MongoDB 几种查询嵌套数据（Embedded）的方式

原文地址:https://www.jianshu.com/p/b28a73ba9a16

前言

MongoDB 推荐使用「内嵌文档（Embedded）」，所以带来一个问题，如何查询嵌入文档内的数据？

假如我们有一个 storage 的 Collection，包含一条数据：

// `storage` Collection
{
    "_id": "alpha",
    "name": "Storage Alpha",
    "items": [
        {
            "category": "food",
            "name": "apple"
        },
        {
            "category": "food",
            "name": "banana"
        },
        {
            "category": "tool",
            "name": "hammer"
        },
        {
            "category": "furniture",
            "name": "couch"
        }
    ]
}

如何查出 items.category 为 food 的数据？

熟悉 MongoDB 查询语句的同学可能立刻想到了以下查询语句：

db.storage.find({
    'items.category': { 
        $eq: 'food'
    }
})

但是这样只能查出这一条 storage 数据，并不能过滤 items 字段中不符合条件数据，实时上就是返回了整个 document。

解决方案

`$` 映射操作符（Projection Operator）

第一个解决方案是使用 $ 映射操作符。

这是官方文档的介绍：

$ 操作符会限制 array 类型数据的返回结果，使其仅返回第一个满足条件的元素。

那么我们使用 $ 进行查询：

db.storage.find(
    {
        'items.category': { 
            $eq: 'food'
        }
    },
    {
        'items.$': 1
    }
)

就会得到这样的结果：

{
    "_id" : "alpha",
    "items" : [ 
        {
            "category" : "food",
            "name" : "apple"
        }
    ]
}

可以看到，不符合条件的 items 确实没有返回了（_id 字段是默认会返回的），但因为 $ 映射操作符只会返回数组中第一个符合条件的元素，另一条同样符合条件的元素无法被获取到。

$ 映射操作符还有一些其他限制条件。

`$elemMatch` 映射操作符（Projection Operator）

另一种方式是使用 $elemMatch 操作符（官方文档）。

同样是「映射操作符」，$elemMatch 和 $ 的区别在于，$ 使用的是数据查询条件作为来映射（或者说过滤）array 中的数据，而 $elemMatch 需要指定单独的条件（可以指定多个条件）。

查询示例如下：

db.storage.find(
    // 对 `items` 的过滤条件不需要写在查询条件中
    {
        '_id': "alpha"
    },
    {
        'items': {
            '$elemMatch': {
                'category': 'food'
            }
        }
    }
)

查询结果：

{
    "_id" : "alpha",
    "items" : [ 
        {
            "category" : "food",
            "name" : "apple"
        }
    ]
}

但和 $ 一样，$elemMatch 也只能返回数组中的第一条元素。

聚合（Aggregation）

MongoDB >= 3.2

$filter

「聚合」这里我们就简单理解为对数据的批处理（分组、转换、统计等）。它的功能实际上太强大了，详细介绍还是推荐看官方文档，用它来做数组过滤其实有一些杀鸡用牛刀的感觉。

查询语句看起来有一些复杂：

db.storage.aggregate(
    {
        $project: {
            "items": {
                $filter: {
                    input: "$items",
                    as: "item",
                    cond: { 
                        $eq: [ '$$item.category', 'food' ]
                    }
                }
            }
        }
    }
)

查询结果：

{
    "_id" : "alpha",
    "items" : [ 
        {
            "category" : "food",
            "name" : "apple"
        }, 
        {
            "category" : "food",
            "name" : "banana"
        }
    ]
}

终于我们得到了想要的结果！

$unwind

同样使用「聚合」，还可以使用 $unwind 操作符。

如果文档中包含 array 类型字段、并且其中包含多个元素，使用 $unwind 操作符会根据元素数量输出多个文档，每个文档的 array 字段中仅包含 array 中的单个元素。

我们来试试看：

db.storage.aggregate(
    { 
        $match : {
            'items.category': 'food'
        }
    },
    {
        $unwind : '$items' 
    },
    {
        $match : {
            'items.category': 'food'
        }
    }
)

查询结果：

{
    "_id" : "alpha",
    "name" : "Storage Alpha",
    "items" : {
        "category" : "food",
        "name" : "apple"
    }
}

{
    "_id" : "alpha",
    "name" : "Storage Alpha",
    "items" : {
        "category" : "food",
        "name" : "banana"
    }
}

$unwind 操作符返回了多条文档数据，并且改变了 items 字段的类型。

不过查询语句相对前一个例子来说要简洁和易于理解，在某些场景下可能更好用。

应用层过滤处理

如题，如果数组内容不多，取出整个文档后在应用层进行处理也不失为一个方法，可以说是分布式计算了……

结语

最近发现文章被盗链非常严重，甚至在百度的权重都超过了出处…在此插入简书地址：https://www.jianshu.com/u/11c0ebe856b8

总结一下目前的结论（当前 MongoDB 版本为 3.6）：

如果只需要获取 array 字段中的第一个满足条件的元素、并且一次查询中仅操作一个 array 类型的字段，使用 $ 或者 $elemMatch 映射操作符都可以满足需求；
其他情况，优先考虑使用「聚合」；
没有强迫症也可以在应用层做过滤处理。

这个结论让我也颇感意外，因为「内嵌式」建模方式是 MongoDB 官方宣传的亮点之一（官方文档，当年的宣传文档我暂时没找到）。如果你有更好的方案请在评论中指出。

参考资料

作者：该叶无法找到
链接：https://www.jianshu.com/p/b28a73ba9a16
來源：简书