面试题：MongoDB索引标识对查询性能的影响及优化

Question

阐述MongoDB索引标识（如唯一索引标识、稀疏索引标识等）是如何影响查询性能的。当查询性能不佳时，基于索引标识应如何进行针对性的优化？请结合具体案例说明。

Answer 1

1. 索引标识对查询性能的影响

• 唯一索引标识：
  • 影响：唯一索引确保索引字段的值唯一。在插入数据时，数据库需要额外检查唯一性，这可能会增加写操作的开销。但在查询时，如果查询条件涉及唯一索引字段，查询性能会显著提升，因为数据库可以快速定位到唯一匹配的记录，减少了扫描的数据量。例如，在用户表中对“身份证号”字段建立唯一索引，当根据身份证号查询特定用户时，数据库能直接定位到对应记录，无需遍历大量数据。
• 稀疏索引标识：
  • 影响：稀疏索引只对有值的文档建立索引。对于包含大量缺失值的字段建立稀疏索引，可大幅减少索引占用的空间。在查询时，如果查询条件主要针对有值的文档，稀疏索引能够提高查询效率，因为它跳过了无值文档的索引记录，减少了索引扫描范围。例如，在一个产品表中，部分产品可能没有“特殊说明”字段值，对“特殊说明”字段建立稀疏索引，在查询有特殊说明的产品时，可快速定位到相关记录。

2. 查询性能不佳时基于索引标识的优化

• 唯一索引标识优化：
  • 案例：假设在电商订单表中，“订单编号”字段设置为唯一索引，但查询某个用户的所有订单时性能不佳。此时可以检查是否对“用户ID”字段建立了索引，如果没有，可创建一个复合索引，如{用户ID: 1, 订单编号: 1}。这样在查询某个用户的订单时，数据库可以利用复合索引快速定位到相关订单，同时保留订单编号的唯一性约束。
• 稀疏索引标识优化：
  • 案例：在一个博客文章表中，部分文章没有“关键词”字段值，对“关键词”字段建立了稀疏索引。但在查询包含特定关键词的文章时性能不理想。可以考虑检查查询条件是否合理，是否需要在其他相关字段（如“文章分类”）上建立联合稀疏索引，比如{文章分类: 1, 关键词: 1}，以缩小查询范围，提高查询性能。同时，确保查询语句正确利用了稀疏索引，避免全表扫描。