como usar o mongoDB como mecanismo de pesquisa?

MongoDB 3.4rc com 2 milhões de registros

Acho que o problema com seu código está relacionado ao parâmetro 'query', pois você está fazendo outra consulta em uma coleção sem índice.

ATUALIZAÇÃO (com resultados/estatísticas):

db.runCommand( { dropDatabase: 1 } )

db.createCollection("places"); 

db.places.createIndex( { "locs.loc.coordinates" : "2dsphere" } )


function randInt(n) { return parseInt(Math.random()*n); }
function randFloat(n) { return Math.random()*n; }

for(var j=0; j<10; j++) {  
  print("Building op "+j);
  var bulkop=db.places.initializeOrderedBulkOp() ;
  for (var i = 0; i < 1000000; ++i) {
    bulkop.insert(    
      {
        locs: [
          {
            loc : { 
              type: "Point", 
              coordinates: [ randFloat(180), randFloat(90) ] 
            }
          },
          {
            loc : { 
              coordinates: [ randFloat(180), randFloat(90) ] 
            }
          }
        ]
      }  
    )
  };
  print("Executing op "+j);
  bulkop.execute();
}

Esta é a consulta:

db.runCommand(
   {
     geoNear: "places",
     near: { type: "Point", coordinates: [ 73.9667, 40.78 ] },
     spherical: true
   }
)

58 ms:

2 ms de execução:

db.runCommand(
   {
     geoNear: "places",
     near: { type: "Point", coordinates: [ 73.9667, 40.78 ] },
     spherical: true,
     query: { category: "private" }
   }
)

156996ms:

Depois de criar o índice "category":{ locs.loc.coordinates:"2dsphere", category:1 }

13562 ms:

ATUALIZAÇÃO: adicionando "maxDistance", você pode executar 396ms vs 6863 ms

db.runCommand(
   {
     geoNear: "places",
     near: { type: "Point", coordinates: [ 73.9667, 40.78 ] },
     spherical: true,
     query: {category: "private"},
     maxDistance: 1000000
   }
)

maxDistância:1000000

"stats" : {
    "nscanned" : NumberInt(107820), 
    "objectsLoaded" : NumberInt(1), 
    "avgDistance" : 938598.1782650856, 
    "maxDistance" : 938598.1782650856, 
    "time" : NumberInt(396)
}

sem "maxDistance":

db.runCommand(
   {
     geoNear: "places",
     near: { type: "Point", coordinates: [ 73.9667, 40.78 ] },
     spherical: true,
     query: {category: "private"}
   }
)

"stats" : {
    "nscanned" : NumberInt(2023916), 
    "objectsLoaded" : NumberInt(6), 
    "avgDistance" : 3013587.205365039, 
    "maxDistance" : 4263919.742779636, 
    "time" : NumberInt(6863)
}

Fonte:https://www.mongodb .com/blog/post/geospatial-performance-improvements-in-mongodb-3-2

Ainda mais sua consulta está usando "uma matriz de coordenadas" que acho inútil, pois um objeto (geralmente) possui 1 ponto de geolocalização.

Outra maneira de otimizar é tornar "geoWithin " pois não está classificando por "distância" (talvez você queira classificar por "restaurante mais votado"). Dependendo do cenário.