Question

这是对this question的跟进 - 请参阅上下文。

这个问题涉及链接问题的一些特殊情况 - 即使用$in或$or运算符时MongoDB中的排序如何工作，以及如何确保使用索引进行排序记忆中的排序。

$中：

例如，假设我们有一个文档结构为

的集合

{a: XXX, b: XXX}

...我们按顺序在a和b上有一个复合索引，并希望运行查询

{a: {$in: [4, 6, 2, 1, 3, 10]}, b: {$gt: 1, $lt: 6}}

如果排序在a或b上，排序将如何进行？ $in是各种各样的等式运算符，但在我看来，b上带索引的排序是不可能的。使用索引的a排序只有在$in值数组首先排序时才有可能 - 我想 - 但我不知道MongoDB是否这样做。

$或

由于$or查询（IIUC）被处理为多个查询，并且可能会使用它们各自的索引进行排序，因此排序结果会以某种方式合并，或$or强制内存排序所有结果？如果是前者，这个过程的时间复杂度是多少？

Answer 1

注意：此答案基于MongoDB 3.2.4。

值得发现在MongoDB中使用explain()。查询的explain()输出（例如db.collection.explain().find(...)）允许您检查查询中使用的索引，使用db.collection.explain('executionStats')还可以显示查询是成功还是失败-memory SORT限制。

<强> $在

$in查询可以被视为一系列相等查询。例如，{a: {$in: [1,3,5]}}可以被视为{a:1}, {a:3}, {a:5}。在继续查询之前，MongoDB会对$in数组进行排序，因此{$in: [3,5,1]}与{$in: [1,3,5]}没有区别。

假设集合的索引为

{a:1, b:1}

按a
排序
```
  db.coll.find({a: {$in: [1,3,5]}}).sort({a:1})
```
MongoDB将能够使用{a:1,b:1}索引，因为此查询可以被视为{a:1}, {a:3}, {a:5}查询的并集。按{a:1}排序允许使用index prefix，因此MongoDB不需要执行内存中的排序。

同样的情况也适用于查询：
```
  db.coll.find({a: {$in: [1,3,5]} ,b:{$gte:1, $lt:2}}).sort({a:1})
```
由于sort({a:1})也使用索引前缀（在这种情况下为a），因此不需要内存中的SORT阶段。
按b
排序
与按a排序相比，这是一个更有趣的案例。例如：
```
  db.coll.find({a: {$in: [1,3,5]}}).sort({b:1})
```
此查询的explain()输出将包含一个名为SORT_MERGE的阶段。请注意，查询的find()部分可以被视为{a:1}, {a:3}, {a:5}。

由于db.coll.find({a:1}).sort({b:1})索引的性质，查询SORT不需要有内存{a:1,b:1}阶段：也就是说，MongoDB可以简单地遍历（已排序）索引在满足b上的相等参数后，返回按a排序的文档。例如，对于每个a，由于索引，有许多b已按b排序。

使用$in，整体查询可以被视为：
- db.coll.find({a:1}).sort({b:1})
- db.coll.find({a:3}).sort({b:1})
- db.coll.find({a:5}).sort({b:1})
- 获取上面的各个查询结果，并使用b的值执行合并。查询不需要内存中排序阶段，因为各个查询结果已按b排序。 MongoDB只需将（已经排序的）子查询结果合并为一个结果。
同样，查询
```
  db.coll.find({a: {$in: [1,3,5]} ,b:{$gte:1, $lt:2}}).sort({b:1})
```
也使用SORT_MERGE阶段，与上面的查询非常相似。不同之处在于，对于每个b，单个查询基于范围 b（而不是每个 a）输出文档（由于索引b，将按{a:1,b:1}排序）。因此，查询不需要内存中的排序阶段。

<强> $或

对于$or查询使用索引every clause in the $or expression must have an index associated with it。如果满足此要求，则查询可以使用SORT_MERGE阶段，就像$in查询一样。例如：

db.coll.explain().find({$or:[{a:1},{a:3},{a:5}]}).sort({b:1})

将具有与上述SORT_MERGE示例中几乎完全相同的查询计划，索引使用和$in阶段。从本质上讲，查询可以被认为是：

db.coll.find({a:1}).sort({b:1})
db.coll.find({a:3}).sort({b:1})
db.coll.find({a:5}).sort({b:1})
获取上面的各个查询结果，并使用b。

就像之前的$in示例一样。

但是，这个查询：

db.coll.explain().find({$or:[{a:1},{b:1}]}).sort({b:1})

无法使用任何索引（因为我们没有{b:1}索引）。此查询将导致集合扫描，因此将具有内存中排序阶段，因为不使用索引。

但是，如果我们创建索引{b:1}，则查询将继续如下：

db.coll.find({a:1}).sort({b:1})
db.coll.find({b:1}).sort({b:1})
获取上面的各个查询结果，并使用b的值执行合并（由于索引{a:1,b:1}和{b:1}，已在两个子查询中对其进行了排序）

并且MongoDB将结合{a:1}和{b:1}个查询的结果，并对结果执行合并。合并过程是线性时间，例如O(n)。

总之，在$or查询中，每个术语都必须包含一个索引，包括sort()阶段。否则，MongoDB将不得不执行内存中的排序。

如何在MongoDB中使用`$或`和`$ in`查询进行排序？

1 个答案: