面试题：MongoDB中部分索引的适用场景

Question

请阐述在MongoDB中，部分索引适用于哪些具体场景，并举例说明如何创建和使用部分索引以优化查询性能。

Answer 1

部分索引适用场景

1. 稀疏数据场景：当集合中的文档某些字段存在大量缺失值时，创建普通索引会浪费空间且影响性能。例如在一个用户信息集合中，部分用户可能没有填写“爱好”字段，如果为“爱好”字段创建普通索引，会为每个文档在索引中占用空间，而部分索引仅会对存在“爱好”字段的文档创建索引，节省空间。
2. 特定条件过滤场景：如果查询总是基于特定条件，比如查询状态为“已完成”的订单记录。通过创建基于“状态 = 已完成”条件的部分索引，可显著提高这类查询性能，而不会像普通索引那样对所有文档进行索引。

创建部分索引示例

假设我们有一个名为orders的集合，包含order_status和order_amount字段。我们想为状态为“已完成”的订单创建部分索引，以优化对这类订单金额的查询。

db.orders.createIndex(
    { order_amount: 1 },
    { partialFilterExpression: { order_status: "已完成" } }
);

在上述代码中，{ order_amount: 1 }指定了要索引的字段是order_amount，partialFilterExpression指定了部分索引的过滤条件，只有满足order_status为“已完成”的文档才会被索引。

使用部分索引优化查询示例

继续以上面的orders集合为例，当我们查询状态为“已完成”且订单金额大于100的订单时，部分索引就能发挥作用。

db.orders.find({
    order_status: "已完成",
    order_amount: { $gt: 100 }
});

由于我们创建了基于order_status为“已完成”条件的部分索引，这个查询在扫描索引时只需遍历满足条件的文档索引，从而提高了查询性能。