面试题：MongoDB聚合框架复杂场景下索引的优化策略

Question

假设在一个电商订单系统的MongoDB数据库中，有订单集合orders，包含字段：order_id、user_id、order_date、total_amount、product_list等。现在需要使用聚合框架统计每个用户每月的订单总金额，并按总金额降序排列。在这个复杂聚合场景下，应该如何设计和优化索引，以确保聚合操作高效执行？阐述具体的索引创建思路和理由。

Answer 1

索引创建思路

1. 复合索引：创建一个复合索引 {user_id: 1, order_date: 1, total_amount: -1}。
2. 前缀索引：如果 user_id 字段较长，可以考虑创建前缀索引，减少索引存储开销，同时不影响聚合操作性能。

理由

1. 复合索引：user_id 用于按用户分组，order_date 用于按月统计，total_amount 用于排序。此索引顺序有助于 MongoDB 高效地完成聚合操作中的分组、统计和排序步骤，减少数据扫描量。
2. 前缀索引：在保证查询性能的前提下，降低索引存储成本，特别是在数据量较大的情况下，能有效减少索引占用的磁盘空间和内存，提高整体系统性能。