MongoDB：18-MongoDB-ObjectId

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MongoDB中我们经常会接触到一个自动生成的字段：”_id”，类型为ObjectId。

ObjectId构成

   之前我们使用MySQL等关系型数据库时，主键都是设置成自增的。
但在分布式环境下，这种方法就不可行了，会产生冲突。
为此，MongoDB采用了一个称之为ObjectId的类型来做主键。
ObjectId是一个12字节的 BSON类型字符串。按照字节顺序，依次代表：

   
4字节：UNIX时间戳
3字节：机器识别码
2字节：表示生成此_id的进程
3字节：由一个随机数开始的计数器生成的值
 


     
             如：

         
                     4df2dcec2cdcd20936a8b817 
         
         
          

         
TimeStamp 
前 4位是一个unix的时间戳，是一个int类别，我们将上面中的objectid的前4位进行提取“4df2dcec”，
然后再将他们安装十六进制 专为十进制：“1307761900”，这个数字就是一个时间戳，为了让效果更佳明显，
我们将这个时间戳转换成我们习惯的时间格式（精确到秒)

         
                     $ date -d '1970-01-01 UTC 1307761900  sec'  -u
2011年 06月 11日 星期六 03:11:40 UTC
         
         
          

         
前 4个字节其实隐藏了文档创建的时间，并且时间戳处在于字符的最前面，
这就意味着ObjectId大致会按照插入进行排序，这对于某些方面起到很大作用，如 作为索引提高搜索效率等等。
使用时间戳还有一个好处是，某些客户端驱动可以通过ObjectId解析出该记录是何时插入的，
这也解答了我们平时快速连续创 建多个Objectid时，会发现前几位数字很少发现变化的现实，
因为使用的是当前时间，很多用户担心要对服务器进行时间同步，其实这个时间戳的真实值并 不重要，只要其总不停增加就好。
Machine 
接下来的三个字节，就是 2cdcd2 ,这三个字节是所在主机的唯一标识符，一般是机器主机名的散列值，
这样就确保了不同主机生成不同的机器hash值，确保在分布式中不造成冲突，
这也就是在同一台机器生成的objectid中间的字符串都是一模一样的原因。
pid 
上面的Machine是为了确保在不同机器产生的objectid不冲突，
而pid就是为了在同一台机器不同的mongodb进程产生了objectid不冲突，接下来的0936两位就是产生objectid的进程标识符。
increment 
前面的九个字节是保证了一秒内不同机器不同进程生成objectid不冲突，这后面的三个字节a8b817，
是一个自动增加的计数器，用来确保在同一秒内产生的objectid也不会发现冲突，允许256的3次方等于16777216条记录的唯一性。

    MongoDB中存储的文档必须有一个"_id"键。这个键的值可以是任何类型的，默认是个ObjectId对象。
在一个集合里面，每个文档都有唯一的"_id"值，来确保集合里面每个文档都能被唯一标识。

MongoDB采用ObjectId，而不是其他比较常规的做法（比如自动增加的主键）的主要原因，
因为在多个 服务器上同步自动增加主键值既费力还费时。

     补充：1个字节占多少个16进制位

1个字节是8位,最多表示0到256
而一位16最多只表示到16,即F表示16,要表示到256,就还需要第二位,
所以1个字节占2个16进制位
一个16进制位占0.5个字节

创建新的ObjectId

      使用以下代码生成新的ObjectId：
>newObjectId = ObjectId()

上面的语句返回以下唯一生成的id：
ObjectId("5349b4ddd2781d08c09890f3")

你也可以使用生成的id来取代MongoDB自动生成的ObjectId：
>myObjectId = ObjectId("5349b4ddd2781d08c09890f4")

创建文档的时间戳

    由于 ObjectId 中存储了 4 个字节的时间戳，所以你不需要为你的文档保存时间戳字段，
你可以通过 getTimestamp 函数来获取文档的创建时间:
>ObjectId("5349b4ddd2781d08c09890f4").getTimestamp()

以上代码将返回 ISO 格式的文档创建时间：
ISODate("2014-04-12T21:49:17Z")

根据时间构造 ObjectId

     // 使用Date的字符串构造方法生成日期
// 然后使用Date对象的getTime获取毫秒数，再除以1000得到标准时间戳
> a = new Date("2012-12-12 00:00:00").getTime()/1000
1355241600
// 获取时间戳的标准十六进制表示 
> a = a.toString(16) 
50c75880
// 在后面填补16个0 
> a = a + new Array(17).join("0") 
50c758800000000000000000
// 使用24个字符串构造ObjectId 
> b = new ObjectId(a) 
ObjectId("50c758800000000000000000")
// 获取时间以验证 
> b.getTimestamp() 
ISODate("2012-12-11T16:00:00Z")

      上述过程中 new Array(17).join(“0″)目的是生成16个0拼接的字符串。
这里使用了点小技巧。
new Array(17）构造了一个17个元素的数组，但是数组里面没有元素，
join(atr)方法的作用是连接数组元素并且以其参数分割。17个元素正好有16个间隔，
所以最终拼接起来的字符串为16个。

ObjectId转换为字符串

    在某些情况下，您可能需要将ObjectId转换为字符串格式。你可以使用下面的代码：
>new ObjectId().str

以上代码将返回Guid格式的字符串：：
5349b4ddd2781d08c09890f3

根据 ObjectId按照插入时间排序

     MongoDB默认在ObjectId上建立索引，是按照插入时间排序的。
我们可以使用此索引进行查询和排序。
// 按序插入三个文档
> db.col.insert({"num":1})
> db.col.insert({"num":2})
> db.col.insert({"num":3})
> db.col.find().pretty()
{ "_id" : ObjectId("53102fb4bf1044ed8b0ba36c"), "num" : 1 }
{ "_id" : ObjectId("53102fb9bf1044ed8b0ba36d"), "num" : 2 }
{ "_id" : ObjectId("53102fbabf1044ed8b0ba36e"), "num" : 3 }
// 按照_id升序，即按照插入时间升序
> db.col.find().sort({"_id":1}).pretty()
{ "_id" : ObjectId("53102fb4bf1044ed8b0ba36c"), "num" : 1 }
{ "_id" : ObjectId("53102fb9bf1044ed8b0ba36d"), "num" : 2 }
{ "_id" : ObjectId("53102fbabf1044ed8b0ba36e"), "num" : 3 }
// 按照_id降序，即按照插入时间降序
> db.col.find().sort({"_id":-1}).pretty()
{ "_id" : ObjectId("53102fbabf1044ed8b0ba36e"), "num" : 3 }
{ "_id" : ObjectId("53102fb9bf1044ed8b0ba36d"), "num" : 2 }
{ "_id" : ObjectId("53102fb4bf1044ed8b0ba36c"), "num" : 1 }
// 抽取num = 2的ObjectId用来过滤
> num2 = ObjectId("53102fb9bf1044ed8b0ba36d")
ObjectId("53102fb9bf1044ed8b0ba36d")
// 找出插入时间在num2之后的数据
> db.col.find({ "_id":{$gt:num2}}).pretty()
{ "_id" : ObjectId("53102fbabf1044ed8b0ba36e"), "num" : 3 }