$or doesn't use compound index where $in does

Given an index on (a,b) and a fixed choice for a,

$or:[{b:1},{b:2}]

doesn't use the index but

b:{$in:[1,2]}

does, showing that I'm not asking for anything that is fundamentally impossible with the given index.

I confirmed this in 2.6.6 but could not find an open ticket about it – is this a known issue?

Test code:

use test;
db.createCollection('indexTest');
for (var i=1; i<=10; i++) { for (var j=1; j<=10; j++) {db.indexTest.insert({ a:i, b:j }); } }
db.indexTest.ensureIndex({ a:1, b:1 });
db.indexTest.find({ a:4, $or:[{b:1},{b:2}] }).explain(); // uses index(a)
db.indexTest.find({ a:4, b:{$in:[1,2]} }).explain(); // uses index(a,b)


Output of the explain()s:

> db.indexTest.find({ a:4, $or:[{b:1},{b:3}] }).explain();
{
        "cursor" : "BtreeCursor a_1_b_1",
        "isMultiKey" : false,
        "n" : 2,
        "nscannedObjects" : 10,
        "nscanned" : 10,
        "nscannedObjectsAllPlans" : 10,
        "nscannedAllPlans" : 10,
        "scanAndOrder" : false,
        "indexOnly" : false,
        "nYields" : 0,
        "nChunkSkips" : 0,
        "millis" : 0,
        "indexBounds" : {
                "a" : [
                        [
                                4,
                                4
                        ]
                ],
                "b" : [
                        [
                                {
                                        "$minElement" : 1
                                },
                                {
                                        "$maxElement" : 1
                                }
                        ]
                ]
        },
        "server" : "...",
        "filterSet" : false
}
> db.indexTest.find({ a:4, b:{$in:[1,3]} }).explain();
{
        "cursor" : "BtreeCursor a_1_b_1",
        "isMultiKey" : false,
        "n" : 2,
        "nscannedObjects" : 2,
        "nscanned" : 3,
        "nscannedObjectsAllPlans" : 2,
        "nscannedAllPlans" : 3,
        "scanAndOrder" : false,
        "indexOnly" : false,
        "nYields" : 0,
        "nChunkSkips" : 0,
        "millis" : 0,
        "indexBounds" : {
                "a" : [
                        [
                                4,
                                4
                        ]
                ],
                "b" : [
                        [
                                1,
                                1
                        ],
                        [
                                3,
                                3
                        ]
                ]
        },
        "server" : "...",
        "filterSet" : false
}

The key is "given a fixed choice for a".

If you rewrite your query as {$or: [ {a:4, b:1}, {a:4,b:3} ]} I
believe you will see the index be used again.

The server ticket tracking the fact the optimizer doesn't rewrite the
query this way is SERVER-13732



Thanks for pointing me to the right ticket! One could argue that in addition to the options discussed there, the query could be rewritten to use $in where possible – if there were a rewrite engine. But obviously, the option of rephrasing the query is already available to the user, so it's not that big a deal.