mongoDB -BSON

BSON 是一种二进制序列化格式，用于在 MongoDB 中存储文档和进行远程过程调用。详细参考：https://bsonspec.org/
每个 BSON 类型都有整数和字符串标识符，如下表所示

数据类型

类型	整数标识	别称	备注
Double	1	double
String	2	string
Object	3	object
Array	4	array
Binary data	5	binData
Undefined	6	undefined	丢弃
ObjectId	7	objectId
Boolean	8	bool
Date	9	date
Null	10	null
Regular Expression	11	regex
DBPointer	12	dbPointer	丢弃
JavaScript	13	javascript
Symbol	14	symbol	丢弃
JavaScript code with scope	15	javascriptWithScope	在mongodb 4.4 版本丢弃
32-bit integer	16	int
Timestamp	17	timestamp
64-bit integer	18	long
Decimal128	19	decimal	在mongodb 3.4 版本新增
Min key	-1	minKey
Max key	127	maxKey

$type 运算符支持使用这些值按 BSON 类型查询字段。 $type 还支持匹配等类型集合，称为 number
$type 聚合运算符返回其参数的 BSON 类型
$isNumber 聚合运算符: 如果其参数是整数(32-bit integer)，长整形(64-bit integer)、小数(double)、浮点型（decimal），则返回 true。在mongodb 4.4版本新增

常用类型详解

1. ObjectId
全局唯一，自动有序递增。总共占12个字节，由三部分组成：

4字节的时间戳，表示ObjectId 创建的时间，以unix 秒为单位
每个进程单独生成的5字节的随机值
3字节的递增计数器，初始值为随机值

如果使用整数值来创建 ObjectId，则此时该整数值将替换时间戳
在 MongoDB 中，存储在集合中的每个文档都需要一个唯一的 _id 字段作为主键。如果插入的文档省略了 _id 字段，MongoDB 驱动程序会自动为 _id 字段生成一个 ObjectId。这也适用于通过带有 upsert: true 的更新操作插入的文档。 MongoDB 客户端应添加具有唯一 ObjectId 的 _id 字段。将 ObjectIds 用于 _id 字段可提供以下额外好处：

在 mongosh 中，您可以使用 ObjectId.getTimestamp() 方法访问 ObjectId 的创建时间。

$  ObjectId("6278c6085f51ccd692ec9a10").getTimestamp()
ISODate("2022-05-09T07:43:04.000Z")

对存储 ObjectId 值的 _id 字段进行排序大致相当于按创建时间排序

注意：虽然 ObjectId 值应随时间增加，但它们不一定是单调的。
这是因为他们：秒级别的时间分辨率，因此在同一秒内创建的 ObjectId 值没有保证顺序，并且时间戳可能是具有不同系统时钟的客户端生成的

2. String
BSON 字符串是 UTF-8编码的。通常，在序列化和反序列化 BSON 时，每种编程语言的驱动程序都会从语言的字符串格式转换为 UTF-8。这使得可以轻松地将大多数国际字符存储在 BSON 字符串中。
此外，MongoDB $regex 查询在正则表达式字符串中支持 UTF-8

Timestamp
BSON 提供了特殊的时间戳类型供内部 MongoDB 使用，占64位（8字节），该时间戳与常规的 Date 类型无关。其中：

最高有效 32 位是 time_t 值（自 Unix 纪元以来的秒数）
最低有效 32 位是给定秒内操作的递增计数

在单个mongod实例中，时间戳值始终是唯一的。BSON 时间戳类型供内部 MongoDB 使用。在大多数情况下，在应用程序开发中，请使用 BSON 日期类型（Date）

Date
BSON Date 是一个 64 位整数，表示自 Unix 纪元（1970 年 1 月 1 日）以来的毫秒数。这导致过去和未来大约 2.9 亿年的可表示日期范围

// 获取时间 方法一
var mydate1 = new Date()
// 方法二
var mydate2 = ISODate()
// 将日期转化为字符串类型
mydate1.toString()
// 获取对应时间的月份， 注意 月份是从0开始的， 1到12月 由  0~11 代表
mydate1.getMonth()

比较和排序

比较不同BSON类型的值时，MongoDB使用以下从小到大的顺序比较：

1 MinKey (内部类型)
2 Null
3 Numbers (ints, longs, doubles, decimals)
4 Symbol, String
5 Object
6 Array
7 BinData
8 ObjectId
9 Boolean
10 Date
11 Timestamp
12 Regular Expression
13 MaxKey (内部类型)

1. 数值类型

对于ints, longs, doubles, decimals 这些数值类型，MongoDB 将这些类型视为等效类型，比较之前进行转换

2. 字符串

默认情况下，MongoDB将字符串转换成二进制来进行比较
Collation（mongodb 3.3 版本新增）允许用户为字符串比较指定特定的语言规则，例如字母大写和重音符号的规则，关于collation 详见https://www.jianshu.com/p/4bcd86cd9103

3. Arrays

对于数组，小于比较或升序排序比较的是数组中的最小元素，大于比较或降序排序比较的是数组中的最大元素。

当字段是单元素数组与非数组字段进行比较时，比较的是数组的元素和非数组字段的值。空数组参与比较的话，会将空数组视为小于null或缺少此字段。

4. Objects

MongoDB对BSON对象的比较使用以下顺序：

1.按照键值对在BSON对象中出现的顺序递归比较它们。

比较字段类型, 按照如下的从小到大的顺序

MinKey (internal type)
Null
Numbers (ints, longs, doubles, decimals)
Symbol, String
Object
Array
BinData
ObjectId
Boolean
Date
Timestamp
Regular Expression
MaxKey (internal type)

3.比较关键字段名称。
4.如果关键字段名称相等，则比较字段值。
5.如果字段值相等，则比较下一个键/值对（返回步骤1）。没有下一个字段的对象小于有下一个字段的对象。

5. 日期和时间戳

在3.0.0版本中进行了更改，将日期对象放在时间戳对象之前排序。

在早期的版本中是将两种对象放在一起进行比较的。

6. 不存在的字段

MongoDB将不存在的字段视为是空的BSON对象。

例如：{}和｛a : null｝进行比较，那么在比较的时候，a字段和空文档将视为等价的。

7. BinData

MongoDB按BinData以下顺序排序：

首先，比较数据的长度或大小。
然后，按BSON的一字节子类型进行比较(one-byte subtype)。
最后，根据数据执行逐字节比较。

参考：https://www.mongodb.com/docs/manual/reference/bson-types/