MongoDB 之 aggregate 基本用法

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前言

在 MongoDB 里，aggregate 方法是一个强大的工具，用于对集合中的文档进行聚合处理，它可以执行筛选、分组、排序、计算等一系列操作。以下是对其 API 详细使用的介绍：

基本语法

db.collection.aggregate(pipeline, options);

• collection：代表要进行聚合操作的集合名称。
• pipeline：是一个由多个聚合阶段（stage）组成的数组，每个阶段会按照顺序依次对文档进行处理。
• options（可选）：是一个包含聚合操作选项的文档，例如 allowDiskUse 允许在聚合过程中使用磁盘空间来处理大量数据。

常见聚合阶段及示例

1. $match 阶段

此阶段用于筛选文档，只有符合指定条件的文档才会进入下一个阶段。

// 查询 orders 集合中 totalAmount 大于 100 的文档
db.orders.aggregate([
    {
        $match: { totalAmount: { $gt: 100 } }
    }
]);

2. $project 阶段

该阶段用于选择要返回的字段，还能对字段进行重命名、计算等操作。

// 从 users 集合中选择 name 和 age 字段，并将 name 重命名为 fullName
db.users.aggregate([
    {
        $project: {
            fullName: "$name",
            age: 1
        }
    }
]);

3. $group 阶段

这个阶段可将文档按照指定的键进行分组，同时可以对每个组执行聚合操作，像求和、计数等。

// 按 category 字段对 products 集合分组，并统计每个组的文档数量
db.products.aggregate([
    {
        $group: {
            _id: "$category",
            count: { $sum: 1 }
        }
    }
]);

4. $sort 阶段

用于对文档进行排序，1 表示升序，-1 表示降序。

// 对 sales 集合按 totalSales 字段降序排序
db.sales.aggregate([
    {
        $sort: { totalSales: -1 }
    }
]);

5. $limit 阶段

用于限制返回的文档数量。

// 从 customers 集合中返回前 5 个文档
db.customers.aggregate([
    {
        $limit: 5
    }
]);

6. $skip 阶段

该阶段用于跳过指定数量的文档。

// 跳过 customers 集合中的前 3 个文档，返回剩余的文档
db.customers.aggregate([
    {
        $skip: 3
    }
]);

7. $unwind 阶段

将数组字段中的每个元素拆分为一个单独的文档。

// 假设 orders 集合中的每个文档有一个 items 数组字段，将其拆分为单独的文档
db.orders.aggregate([
    {
        $unwind: "$items"
    }
]);

8. $lookup 阶段

用于在多个集合之间进行连接操作，类似于 SQL 中的 JOIN。

// 假设 orders 集合和 customers 集合，通过 customerId 字段进行连接
db.orders.aggregate([
    {
        $lookup: {
            from: "customers",
            localField: "customerId",
            foreignField: "_id",
            as: "customerDetails"
        }
    }
]);

综合示例

假设存在 orders 集合，文档结构如下：

[
    { "_id": 1, "product": "apple", "quantity": 10, "price": 2 },
    { "_id": 2, "product": "banana", "quantity": 20, "price": 1 },
    { "_id": 3, "product": "apple", "quantity": 5, "price": 2 }
]

现在要统计每种产品的总销售额，并按总销售额降序排序：

db.orders.aggregate([
    {
        // 计算每个订单的销售额
        $project: {
            product: 1,
            totalPrice: { $multiply: ["$quantity", "$price"] }
        }
    },
    {
        // 按产品分组，计算总销售额
        $group: {
            _id: "$product",
            totalSales: { $sum: "$totalPrice" }
        }
    },
    {
        // 按总销售额降序排序
        $sort: { totalSales: -1 }
    }
]);

选项说明

以下是一些常见的 options 参数：

• allowDiskUse：当聚合操作的数据量很大时，允许使用磁盘空间来处理数据，避免内存不足的问题。

db.collection.aggregate(pipeline, { allowDiskUse: true });

• explain：返回聚合操作的执行计划，用于分析和优化查询性能。

db.collection.aggregate(pipeline, { explain: true });

通过组合不同的聚合阶段和使用合适的选项，可以实现复杂的数据分析和处理任务。