面试题：MongoDB索引覆盖与投影优化查询性能

Question

在MongoDB集合中有大量文档，文档包含多个字段。现在需要执行一个查询，仅返回`title`和`price`字段，同时要求尽可能减少磁盘I/O和网络传输。已知`title`字段上已有单字段索引，你如何利用索引覆盖来优化这个查询？写出查询语句并详细说明为什么这样可以优化性能，以及如果索引无法覆盖查询会出现什么情况。

Answer 1

查询语句

db.collection.find({}, {title: 1, price: 1, _id: 0})

优化性能原因

1. 索引覆盖：由于title字段有单字段索引，如果查询仅涉及title和price字段，当price字段大小相对较小且符合索引覆盖条件（索引包含了查询所需的所有字段）时，MongoDB可以直接从索引中获取这些数据，而无需再去磁盘读取文档的完整内容。这样大大减少了磁盘I/O操作。
2. 减少网络传输：仅返回title和price字段，不返回其他字段，减少了数据量，进而减少了网络传输的数据量。

索引无法覆盖查询的情况

1. 增加磁盘I/O：如果索引无法覆盖查询，例如price字段不在索引中，MongoDB需要先从索引找到符合条件的文档指针，然后再根据指针从磁盘读取完整的文档数据，这就增加了磁盘I/O操作，降低了查询性能。
2. 增加网络传输量：若返回的字段较多且索引无法覆盖，需要从磁盘读取更多数据，通过网络传输的数据量也会相应增加，导致网络压力增大，查询响应时间变长。