解决正则表示式匹配($regex)引起的一次mongo数据库cpu占用率高的问题
作者：独指蜗牛
某一天，监控到mongo数据库cpu使用率高了很多，查了一下，发现是下面这种语句引起的：
db.example_collection.find({
"idField" :
{ "$regex" : "123456789012345678"
} ,
"dateField" :
{ "$regex" : "2019/10/10"
}})
通常，遇到这种情况，我第一反应是缺少相关字段的索引，导致每执行一次这种语句都会全表扫描一次。
但是我用explain( )语句分析了下，发现上面所涉及的两个字段idField、dateField是有索引的，并且该语句也是有使用到索引的。如下为explain( )的结果：
mgset-11111111:PRIMARY> db.example_collection.find({ "idField" : { "$regex" : "123456789012345678"} , "dateField" : { "$regex" : "2019/10/10"}}).explain("queryPlanner")
{
"queryPlanner" : {
"plannerVersion" : 1,
"namespace" : "example_db.example_collection",
"indexFilterSet" : false,
"parsedQuery" : {
"$and" : [
{
"idField" : {
"$regex" : "123456789012345678"
}
},
{
"dateField" : {
"$regex" : "2019/10/10"
}
}
]
},
"winningPlan" : {
"stage" : "FETCH",
"inputStage" : {
"stage" : "IXSCAN",
"filter" : {
"$and" : [
{
"idField" : {
"$regex" : "123456789012345678"
}
},
{
"dateField" : {
"$regex" : "2019/10/10"
}
}
]
},
"keyPattern" : {
"idField" : 1,
"dateField" : 1
},
"indexName" : "idField_1_dateField_1",
"isMultiKey" : false,
"multiKeyPaths" : {
"idField" : [ ],
"dateField" : [ ]
},
"isUnique" : false,
"isSparse" : false,
"isPartial" : false,
"indexVersion" : 2,
"direction" : "forward",
"indexBounds" : {
"idField" : [
"[\"\", {})",
"[/123456789012345678/, /123456789012345678/]"
],
"dateField" : [
"[\"\", {})",
"[/2019/10/10/, /2019/10/10/]"
]
}
}
},
"rejectedPlans" : [ ]
},
"ok" : 1
}
查看mongo的日志发现，这种语句执行一次就要800~900ms，的确是比较慢。除非数据库cpu核数很多，要不然只要这种语句每秒并发稍微高一点，cpu很快就被占满了。
之后搜索了下，发现有可能是正则表达式的问题。原来，虽然该语句的确是使用了索引，但是explain( )语句的输出中还有一个字段"indexBounds"，表示执行该语句时所需扫描的索引范围。说实话，上面那个输出中，我始终没看明白它那个索引范围。上面的语句对idField、dateField这两个字段都进行了普通的正则表达式匹配，我猜测它应该是扫描了整个索引树，所以导致索引并未实际提升该语句的查询效率。
我看了下数据库里面的数据，发现idField、dateField这两个字段完全没有必要进行正则匹配，进行普通的文本匹配就行。将正则匹配操作$regex去掉之后，再分析一下，结果是这样的：
mgset-11111111:PRIMARY> db.example_collection.find({ "idField" : "123456789012345678", "dateField" : "2019/10/10"}).explain("queryPlanner")
{
"queryPlanner" : {
"plannerVersion" : 1,
"namespace" : "example_db.example_collection",
"indexFilterSet" : false,
"parsedQuery" : {
"$and" : [
{
"idField" : {
"$eq" : "123456789012345678"
}
},
{
"dateField" : {
"$eq" : "2019/10/10"
}
}
]
},
"winningPlan" : {
"stage" : "FETCH",
"inputStage" : {
"stage" : "IXSCAN",
"keyPattern" : {
"idField" : 1,
"dateField" : 1
},
"indexName" : "idField_1_dateField_1",
"isMultiKey" : false,
"multiKeyPaths" : {
"idField" : [ ],
"dateField" : [ ]
},
"isUnique" : false,
"isSparse" : false,
"isPartial" : false,
"indexVersion" : 2,
"direction" : "forward",
"indexBounds" : {
"idField" : [
"[\"123456789012345678\", \"123456789012345678\"]"
],
"dateField" : [
"[\"2019/10/10\", \"2019/10/10\"]"
]
}
}
},
"rejectedPlans" : [ ]
},
"ok" : 1
}
可以看到，仍然使用到了索引，并且索引扫描范围是仅限于一个值的。
后来跟开发人员确认了下，该语句确实没必要使用正则匹配，就让他把正则匹配去掉了。之后就没有再出现问题了，mongo慢日志中也未再出现该语句。
总结
以上所述是小编给大家介绍的解决正则表示式匹配($regex)引起的一次mongo数据库cpu占用率高的问题，希望对大家有所帮助，如果大家有任何疑问请给我留言，小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对脚本之家网站的支持！
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