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MongoDB聚合管道

时间：2022-03-14 03:23

通过上一篇文章中，认识了MongoDB中四个聚合操作，提供基本功能的count、distinct和group，还有可以提供强大功能的mapReduce。

在MongoDB的2.2版本以后，聚合框架中多了一个新的成员，聚合管道，数据进入管道后就会经过一级级的处理，直到输出。

对于数据量不是特别大，逻辑也不是特别复杂的聚合操作，聚合管道还是比mapReduce有很多优势的：

相比mapReduce，聚合管道比较容易理解和使用
可以直接使用管道表达式操作符，省掉了很多自定义js function，一定程度上提高执行效率
和mapReduce一样，它也可以作用于分片集合

但是，对于数据量大，逻辑复杂的聚合操作，还是要使用mapReduce实现。

聚合管道

在聚合管道中，每一步操作（管道操作符）都是一个工作阶段（stage），所有的stage存放在一个array中。MongoDB文档中的描述如下：

db.collection.aggregate( [ { <stage> }, ... ] )

在聚合管道中，每一个stage都对应一个管道操作符，根据MongoDB文档，聚合管道可以支持以下管道操作符：

$project

$project主要用于数据投影，实现字段的重命名、增加和删除。下面例子中，重命名了"name"字段，增加了"birthYear"字段，删除了"_id"字段。

 1 > db.runCommand({
 2 ...     "aggregate": "school.students",
 3 ...     "pipeline": [
 4 ...                         {"$match": {"age": {"$lte": 22}}},
 5 ...                         {"$project": {"_id": 0, "studentName": "$name", "gender": 1, "birthYear": {"$subtract": [2014, "$age"]}}},
 6 ...                         {"$sort": {"birthYear":1}}
 7 ...                     ]
 8 ... })
 9 {
10         "result" : [
11                 {
12                         "gender" : "Female",
13                         "studentName" : "Will0",
14                         "birthYear" : 1992
15                 },
16                 {
17                         "gender" : "Male",
18                         "studentName" : "Will4",
19                         "birthYear" : 1993
20                 },
21                 {
22                         "gender" : "Male",
23                         "studentName" : "Will8",
24                         "birthYear" : 1993
25                 },
26                 {
27                         "gender" : "Female",
28                         "studentName" : "Will1",
29                         "birthYear" : 1994
30                 },
31                 {
32                         "gender" : "Male",
33                         "studentName" : "Will5",
34                         "birthYear" : 1994
35                 },
36                 {
37                         "gender" : "Female",
38                         "studentName" : "Will6",
39                         "birthYear" : 1994
40                 }
41         ],
42         "ok" : 1
43 }
44 >

$unwind

$unwind用来将数组拆分为独立字段。

 1 > db.runCommand({
 2 ...     "aggregate": "school.students",
 3 ...     "pipeline": [
 4 ...                         {"$match": {"age": 23}},
 5 ...                         {"$project": {"name": 1, "gender": 1, "age": 1, "classes": 1}},
 6 ...                         {"$unwind": "$classes"}
 7 ...                     ]
 8 ... })
 9 {
10         "result" : [
11                 {
12                         "_id" : ObjectId("54805220e31c9e1578ed0ccc"),
13                         "name" : "Will3",
14                         "gender" : "Male",
15                         "age" : 23,
16                         "classes" : "WPF"
17                 },
18                 {
19                         "_id" : ObjectId("54805220e31c9e1578ed0ccc"),
20                         "name" : "Will3",
21                         "gender" : "Male",
22                         "age" : 23,
23                         "classes" : "C"
24                 }
25         ],
26         "ok" : 1
27 }
28 >

$group

跟单个的group用法类似，用作分组操作。

使用$group时，必须要指定一个_id域，同时也可以包含一些算术类型的表达式操作符。

下面的例子就是用聚合管道实现得到男生和女生的平均年龄。

 1 > db.runCommand({
 2 ...     "aggregate": "school.students",
 3 ...     "pipeline": [
 4 ...                     {"$group":{"_id":"$gender", "avg": { "$avg": "$age" } }}
 5 ...                  ]
 6 ... })
 7 {
 8         "result" : [
 9                 {
10                         "_id" : "Male",
11                         "avg" : 21.8
12                 },
13                 {
14                         "_id" : "Female",
15                         "avg" : 22
16                 }
17         ],
18         "ok" : 1
19 }
20 >

查询男生和女生的最大年龄

 1 > db.runCommand({
 2 ...     "aggregate": "school.students",
 3 ...     "pipeline": [
 4 ...                         {"$group": {"_id": "$gender", "max": {"$max": "$age"}}}
 5 ...                     ]
 6 ... })
 7 {
 8         "result" : [
 9                 {
10                         "_id" : "Male",
11                         "max" : 24
12                 },
13                 {
14                         "_id" : "Female",
15                         "max" : 24
16                 }
17         ],
18         "ok" : 1
19 }
20 >