面试题：MongoDB中复合索引的构建原则

Question

在MongoDB中，阐述构建复合索引的一般原则，例如字段顺序对查询性能的影响，并举例说明什么样的查询场景适合使用复合索引。

Answer 1

构建复合索引的一般原则

1. 字段顺序：在复合索引中，字段的顺序非常关键。通常将选择性高（基数大，不同值多）的字段放在前面，这样能更快缩小搜索范围。例如，如果有一个users集合，其中country字段值种类少，而email字段值几乎各不相同，那么email字段应放在复合索引靠前位置。
2. 前缀匹配：复合索引遵循前缀匹配原则，即查询条件必须从索引的第一个字段开始依次匹配，才能有效利用索引。若索引为{field1: 1, field2: 1}，查询{field1: value1}或{field1: value1, field2: value2}可以利用索引，但{field2: value2}则不能。

字段顺序对查询性能的影响

以复合索引{last_name: 1, first_name: 1}为例，如果查询{last_name: "Smith"}，MongoDB可以直接利用索引定位到所有姓“Smith”的文档，性能较好。但如果查询{first_name: "John"}，由于不满足前缀匹配原则，索引无法有效利用，查询可能需要全表扫描，性能大幅下降。

适合使用复合索引的查询场景

1. 多字段排序：比如在一个products集合中，经常需要按category和price排序展示商品列表。可以创建复合索引{category: 1, price: 1}，这样排序操作可以高效利用索引，提升性能。
2. 范围查询结合其他条件：假设orders集合中有order_date和customer_id字段，若经常查询某个客户在特定日期范围内的订单，如{customer_id: "123", order_date: {$gte: ISODate("2023 - 01 - 01"), $lte: ISODate("2023 - 12 - 31")}}，则复合索引{customer_id: 1, order_date: 1}可以优化查询。因为先按customer_id快速定位客户相关订单，再在这些订单中按日期范围筛选，减少扫描数据量。