面试题：MongoDB中分片键变更对查询性能的影响

Question

假设在一个已分片的MongoDB集群中，要变更某个集合的分片键，简要阐述这可能会对常见的查询操作（如单文档查询、范围查询）性能产生怎样的影响，并说明原因。

Answer 1

单文档查询

• 可能影响：在变更分片键后，如果单文档查询仍然使用旧分片键相关条件，查询性能可能严重下降。若使用新分片键相关条件查询，性能可能提升或保持稳定，具体取决于新分片键分布及索引情况。
• 原因：MongoDB基于分片键将数据分布在不同分片上。变更分片键前，数据按旧分片键分布，查询可快速定位到相应分片。变更后，数据分布改变，基于旧分片键查询可能需在多个分片遍历数据；若按新分片键查询，若新分片键分布合理且有合适索引，查询可精准定位到相关分片，提升查询效率。

范围查询

• 可能影响：变更分片键后，若范围查询条件基于旧分片键，性能会下降；基于新分片键且分布合理，性能或提升。但新分片键分布不均，可能致部分分片负载高，影响范围查询性能。
• 原因：变更前，范围查询基于旧分片键分布执行，能利用原有数据分布及索引优化。变更后，数据分布变化，基于旧分片键范围查询需跨更多分片获取数据，增加网络及处理开销。基于新分片键查询，若分布均匀，查询可高效并行在各分片执行；若分布不均，热点分片会成性能瓶颈。