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MongoDB和Elasticsearch的聚合查询性能分析

时间:2023-07-02 19:38:18 MongoDB

MongoDB和Elasticsearch都是流行的NoSQL数据库,它们都支持聚合查询,即对数据进行分组、统计、排序等操作。但是,它们在聚合查询的实现方式、性能和适用场景上有一些区别。本文将对比MongoDB和Elasticsearch的聚合查询功能,并给出一些性能测试的结果。

MongoDB的聚合查询

MongoDB的聚合查询是基于管道(pipeline)的模型,即将数据通过一系列的操作符(operator)进行处理,每个操作符都会产生一个新的数据集,作为下一个操作符的输入。MongoDB提供了很多操作符,可以实现各种复杂的聚合逻辑,例如$match, $group, $sort, $project, $unwind, $lookup等。MongoDB还支持使用JavaScript函数进行自定义的聚合操作。

MongoDB的聚合查询可以在单个节点或者分片集群(sharded cluster)上执行,但是在分片集群上执行时,需要注意一些限制,例如不能使用$lookup, $graphLookup, $facet等操作符,不能跨分片进行排序等。另外,MongoDB的聚合查询有一个内存限制,默认为100MB,如果超过这个限制,需要使用$allowDiskUse选项来允许使用磁盘空间。

Elasticsearch的聚合查询

Elasticsearch的聚合查询是基于桶(bucket)和度量(metric)的模型,即将数据分成不同的桶,每个桶都有一个或多个度量,用来计算桶内数据的统计值,例如count, sum, avg, min, max等。Elasticsearch提供了很多桶和度量类型,可以实现各种复杂的聚合逻辑,例如terms, histogram, date_histogram, range, filter, cardinality, percentiles等。

Elasticsearch的聚合查询可以在单个节点或者分布式集群上执行,但是在分布式集群上执行时,需要注意一些问题,例如网络开销、内存占用、准确性等。Elasticsearch会将聚合查询分成两个阶段:map和reduce。在map阶段,每个节点会对本地数据进行聚合,并返回部分结果给协调节点(coordinating node)。在reduce阶段,协调节点会对所有节点返回的部分结果进行汇总,并返回最终结果给客户端。这个过程可能会导致一些问题,例如:

1.网络开销:每个节点返回的部分结果可能会很大,导致网络传输时间增加。

2.内存占用:协调节点需要在内存中存储所有节点返回的部分结果,并进行汇总,这可能会导致内存不足。

3.准确性:由于每个节点只对本地数据进行聚合,并不知道全局数据的分布情况,所以返回的部分结果可能不够准确。例如,在计算基数(cardinality)或百分位数(percentiles)时,可能会出现误差。

为了解决这些问题,Elasticsearch提供了一些参数和选项来控制聚合查询的行为,例如:

1.size:控制每个桶返回的文档数量,默认为10。

2.shard_size:控制每个节点返回的桶数量,默认为size * 1.5 + 10。

3.precision_threshold:控制基数聚合的准确性,默认为3000。

4.hdr:控制百分位数聚合的算法,默认为T-Digest。