索引的重要性

在 LiteDB 中，索引是提升查询性能的关键机制。正确的索引策略可以显著减少查询时间，尤其是在处理大规模数据集时。

Nuget 安装LiteDb

索引创建示例

User类

C#
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace App11
{
    public class User
    {
        public int Id { get; set; }
        public string Username { get; set; }
        public string Email { get; set; }
        public int Age { get; set; }
    }
}

C#
using LiteDB;

namespace App11
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            using (var db = new LiteDatabase(@"MyDatabase.db"))
            {
                // 获取用户集合  
                var users = db.GetCollection<User>("users");

                // 创建单字段索引  
                users.EnsureIndex(x => x.Username);

                // 创建复合索引  
                users.EnsureIndex(x => new { x.Username, x.Email });

                // 唯一索引，确保字段值唯一  
                users.EnsureIndex(x => x.Email, unique: true);

                // 插入10条测试记录  
                var testUsers = new List<User>
                {
                    new User { Id = 1, Username = "john_doe", Email = "john@example.com", Age = 25 },
                    new User { Id = 2, Username = "jane_smith", Email = "jane@example.com", Age = 28 },
                    new User { Id = 3, Username = "mike_wilson", Email = "mike@example.com", Age = 32 },
                    new User { Id = 4, Username = "sarah_jones", Email = "sarah@example.com", Age = 24 },
                    new User { Id = 5, Username = "david_brown", Email = "david@example.com", Age = 35 },
                    new User { Id = 6, Username = "emma_davis", Email = "emma@example.com", Age = 27 },
                    new User { Id = 7, Username = "alex_taylor", Email = "alex@example.com", Age = 31 },
                    new User { Id = 8, Username = "lisa_anderson", Email = "lisa@example.com", Age = 29 },
                    new User { Id = 9, Username = "tom_miller", Email = "tom@example.com", Age = 33 },
                    new User { Id = 10, Username = "anna_white", Email = "anna@example.com", Age = 26 }
                };

                // 插入记录  
                users.InsertBulk(testUsers);

                // 示例查询操作  
                // 查找所有年龄大于30的用户  
                var over30 = users.Find(x => x.Age > 30).ToList();
                Console.WriteLine($"Over 30: {string.Join(", ", over30.Select(x => x.Username))}");

                // 按用户名查找  
                var userJohn = users.FindOne(x => x.Username == "john_doe");
                Console.WriteLine($"John Doe: {userJohn.Email}");

                // 使用复合索引查找  
                var userByEmailAndUsername = users.FindOne(x => x.Username == "emma_davis" && x.Email == "emma@example.com");
                Console.WriteLine($"Emma Davis: {userByEmailAndUsername.Age}");

                Console.ReadKey();
            }
        }
    }
}

索引最佳实践

• 为经常用于查询和排序的字段创建索引
• 避免过度索引，每个索引都会增加写入开销
• 对于复杂查询，考虑复合索引
• 定期评估和重建索引

查询性能分析

查询性能监控

C#
using System.Diagnostics;
using LiteDB;

namespace App11
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            using (var db = new LiteDatabase(@"MyDatabase.db"))
            {
                // 获取用户集合  
                var users = db.GetCollection<User>("users");
                // 分析查询性能
                AnalyzeQueryPerformance(users);
            }
        }
        public static void AnalyzeQueryPerformance(ILiteCollection<User> users)
        {
            // 使用 Stopwatch 测量查询执行时间
            var stopwatch = new Stopwatch();

            stopwatch.Start();
            var results = users
                .Find(x => x.Age > 25)
                .OrderBy(x => x.Username)
                .ToList();
            stopwatch.Stop();

            Console.WriteLine($"查询耗时: {stopwatch.ElapsedMilliseconds} ms");
            Console.WriteLine($"返回记录数: {results.Count}");
        }
    }
}

查询优化技巧

1. 使用 Find() 代替 FindAll()
2. 利用索引进行高效过滤
3. 避免不必要的大量数据加载
4. 使用 Take() 和 Skip() 进行分页

查询性能对比示例

C#
using System.Diagnostics;
using LiteDB;

namespace App11
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            using (var db = new LiteDatabase(@"MyDatabase.db"))
            {
                // 获取用户集合  
                var users = db.GetCollection<User>("users");
                // 分析查询性能
                CompareQueryStrategies(users);
            }
        }
        public static void CompareQueryStrategies(ILiteCollection<User> users)
        {
            // 未索引查询（性能较差）
            var slowQuery = users.Find(x => x.Username.Contains("john"));

            // 使用索引的快速查询
            users.EnsureIndex(x => x.Username);
            var fastQuery = users.Find(x => x.Username.Contains("john"));
        }
    }
}

大数据量处理技巧

批量操作优化

C#
using System.Diagnostics;
using LiteDB;

namespace App11
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 初始化10条测试数据  
            var users = new List<User>();
            for (int i = 1; i <= 10; i++)
            {
                users.Add(new User
                {
                    Id = new Random().Next(100,1000),
                    Username = $"User{i}",
                    Email = $"user{i}@example.com",
                    Age = i * 10
                });
            }

            BulkInsertOptimization(users);
        }

        public static void BulkInsertOptimization(List<User> largeUserList)
        {
            using (var db = new LiteDatabase(@"MyDatabase.db"))
            {
                var users = db.GetCollection<User>("users");

                // 禁用临时索引以提高批量插入性能  
                users.EnsureIndex(x => x.Email);

                try
                {
                    // 开启事务  
                    db.BeginTrans();

                    // 批量插入  
                    users.InsertBulk(largeUserList);

                    // 提交事务  
                    db.Commit();
                }
                catch (Exception ex)
                {
                    // 回滚事务  
                    db.Rollback();
                    Console.WriteLine($"批量插入失败: {ex.Message}");
                }

                // 重建索引  
                users.EnsureIndex(x => x.Email);
            }
        }
    }
}

注意事项

• LiteDB 适合中小型应用
• 对于超大规模数据，考虑使用专业数据库
• 合理使用索引
• 避免不必要的大量数据加载
• 使用事务和批量操作
• 定期监控和分析查询性能
• 根据具体业务场景调整优化策略

结语

这段代码展示了LiteDB在C#中的基本应用，包含了数据库的创建、索引设置和数据操作等核心功能。通过创建单字段索引、复合索引和唯一索引，以及展示批量插入数据和多样化的查询操作，很好地体现了LiteDB作为轻量级NoSQL数据库的特点。代码结构清晰，示例丰富，非常适合作为入门LiteDB的参考示例，对理解文档型数据库的基本操作很有帮助。