Оптимизация выборок в больших коллекциях MongoDB

При работе с большими коллекциями в MongoDB, размер которых превышал десятки миллионов записей, возникла необходимость формировать случайные выборки уникальных значений полей, принадлежащих документам этой коллекции.Для такой операции, в MongoDB штатно предусмотрена функция $sample, которую можно использовать в составе pipeline при проведении агрегации данных. Однако, как показала практика, выполнение выборки полей таким образом на большой коллекции может занимать весьма ощутимое время. Чтобы сократить время выполнения таких выборок, потребовалось разработать собственный алгоритм, который на порядки увеличил скорость работы. Ниже приведен подход и вариант реализации данного алгоритма.