面试题：MongoDB地理空间索引之高级难度位置查询优化题

Question

在一个拥有海量位置数据的MongoDB数据库中，集合里存储了用户签到记录，包含用户ID（user_id）、签到时间（check - in_time）和地理位置（location，使用GeoJSON格式）。现在需要频繁查询某一区域内最近一周的签到记录，你会如何设计地理空间索引以及查询语句来优化查询性能？请详细说明设计思路和相关的MongoDB命令。

Answer 1

设计思路

1. 地理空间索引设计：使用MongoDB的2dsphere索引来处理GeoJSON格式的地理位置数据。2dsphere索引专门用于处理球形地球表面的地理空间数据，适用于经纬度坐标，非常适合本题中的地理位置查询。
2. 时间范围限制：为了获取最近一周的签到记录，需要在查询中对签到时间check - in_time进行筛选。

MongoDB命令

1. 创建地理空间索引：

db.users.createIndex({ location: "2dsphere" });

此命令在users集合的location字段上创建2dsphere索引。

2. 查询某一区域内最近一周的签到记录：

// 计算一周前的时间
var oneWeekAgo = new Date();
oneWeekAgo.setDate(oneWeekAgo.getDate() - 7);

db.users.find({
    location: {
        $geoWithin: {
            $geometry: {
                type: "Polygon",
                coordinates: [
                    [
                        [x1, y1],
                        [x2, y2],
                        [x3, y3],
                        [x1, y1]
                    ]
                ]
            }
        }
    },
    check - in_time: {
        $gte: oneWeekAgo
    }
});

在上述查询中：

• $geoWithin操作符用于查询位于指定多边形区域内的文档。将[x1, y1]、[x2, y2]、[x3, y3]替换为实际的多边形顶点坐标。
• $gte操作符用于筛选出签到时间在一周前（含）之后的记录。