面试题：MongoDB复合索引在复杂查询场景的应用

Question

假设有一个存储用户信息的集合，包含字段有姓名（name）、年龄（age）、注册时间（registration_time），现在需要频繁执行按年龄范围查询以及按注册时间排序的操作，应如何设计复合索引？请说明原因以及可能存在的局限性。

Answer 1

复合索引设计

应该设计一个复合索引，顺序为 (age, registration_time)。

原因

1. 按年龄范围查询：复合索引的最左前缀原则，索引的最左列是 age，所以在进行按年龄范围查询时，索引能够有效利用，快速定位到符合年龄范围的记录。
2. 按注册时间排序：在符合年龄范围的记录中，由于复合索引中第二列是 registration_time，数据库可以使用该索引直接对这些记录按注册时间排序，无需额外的排序操作。

局限性

1. 插入、更新性能影响：索引会增加插入、更新操作的成本，因为每次数据变动都需要同时更新索引。
2. 索引维护成本：复合索引占用更多的存储空间，需要更多的维护成本，包括索引重建、碎片整理等操作。
3. 最左前缀限制：如果查询条件不包含 age 字段，这个复合索引将无法被使用，导致查询效率低下。例如只按注册时间查询，索引无法生效。