面试题：MongoDB索引管理中如何优化复合索引

Question

假设在一个包含多个字段的集合中，需要建立复合索引以提高查询性能。请描述如何设计复合索引，以及在维护和优化复合索引时需要注意哪些方面，例如如何避免索引失效等问题。

Answer 1

复合索引设计

1. 字段顺序：将选择性高（即不同值多）的字段放在索引前列。例如，在用户表中，email字段通常比gender字段选择性高，若要建立复合索引，应将email放在前面。这样能让索引在过滤数据时更高效地缩小范围。
2. 业务需求导向：根据实际查询需求确定字段顺序。如果多数查询是根据category和price过滤，那么复合索引应设计为(category, price)，确保索引能覆盖常用查询。

维护和优化复合索引需注意的方面

1. 避免索引失效：
   • 查询条件顺序：确保查询条件的顺序与复合索引中字段顺序一致。例如，复合索引为(a, b)，查询WHERE a = 'value' AND b = 'value'能利用索引，而WHERE b = 'value' AND a = 'value'在某些数据库中可能无法完全利用索引。
   • 函数使用：避免在索引字段上使用函数。如WHERE UPPER(name) = 'VALUE'会导致索引失效，应改为WHERE name = 'value'。
   • 范围查询：在复合索引中，范围查询（如>、<）后的字段无法使用索引。例如，复合索引(a, b, c)，查询WHERE a = 'value' AND b > 'value' AND c = 'value'，c字段无法利用索引。
2. 定期维护：
   • 重建索引：随着数据的插入、更新和删除，索引可能会碎片化。定期重建索引可以优化存储结构，提高查询性能。
   • 统计信息更新：数据库依赖统计信息来优化查询计划，定期更新统计信息能确保查询优化器做出更准确的决策。
3. 监控索引使用：
   • 使用数据库自带工具：如MySQL的EXPLAIN关键字，分析查询语句执行计划，查看索引是否被正确使用。若发现索引未被使用，应及时调整查询或索引设计。