MongoDBでクエリの実行時間を改善するには？インデックスを活用した高速化の方法

MongoDBでクエリの実行時間を改善したい場合、最も効果的な手段のひとつがインデックスの作成です。特に、unique: true オプションを付けたユニークインデックスを組み合わせれば、データの一意性を保証しながら検索を高速化できます。

インデックスがない場合、MongoDBは条件に一致するドキュメントを探すためにコレクション全体をスキャンします（コレクションスキャン）。しかし、検索対象のフィールドにインデックスが張られていれば、インデックスを利用して目的のドキュメントへ直接アクセスできるため、大規模なデータセットでも高速にクエリを実行できます。

ここからは、実際にコレクションを作成しながら手順を確認していきましょう。

1. ユニークインデックスの作成

まず、createIndex() メソッドを使って「LastName」フィールドにユニークインデックスを作成します。

> db.demo193.createIndex({"LastName":1},{unique:true});
{
   "createdCollectionAutomatically" : true,
   "numIndexesBefore" : 1,
   "numIndexesAfter" : 2,
   "ok" : 1
}

この例では、コレクションが存在しなかったため自動的に作成され（createdCollectionAutomatically: true）、インデックス数が1から2に増えています。なお、unique: true を指定しているため、同じ「LastName」の値を持つドキュメントを後から挿入することはできません。

2. ドキュメントの挿入

次に、insertOne() メソッドを使ってテスト用のドキュメントを3件挿入します。

> db.demo193.insertOne({"FirstName":"John","LastName":"Doe"});
{ "acknowledged" : true, "insertedId" : ObjectId("5e3ade1803d395bdc21346d1") }
> db.demo193.insertOne({"FirstName":"John","LastName":"Smith"});
{ "acknowledged" : true, "insertedId" : ObjectId("5e3ade1f03d395bdc21346d2") }
> db.demo193.insertOne({"FirstName":"David","LastName":"Miller"});
{ "acknowledged" : true, "insertedId" : ObjectId("5e3ade2803d395bdc21346d3") }

3. 登録された全ドキュメントの確認

find() メソッドを使うと、コレクション内のすべてのドキュメントを表示できます。

> db.demo193.find();

実行結果は以下の通りです。

{ "_id" : ObjectId("5e3ade1803d395bdc21346d1"), "FirstName" : "John", "LastName" : "Doe" }
{ "_id" : ObjectId("5e3ade1f03d395bdc21346d2"), "FirstName" : "John", "LastName" : "Smith" }
{ "_id" : ObjectId("5e3ade2803d395bdc21346d3"), "FirstName" : "David", "LastName" : "Miller" }

4. インデックスを活用した高速な検索

準備が整ったので、「LastName」が「Smith」と一致するドキュメントを検索してみましょう。

> db.demo193.find({"LastName":"Smith"});

実行結果は以下の通りです。

{ "_id" : ObjectId("5e3ade1f03d395bdc21346d2"), "FirstName" : "John", "LastName" : "Smith" }

このクエリは事前に作成したインデックスを利用するため、コレクション全体をスキャンする場合に比べてはるかに短い時間で実行されます。データ量が増えるほど、その差は顕著になります。

補足：インデックスが使われているか確認するには

クエリが本当にインデックスを利用しているかどうかは、explain() メソッドで確認できます。

> db.demo193.find({"LastName":"Smith"}).explain("executionStats");

実行計画の中に IXSCAN（インデックススキャン）が含まれていればインデックスが使われており、COLLSCAN（コレクションスキャン）のみの場合はインデックスが利用されていません。パフォーマンスのチューニングを行う際は、必ずこの実行計画をチェックする習慣をつけるとよいでしょう。

まとめ

• クエリの実行時間を改善するには、検索対象フィールドに createIndex() でインデックスを作成するのが基本です。
• unique: true を組み合わせれば、データの一意性保証と検索の高速化を同時に実現できます。
• explain("executionStats") を使えば、インデックスが実際に使用されているかを検証できます。