深入理解mongo中的数据类型，了解Mongo的Id生成策略

最新推荐文章于 2025-04-05 12:44:28 发布

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分类专栏：后台眼中的Mongo 文章标签： mongodb objectId String numberInt

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本文深入探讨了MongoDB中的数据类型，包括布尔型、null、数值、字符串、日期、正则表达式、数组、内嵌document、ObjectId等。特别强调了ObjectId的12字节结构，由时间戳、机器标识、进程ID和计数器组成，确保其唯一性。此外，还介绍了如何查看字段类型及数据类型的转换方法。

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mongoDB的document与javaScript中对象类似，document类似JSON, 但是 JSON本身有一些局限性，比如JSON数据类型相对较少，没有日期类型；只有一种数字类型，无法区分浮点和整数，无法表示通用类型，比如正则表达式或者函数

MongoDB中，document在保留JSON key-value的基础上，添加了一些数据类型，

下面就展开说一下，mongo中的基本数据类型，

布尔型：有两个值 true、false
null : 表示空值或者不存在的字段
数值： shell 默认使用64位浮点，整数可以用NumberInt类（4字节带符号）、NumberLong(8字节带符号)
字符串： UTF-8字符串都可表示为字符串类型的数据
日期：存储新纪元以来毫秒数
正则表达式：和JavaScript类似，语法相同，用作限定条件
数组：就是一个数组
内嵌document
ObjectId : 12字节的ID,document的唯一标识

还有其他不太常见的

二进制数据：不能直接在shell中使用，保存非UTF-8的字符
代码：比如 {x:function(){}}

一些具体细节可以查看 “官方文档” ,

接下来说一下，如何查看一个filed的类型

查看文档中某一个field的类型，用typeof

>  typeof db.employee.findOne({}).salary
  number

字符串
保存UTF-8格式的字符，和js使用字符串语法一样，虽然单个字符串不一定有长度限制，但是document最多保存16M, 所以可能会发生字段被截断的问题，简单提一下
```
{a:'123'}
```
字符串转日期、日期转字符串（shell）
```
   var aDate = new Date (db.test.findOne({_id:2}).a) // 把a转为日期格式
   var a = db.test.findOne({_id:2}).aDate.valueOf()
```
Number
对于这个类型，mongo和js处理不一样，需注意一下，默认是浮点型，如果想修改为整形，用NumberInt、想修改为long用 NumberLong

Date
对比js, shell中定义一个时间类型

 > var a = new Date()
> a
ISODate("2019-09-20T09:18:17.009Z")
> var b = new Timestamp()
> b
Timestamp(0, 0)
> db.test.insertOne({data:a,timestamp:b})
{
	"acknowledged" : true,
	"insertedId" : ObjectId("5d8499992159547228d8d26f")
}
> db.test.find()
{ "_id" : ObjectId("5d8499992159547228d8d26f"), "data" : ISODate("2019-09-20T09:18:17.009Z"), "timestamp" : Timestamp(1568971161, 1) }

当然，mongo本身还和一些其他语言结合使用，用提供给其他语言的插件，在这些语言中，如果需要时间格式数据，需要用对应语言的时间戳格式

数组
基本特性和JavaScript类似，比如可以保存不同类型的数据，甚至可以嵌套一个数组
```
{thing :["pie",3.14, [1,2]]}
```
document中数组有个特性， mongoDB可以理解数组的结构，可以深入数组内部进行操作，这样可以使用数组内容对数组进行查询和构建索引，mongoDB可以修改数组中的某一内容

提一下， ObjectId

mongoDB中Id
我们知道，在没有显示指定Id的，mongodb会为我们提供一个id.
ObjectId是12个字节的存储空间， 24个十六进制的数字组成的字符串（每个字节可以保存两个十六进制的数字）

// 一个二进制的数字，比如 15就是下边的四位
 1111  
// 一个字节是8位
0111 1111
// 所以， 如下objectId ,比如
 5d844f632159547228d8d26c   
 // 全翻译成二进制篇幅太长，所以只翻译 5d 如下， 其他的类似
 0101   1101

基本格式
实际上，这12 个字节的Id ,格式如下

比如上边代码中提到的Id, 用空格分隔如下
```
// 时间戳  机器  PID  计数器 
5d844f63 215954 7228 d8d26c
```
时间戳：
不一定要采用服务器时间同步，没有必要，只要做到不停增加（每秒一次） , 比如上边的时间戳，转为时间，如下
```
5d844f63  
// 先转为十进制 时间戳 
1568952163
//  十进制时间戳，转为北京时间
2019-09-20 12:02:43
```
上边的时间戳，转化为具体时间之后，可以发现，是按秒进行修改，换句话说，每一秒产生Id不同。

如果，想看时间转换，可以使用 “在线进制转换器”、 ”在线时间戳转换“ ，这里就不多介绍。

机器 :
保证不同机器产生不同的ID，通常是机器主机名三劣质

PID :
保证，即使同一机器，不同mongo进程产生不同的Id

计数器：
保证，同一机器，同一秒内，同一进程，如果插入多条，id也会不同。至于有没有可能不够，这里简单分析一下，另外看很多博主说最多产生2563个，猜测是单纯看得“mongodb权威指南” ，，此书中这样描述，如下图

这应该是错误的，实际上我们知道计数器是三个字节（每个字节是八位），如下
```
0111 1111 1111 1111 1111 1111 
```
24个字节，最多有多少个数呢，实际上是
$2^{24}$
一共是 16777216 （十进制）种，所以书本应该是打印错误，是
$256^{3}$
上边是一点题外话，总之，这是一个非常大的数字了，几乎不可能在一秒内一个进程可以插入这么多数据，目前处理器还没有这么强大，所以，基本上，id是不会重复的
优点
这样设计而不是采用单纯累加器，是因为mongo生来就是要支持并发多机器的，要求不同机器也不能产生相同ID

采用ObjectId的Id生成策略，实际上不会出现重复ID,无论是多少台并发处理器，所以id生成通常是客户端驱动程序就可以做到，这样也减轻了数据库服务器的负担