使用正则查询非指定前缀字符串时如何触发索引生效

问题原因 #

MongoDB的B树索引仅支持正向前缀正则查询走索引，$not 包裹的前缀正则属于否定查询，无法直接匹配B树的正向范围检索逻辑，因此会触发全表扫描，耗时大幅上升。

可用解决方案 #

• 方案1：用字典序范围查询替代否定正则（优先推荐）
  利用字符串字典序的特性，所有不以abcd为前缀的值，要么字典序小于abcd，要么大于等于前缀的下一个连续值abce，改写后的查询语句如下，可直接命中field字段的普通索引：

  {"$or": [{"field": {"$lt": "abcd"}}, {"field": {"$gte": "abce"}}]}
  

  如果需要包含field为空的记录，在$or数组中新增{"field": null}即可。
• 方案2：新增前缀预计算字段
  新增专门存储field前4位的计算字段field_prefix_4，写入时预计算赋值并为该字段创建索引，查询时直接用以下语句即可：

  {"field_prefix_4": {"$ne": "abcd"}}
  

  该方案在字段前缀分布均匀的场景下，索引扫描效率远高于全表扫描。
• 方案3：分片集群场景下配置分片键
  若使用分片集群，可以将该字段的前缀作为分片键的组成部分，查询时可直接路由排除存储abcd前缀数据的分片，跳过整分片数据扫描，性能提升更明显。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Saw