フィールド名が不明なMongoDBサブドキュメントのクエリにもインデックスは有効？作成方法を解説

MongoDBでは、フィールド名が事前に確定していないサブドキュメント（埋め込みドキュメント）を対象にクエリを実行する場合でも、適切にインデックスを作成しておけば検索性能を大きく向上させることができます。ポイントは、「properties.k」のようにキー用のフィールド、「properties.v」のように値用のフィールドに対してインデックスを張ることです。かつてはensureIndex()メソッドでこの処理を行っていましたが、現在のバージョンではcreateIndex()の使用が推奨されています。

それでは、実際の例を見ながら確認していきましょう。まず、ドキュメントを格納するコレクションを作成します。

> db.demo274.insertOne({"details":[{StudentFirstName:"Chris",StudentLastName:"Brown"},
...   {StudentFirstName:"David",StudentLastName:"Miller"},
...   {StudentFirstName:"John",StudentLastName:"Smith"},
...   {StudentFirstName:"John",StudentLastName:"Doe"}
... ]
... }
... );
{
   "acknowledged" : true,
   "insertedId" : ObjectId("5e48de35dd099650a5401a42")
}

続いて、find()メソッドを使ってコレクション内のすべてのドキュメントを表示してみます。

> db.demo274.find().pretty();

出力結果

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("5e48de35dd099650a5401a42"),
   "details" : [
      {
         "StudentFirstName" : "Chris",
         "StudentLastName" : "Brown"
      },
      {
         "StudentFirstName" : "David",
         "StudentLastName" : "Miller"
      },
      {
         "StudentFirstName" : "John",
         "StudentLastName" : "Smith"
      },
      {
         "StudentFirstName" : "John",
         "StudentLastName" : "Doe"
      }
   ]
}

ここからが本題です。既知のフィールド名なしでMongoDBのサブドキュメントをクエリする際にインデックスを活用するには、サブドキュメント内の各フィールドに対して次のように複合インデックスを作成します。

> db.demo274.ensureIndex({"details.StudentFirstName": 1, "details.StudentLastName": 1});

なお、ensureIndex()はすでに非推奨（deprecated）となっているため、最新のMongoDBでは同じ動作をするcreateIndex()を使用してください。

> db.demo274.createIndex({"details.StudentFirstName": 1, "details.StudentLastName": 1});

出力結果

インデックスの作成に成功すると、次のような結果が返されます。

{
   "createdCollectionAutomatically" : false,
   "numIndexesBefore" : 1,
   "numIndexesAfter" : 2,
   "ok" : 1
}

補足：マルチキーインデックスとして自動的に機能

detailsフィールドはサブドキュメントの配列であるため、このように作成したインデックスは自動的に「マルチキーインデックス」として動作します。その結果、db.demo274.find({"details.StudentFirstName": "John"}) のようなクエリでも、コレクション全体をスキャン（コレクションスキャン）することなく、インデックスを経由して該当ドキュメントを高速に検索できるようになります。スキーマが柔軟で事前にフィールド名を確定できないケースでも、想定されるクエリパターンに合わせてサブドキュメントのフィールドへインデックスを設計しておくことが、MongoDBのパフォーマンス最適化における重要なポイントです。