问题概述
在 MongoDB 数据库中，索引的使用能够大幅提升查询效率。然而，有时候我们会发现索引并不起作用，导致查询性能下降。此时，我们需要进行索引失效问题的排查和定位。
常见原因
如何才能排查出索引失效的原因呢？下面是几个常见的原因：
1. 索引字段类型不匹配
如果查询语句中的字段类型和索引中的字段类型不一致，那么索引将无法生效。例如，如果索引是基于字符串类型的字段建立的，而查询语句传递的是数字类型，那么查询语句就无法使用索引。
2. 非前缀匹配
如果索引的字段是一个复合字段，那么查询语句中必须使用该字段的前缀匹配模式才能使用索引。例如，我们有一个复合索引 {a: 1, b: 1} ，那么查询语句中必须有类似于 {a: value} 或者 {a: value, b: value} 的模式才能使用该索引。
3. 模糊查询
模糊查询（比如使用正则表达式或 $where 操作符进行查询）也可能导致索引失效。这是因为模糊查询无法利用索引的 B 树结构，会导致 MongoDB 引擎必须扫描整个集合，从而大幅降低查询性能。
4. 子句次序问题
查询语句中子句次序的不同也可能导致索引失效。例如，如果查询语句的 $or 运算符在前面，那么即使存在 $and 运算符，查询也无法使用索引。
排查流程
了解了一些常见原因后，下面我们来介绍一下排查索引失效问题的基本流程：
1. 使用 explain 进行查询分析
explain 命令可以分析出查询语句的执行计划和优化方式，从而帮助我们判断索引是否生效。例如，我们可以使用下面的命令进行查询分析：
db.collection.find({field: value}).explain("executionStats")其中，executionStats 参数可以让 explain 命令显示查询执行的详细信息。
2. 检查索引是否被正确创建
我们需要 inspect 索引本身以确定它们是否正确创建。我们可以使用 db.collection.getIndexes() 命令来查看索引的详细信息，确认索引是否被正确创建。
3. 确定索引字段类型是否正确
我们需要检查查询语句中的字段类型是否与索引的字段类型匹配。如果不匹配，这可能会导致索引失效。
4. 确定是否存在非前缀匹配
我们需要确定查询语句中是否出现了非前缀匹配的情况。如果出现了非前缀匹配，索引将无法使用。
5. 确定是否存在模糊查询
我们需要确定查询语句中是否出现了模糊查询。如果存在模糊查询，那么即使存在索引，也无法提高查询性能。
6. 检查子句的次序是否正确
我们需要确认查询语句中的子句次序是否正确。如果次序不正确，将导致索引失效。
实例演示
下面提供一个实例演示来加深大家的理解。假设我们有一个 MongoDB 集合，其中的文档如下所示：
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-现在，我们需要查询出居住在 Shanghai 的用户，并且年龄等于 18 。我们可以使用以下语句进行查询：
db.user.find({ "address.city": "Shanghai", age: 18 })如果我们建立了基于 city 和 age 的联合索引，那么这个查询语句应该会比较快速。现在，我们可以使用 explain 命令来检查查询执行计划：
db.user.find({ "address.city": "Shanghai", age: 18 }).explain("executionStats")执行结果如下所示：
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-执行结果中，我们可以看到 winningPlan 的结果，这项结果告诉我们这个查询语句的执行计划，也就是 MongoDB 引擎决定如何执行这个查询语句的方式。我们也可以查看执行时间，其中 executionTimeMillis 表示查询语句的执行时间。在本例中，执行时间为 0 毫秒。
从执行计划可以看到，这个查询语句使用了索引，并且花费了很短的时间来查询出命中的文档。
总结
在本文中，我们介绍了 MongoDB 索引失效问题的排查方法。我们首先介绍了常见的失效原因，然后提供了问题排查的基本流程。最后，我们通过实例演示加深了大家的理解。希望这篇文章对于大家排查 MongoDB 索引失效问题有所帮助。
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