MongoDBで配列全体にマルチキーインデックスを作成する方法とその挙動

MongoDBでは、配列型フィールドにインデックスを作成すると自動的にマルチキーインデックスとして扱われます。しかし、配列「全体」を対象とした完全一致クエリを実行した場合には、特別な挙動を示す点に注意が必要です。本記事では、実際のコード例を通じて、配列全体に対するクエリとインデックスの関係を詳しく解説します。

サンプルコレクションの作成

まず、ドキュメントを格納するコレクションを作成しましょう。insertOne()メソッドを使用して、配列型のフィールド details を持つドキュメントを3件挿入します。

> db.demo277.insertOne({"details":[{"FirstName":"John"}]});
{
   "acknowledged" : true,
   "insertedId" : ObjectId("5e48fb21dd099650a5401a52")
}
> db.demo277.insertOne({"details":[{"FirstName":"David"}]});
{
   "acknowledged" : true,
   "insertedId" : ObjectId("5e48fb27dd099650a5401a53")
}
> db.demo277.insertOne({"details":[{"FirstName":"Chris"}]});
{
   "acknowledged" : true,
   "insertedId" : ObjectId("5e48fb2bdd099650a5401a54")
}

登録されたドキュメントの確認

find()メソッドを使うと、コレクション内のすべてのドキュメントを表示できます。

> db.demo277.find();

上記のコマンドを実行すると、次のような出力が得られます。

{ "_id" : ObjectId("5e48fb21dd099650a5401a52"), "details" : [ { "FirstName" : "John" } ] }
{ "_id" : ObjectId("5e48fb27dd099650a5401a53"), "details" : [ { "FirstName" : "David" } ] }
{ "_id" : ObjectId("5e48fb2bdd099650a5401a54"), "details" : [ { "FirstName" : "Chris" } ] }

配列全体を対象としたクエリの実行

次に、配列全体を条件として指定するクエリを見てみましょう。これは、details フィールドの中身が指定した内容と完全に一致する場合のみヒットします。

> db.demo277.find({"details":{FirstName:"David"}});

実行結果は以下のとおりです。

{ "_id" : ObjectId("5e48fb27dd099650a5401a53"), "details" : [ { "FirstName" : "David" } ] }

マルチキーインデックスとの関係における重要なポイント

ここで注目すべきは、この種のクエリは全ドキュメントスキャン（コレクションスキャン）が発生するという点です。マルチキーインデックスは、配列内の各要素（個々の値やサブドキュメントのフィールド）ごとにインデックスエントリを作成する仕組みであるため、「配列をひとつのまとまりとして完全一致させる」ようなクエリにはインデックスを活用できません。

そのため、パフォーマンスを重視する場合は、次のように配列内の特定フィールドを直接指定してクエリを実行するのが効果的です。

> db.demo277.find({"details.FirstName":"David"});

この形式であれば、{ "details.FirstName": 1 } のようにマルチキーインデックスを作成しておくことで、インデックスを利用した高速な検索が可能になります。配列全体の一致検索と要素単位の検索では、インデックスの効き方が大きく異なるため、用途に応じて適切なクエリ設計を行いましょう。