面试题：MongoDB中复合索引的创建原则及对查询性能的影响

Question

请阐述在MongoDB中创建复合索引的原则是什么？不同字段顺序的复合索引对查询性能会产生怎样不同的影响？

Answer 1

创建复合索引的原则

1. 按照查询频率和选择性排序：将查询中最常使用且选择性高（即该字段不同值的数量多，能有效缩小查询范围）的字段放在复合索引的前面。例如，如果经常按 user_id 和 created_at 进行查询，且 user_id 的不同值远多于 created_at 的不同值，那么索引应写成 {user_id: 1, created_at: 1}。
2. 考虑排序需求：如果查询涉及对某些字段的排序操作，将排序字段按照排序方向（升序或降序）加入复合索引。例如，若查询需要按 price 降序排序，索引可写成 {price: -1}；若还需要按 product_name 升序排序，则索引为 {price: -1, product_name: 1}。
3. 避免冗余索引：确保复合索引不与已有的其他索引功能重复，避免创建过多冗余索引导致存储和维护成本增加。例如，若已经有一个 {user_id: 1} 的单字段索引，再创建 {user_id: 1, other_field: 1} 的复合索引时要谨慎评估，除非 other_field 也经常用于查询。

不同字段顺序复合索引对查询性能的影响

1. 前缀匹配原则：MongoDB 复合索引遵循前缀匹配原则。例如，有复合索引 {a: 1, b: 1}，查询 {a: value1} 可以使用该索引，因为它匹配了索引的前缀；但查询 {b: value2} 无法使用该索引，因为它没有从索引的第一个字段开始匹配。所以，将最常用的查询字段放在索引开头能使更多查询利用到索引。
2. 多字段查询性能：对于多字段查询 {a: value1, b: value2}，索引 {a: 1, b: 1} 能高效地定位到满足条件的数据。但如果索引顺序是 {b: 1, a: 1}，查询效率可能会降低，因为 MongoDB 需要先按 b 过滤，然后再按 a 过滤，这可能需要扫描更多的数据页。
3. 排序性能：当查询需要按多个字段排序时，索引字段顺序与排序顺序一致能提高性能。比如，按 price 降序和 rating 升序排序，索引 {price: -1, rating: 1} 能很好地支持该操作；若索引顺序是 {rating: 1, price: -1}，排序性能可能会受到影响。