面试题：MongoDB高性能内嵌文档设计与查询优化专家题

Question

在一个MongoDB集合orders中，文档记录订单信息，包含客户信息（姓名、联系方式），订单详情内嵌文档数组，每个数组元素记录商品信息（商品名称、价格、数量）以及该商品的订单状态（已发货、未发货等）。假设数据量非常大，现要实现一个高效查询：找出购买过‘商品A’且购买数量超过10件的所有客户，并且要求在查询性能上有较好的优化，阐述你的设计思路和查询优化方案，并写出具体的查询语句。

Answer 1

1. 设计思路：
   • 利用MongoDB的索引来提高查询性能。因为数据量非常大，合适的索引能显著加快查询速度。
   • 对于此查询，我们需要在订单详情数组中的商品名称和数量字段上创建复合索引，这样能加快对购买特定商品且数量满足条件的文档的查找。
2. 查询优化方案：
   • 创建复合索引：在orders集合上，对orderDetails.productName和orderDetails.quantity字段创建复合索引。
   • 利用$unwind操作符展开订单详情数组，这样后续可以直接对展开后的文档进行条件匹配。
   • 使用$match阶段来过滤出满足购买‘商品A’且购买数量超过10件的文档。
   • 最后使用$group操作符来聚合出所有满足条件的客户。
3. 具体查询语句：

db.orders.aggregate([
    {
        $unwind: "$orderDetails"
    },
    {
        $match: {
            "orderDetails.productName": "商品A",
            "orderDetails.quantity": { $gt: 10 }
        }
    },
    {
        $group: {
            _id: null,
            customers: {
                $push: {
                    name: "$customer.name",
                    contact: "$customer.contact"
                }
            }
        }
    }
]);

上述查询语句通过$unwind展开订单详情数组，$match过滤条件，$group聚合出满足条件的客户信息。同时为了优化查询性能，建议提前在orders集合上创建如下复合索引：

db.orders.createIndex({ "orderDetails.productName": 1, "orderDetails.quantity": 1 });