ASP.NET 6启动时自动创建MongoDB索引

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最近，在使用MongoDB时，碰到这样的一个需求：针对某个Collection手动在开发环境创建了索引，但在测试环境和生产环境不想再手动操作了，于是就想着干脆通过代码的方式在ASP.NET 6应用启动时自动创建，如果是重复创建则直接跳过。

大家好，我是Edison。

最近，在使用MongoDB时，碰到这样的一个需求：针对某个Collection手动在开发环境创建了索引，但在测试环境和生产环境不想再手动操作了，于是就想着通过代码的方式在ASP.NET 6应用启动时自动创建。

背景知识

索引本质上是树，最小的值在最左边的叶子上，最大的值在最右边的叶子上，使用索引可以提高查询速度（而不用全表扫描），也可以预防脏数据的插入（如唯一索引）。索引既支持普通字段，也支持内嵌文档中某个键和数组元素进行索引。

在MongoDB中可以创建的索引类型：

• 唯一索引 unique：保证数据的唯一不重复

• 稀疏索引 sparse

• 复合索引：用于提高查询速度

• TTL 索引 : 设置文档的缓存时间，时间到了会自动删除掉

• 全文索引：便于大文本查询（如概要、文章等长文本）

• 二维平面索引：便于2d平面查询

• 地理空间索引：便于地理查询

通过Mongo Shell管理索引：

// 创建索引
db.collection.createIndex(keys, options);
​
// 查询索引
db.collection.getIndexes(filter);
​
// 删除索引
db.collection.dropIndex(\"IndexName\");
​
// 删除所有索引
db.collection.dropIndexes()
​
// explain 查看查询是否走索引
// \"stage\" : \"COLLSCAN\", 表示全集合扫描
// \"stage\" : \"IXSCAN\" ,基于索引的扫描
db.collection.find(query,options).explain(options)

准备工作

假设我们有一个Entity定义如下：

[Table(\"MyTasks\")]
public class MyTaskEntity : IEntity
{
    [BsonId]        
    [BsonRepresentation(BsonType.ObjectId)]
    public ObjectId Id { get; set; }
    public string OrderNumber { get; set; }
    public List<TransmissionEntity> Transmissions { get; set; }

    public DispatchTaskEntity()
    {
        this.Transmissions = new List<TransmissionEntity>();
    }

    public DispatchTaskEntity(string orderNumber)
    {
        this.OrderNumber = orderNumber;
        this.Transmissions = new List<TransmissionEntity>();
    }
    
    ......
}

这里，我们以之前分享的一篇文章《在ASP.NET 6中使用工作单元操作MongoDB》为基础，不熟悉的朋友可以先看看这篇文章。

下面，我们将使用基于上面提到的那篇文章中的 EDT.MongoProxy组件中 的内容 MongoDbConection，这是一个包裹MongoClient的单例对象：

public class MongoDbConnection : IMongoDbConnection
{
    public IMongoClient DatabaseClient { get; }
    public string DatabaseName { get; }

    public MongoDbConnection(MongoDatabaseConfigs configs, IConfiguration configuration)
    {
        DatabaseClient = new MongoClient(configs.GetMongoClientSettings(configuration));
        DatabaseName = configs.DatabaseName;
    }
}

方式一：使用Builders.IndexKeys

这里创建一个静态类AppDbContext用于进行MongoDB索引创建，假设我们需要创建一个针对OrderNumber字段升序排列的唯一索引，那么创建的代码如下所示：

public static class AppDbContext
{
    /// <summary>
    /// Create indexes in MongoDB when startup
    /// NOTE: It\'ll skip creation when the indexes already exists.
    /// </summary>
    public static void Initialize(IApplicationBuilder app)
    {
        var dbInstance = app.ApplicationServices.GetService<IMongoDbConnection>();
        var logger = app.ApplicationServices.GetService<ILogger<MongoRepository>>();
        var db = dbInstance.DatabaseClient.GetDatabase(dbInstance.DatabaseName);

        var collection = db.GetCollection(\"MyTasks\");

        // Index definitions
        var indexKeysDefine = Builders<MyTaskEntity>.IndexKeys.Ascending(indexKey => indexKey.OrderNumber);

        // Create indexes by RunCommand
        try
        {
            await collection.Indexes.CreateOneAsync(new CreateIndexModel(indexKeysDefine)); 
        }
        catch (Exception ex)
        {
            logger.LogError(ex, \"{service}.{method} - throws an exception when creating indexes in database\",
               nameof(AppDbContext), nameof(Initialize));
        }
    }
}

使用Builders.IndexKeys可以方便快速的声明索引，并且它只会在对应索引不存在的时候创建，已存在时则会跳过。

但是如果你想要给集合字段的某个字段声明索引，则不太容易实现。这个时候，你可以考虑方式二。

方式二：使用RunCommand

这里我们修改一下上面AppDbContext中Initialize方法，通过构造两个Mongo Shell命令的方式来创建索引。

与上面不同的是，这里我们还针对集合类型的几个常用查询字段创建了一个组合索引，代码如下所示：

public static class AppDbContext
{
    /// <summary>
    /// Create indexes in MongoDB when startup
    /// NOTE: It\'ll skip creation when the indexes already exists.
    /// </summary>
    public static void Initialize(IApplicationBuilder app)
    {
        var dbInstance = app.ApplicationServices.GetService<IMongoDbConnection>();
        var logger = app.ApplicationServices.GetService<ILogger<MongoRepository>>();
        var db = dbInstance.DatabaseClient.GetDatabase(dbInstance.DatabaseName);
        // Index definitions
        var indexCommand1 = @\"{ createIndexes: \'MyTasks\', indexes: [ { key: { \'OrderNumber\': 1 }, name:\'Idx_OrderNumber\', unique: true } ] }\";
        var indexCommand2 = @\"{ createIndexes: \'MyTasks\', indexes: [ { key: { \'Transmissions.Type\': 1, \'Transmissions.Status\':1, \'Transmissions.Retries\':1 }, name:\'Idx_Transmission_TypeStatusRetries\', unique: false } ] }\";

        // Create indexes by RunCommand
        try
        {
            db.RunCommand<BsonDocument>(BsonDocument.Parse(indexCommand1));
            db.RunCommand<BsonDocument>(BsonDocument.Parse(indexCommand2));
        }
        catch (Exception ex)
        {
            logger.LogError(ex, \"{service}.{method} - throws an exception when creating indexes in database\",
               nameof(AppDbContext), nameof(Initialize));
        }
    }
}

在Program.cs中使用

这里我们仅仅需要在Program.cs中添加以下语句即可实现在ASP.NET 6应用启动时创建MongoDB索引啦：

......
AppDbContext.Initialize(app);
......

小结

本文我们了解了如何在ASP.NET 6应用启动时实现自动创建MongoDB的索引，相信会对你在ASP.NET 6中使用MongoDB有一定帮助！

参考资料

Kevin Smith，《Creating MongoDB indexes in ASP.NET Core 3.1》

TheCodeBuzz，《Create MongoDB indexes in C#.NET Part 1》

TheCodeBuzz，《Create MongoDB indexes in C#.NET Part 2》

作者：周旭龙

出处：https://edisonchou.cnblogs.com

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