MongoDB各种查询操作详解

Posted 2021-05-01 互联网后端架构

一、find操作

MongoDB中使用find来进行查询，通过指定find的第一个参数可以实现全部和部分查询。

1、查询全部

空的查询文档{}会匹配集合的全部内容。如果不指定查询文档，默认就是{}。

2、部分查询

3、键的筛选

键的筛选是查询时只返回自己感兴趣的键值，通过指定find的第二个参数来实现。这样可以节省传输的数据量，又能节省客户端解码文档的时间和内存消耗。

查询时，数据库所关心的查询文档的值必须是常量。

二、查询条件

1、比较查询

$lt,$lte,$gt,$gte,$ne和<,<=,>,>=,!=是一一对应的，它们可以组合起来以查找一个范围内的值。

2、关联查询

$in用于查询一个键的多个值，$nin将返回与筛选数组中所有条件都不匹配的文档。将$in与$not组合可以实现$nin相同的效果。

$or用于对多个键做or查询。

三、特定类型的查询

1、null查询

null不仅能匹配自身，还能匹配键不存在的文档。

2、正则表达式

3、数组查询

$all：通过多个元素来匹配数组。

$size：查询指定长度的数组。

$slice：返回数组的一个子集合。

4、内嵌文档查询

四、$where查询

$where查询是MongoDB的高级查询部分，可以执行任意javascript作为查询的一部分，是其他查询方式的一个补充。

$where查询需要将每个文档从BSON转换为JavaScript对象，然后通过$where的表达式来运行，该过程不能利用索引，所以查询速度较常规查询慢很多。如果必须使用时，可以将常规查询作为前置过滤，能够利用索引的话可以使用索引根据非$where子句进行过滤，最后使用$where对结果进行调优。另一种方式采用映射化简-MapReduce.

五、游标

游标是很有用的东西，MongoDB数据库使用游标来返回find的执行结果。客户端使用游标可以对最终结果进行有效的控制，比如分页，排序。

1、limit，skip和sort

limit：限制结果数量，限制的是上限。
skip：略过匹配到的前n个文档，然后返回余下的文档。skip略过过多的文档时会产生性能问题，建议尽量避免。
sort：按照指定的键对文档进行排序，1为升序，-1为降序。

2、高级查询选项

包装查询：使用sort，limit或skip对最终结果进行进一步的控制。

有用的配置选项：

$maxscan:integer，指定查询最多扫描的文档数量。
$min:document，查询的开始条件。
$max:document，查询的结束条件。
$hint:document，指定服务器使用哪个索引进行查询。
$explain:boolean，获取查询执行的细节(用到的索引，结果数量，耗时等)，而并非真正执行查询。
$snapshot:boolean，确保查询的结果是在查询执行那一刻的一致快照，用于避免不一致读取。

包装查询会将查询条件包装到一个更大的查询文档中，比如执行如下查询时：

db.foo.find({"name":"bar"}).sort("x":1)

shell会把查询从{"name":"bar"}转换成{"$query":{"name":"bar"},"$orderby":{"x":1}}，而不是直接将{"name":"bar"}作为查询文档发送给数据库。 

3、游标内幕
看待游标的两种角度：客户端的游标及客户端游标表示的数据库游标(服务器端)。

在服务器端，游标消耗内存和其他资源，所以在合理的情况下需要尽快释放。服务器端导致游标终止的情况如下：

1、游标完成匹配结果的迭代时自动清除。

2、游标在客户端已不在作用域内的情况下，驱动会向服务器发送专门的消息，让其销毁游标。

3、超时销毁，可以使用immortal函数关闭游标超时时间，采用此操作一定要在迭代完结果后将游标关闭。

六、总结

使用MongoDB需要对文档结构进行合理的设计，以满足某些特定需求。比如随机选取文档，使用skip跳过随机个文档就没有在文档中加个随机键，然后使用某个随机数对文档进行查询高效，随机键还能添加索引，效率更高。合理选择，合理设计。