面试题：MongoDB OR查询在复合索引下的性能优化

Question

已知有一个MongoDB集合，文档结构为`{name: String, age: Number, city: String, salary: Number}`，并且对`(age, city)`创建了复合索引。现在需要查询年龄大于40岁或者薪资大于50000的记录，分析该查询在现有索引下的性能情况，并说明如何优化查询以提高性能。如果不能通过现有索引优化，阐述原因及可能的解决办法。

Answer 1

性能分析

1. 索引情况：现有索引为 (age, city) 复合索引。此索引对于 age 和 city 联合查询有较好性能，但是对于 age 或 salary 的查询，这个索引无法完全利用。
2. 查询分析：查询条件是年龄大于40岁或者薪资大于50000。由于 or 操作符连接了两个字段（age 和 salary），而索引仅包含 age 和 city，MongoDB 无法有效地使用该索引，查询可能需要全集合扫描，性能较差。

优化建议

1. 不能通过现有索引优化原因：现有索引只涉及 age 和 city，而查询中 salary 字段无法利用该索引。同时 or 操作符的使用也使得单一的 (age, city) 索引难以发挥作用。
2. 可能的解决办法：
   • 添加复合索引：可以考虑添加 (age, salary) 或 (salary, age) 的复合索引。这样在查询 age > 40 或者 salary > 50000 时，至少部分条件可以利用索引。例如添加 (age, salary) 索引，当查询 age > 40 时可以利用索引前缀，如果查询 salary > 50000，虽然不能完全利用此索引，但对于年龄相同的文档，在匹配年龄后对薪资过滤会快一些。
   • 覆盖索引：如果查询只涉及 age、salary 及少量其他字段，可以创建覆盖索引。例如 (age, salary, name)，这样查询不仅可以利用索引查找数据，还可以直接从索引中获取部分所需字段，减少回表操作，提高性能。

总结来说，当前查询在现有索引下性能不佳，需要通过添加与查询条件匹配的新索引来优化性能。