MongoDB权威指南（3）- Querying

1.find方法介绍

在不传入参数的情况下，find方法缺省使用{}做参数，它匹配所有的document。

我们可以传入一个查询document给find方法来限制输出，如：查找年龄为27的用户

> db.users.find({ " age " : 27 })

一个查询document里可以包括多个条件，如：查询年龄为27并且名字叫joe的用户

> db.users.find({ " username " : " joe " , " age " : 27 })

条件之间都是And关系。

指定查询返回的内容

有时候我们并不需要返回document里所有的key/value对，我们可以给find（或findOne）方法传入第二个参数来指定返回哪些key的值。

比如：我们只想要用户的名字和Email

> db.users.find({}, { " username " : 1 , " email " : 1 })
{
　　" _id " : ObjectId( " 4ba0f0dfd22aa494fd523620 " ),
　　" username " : " joe " ,
　　" email " : " [email protected] "
}

"_id"键总是会被返回。

如果想指定不想返回的key，如：返回除了fatal_weakness以外的key的值

> db.users.find({}, { " fatal_weakness " : 0 })

用这个方法可以把缺省返回的"_id"给排除掉

> db.users.find({}, { " username " : 1 , " _id " : 0 })
{
" username " : " joe " ,
}

限制

查询document里边key的值对数据库来说必须是个常量，假如collection里边有两个key，一个叫int_stock一个叫num_sold,

如果我们想查询这两个key相等的document，下边的查询是行不通的

> db.stock.find({ " in_stock " : " this.num_sold " }) // doesn't work

2.查询条件

"$lt", "$lte", "$gt", 和"$gte"分别对应<,<=,>,>=

如：查询年龄在18到30之间的用户

> db.users.find({ " age " : { " $gte " : 18 , " $lte " : 30 }})

“$ne" 不等于，可以用于任意类型的数据

如，查找名字不叫joe的用户

> db.users.find({ " username " : { " $ne " : " joe " }})

OR查询

mongoDB里有两种使用OR的方法，如果是一个key对应的多个值，可以用"$in",还有个”or"是一种更通用的方法。

如：我们在进行一个抽奖活动，ticket No是725，542，390的三个中奖了，我们可以这样把这三个document查出来

> db.raffle.find({ " ticket_no " : { " $in " : [ 725 , 542 , 390 ]}})

"$in"里边指定的值可以是不同的数据类型

与"$in"相反的操作就是"$nin”，返回指定的key的值不存在于数组里边的document，

> db.raffle.find({ " ticket_no " : { " $nin " : [ 725 , 542 , 390 ]}})

上边的查询返回没中奖的所有ticket。

如果要在多个key的查询条件之间建立Or关系就得用"$or"，如，查询彩票号码为725, 542, 390  或者winner为true的document

> db.raffle.find({ " $or " : [{ " ticket_no " : { " $in " : [ 725 , 542 , 390 ]}},{ " winner " : true }]})

$not

"$not"可以应用于上边说的所有的条件操作符上，举个例子之前我们先看下求余（取模）操作符"$mod","$mod"指定一个整数数组做为key的值，

里边两个数字，第一个是对其求余的数字，第二个是余数。比如，我们要找id_num的值对5求余，余数为1的document

> db.users.find({ " id_num " : { " $mod " : [ 5 , 1 ]}})

现在我们使用$not，如果找id_num对5求余后余数不为1的document

> db.users.find({ " id_num " : { " $not " : { " $mod " : [ 5 , 1 ]}}})

规律

回头再看下前一章的更新修饰符，就会发现同样是$打头的符号，它和本章说的查询条件符号的位置是不一样的，

在查询里，"$lt"属于内层document，而更新的时候"$inc"是外层document的key。

一个key上可以有多个查询条件，却不能有多个更新。

查询年龄为20到30的用户可以这样做

> db.users.find({ " age " : { " $lt " : 30 , " $gt " : 20 }})

但是却没有下边这种更新修饰符

{ " $inc " : { " age " : 1 }, " $set " : {age : 40 }}

3.特殊类型查询

null

null同时匹配自身和不存在的key，

> db.c.find()
{ " _id " : ObjectId( " 4ba0f0dfd22aa494fd523621 " ), " y " : null }
{ " _id " : ObjectId( " 4ba0f0dfd22aa494fd523622 " ), " y " : 1 }
{ " _id " : ObjectId( " 4ba0f148d22aa494fd523623 " ), " y " : 2 }

如果要查找y为null的document

> db.c.find({ " y " : null })
{ " _id " : ObjectId( " 4ba0f0dfd22aa494fd523621 " ), " y " : null }

查找key为null的document时，缺少此key的所有document也会返回

> db.c.find({ " z " : null })
{ " _id " : ObjectId( " 4ba0f0dfd22aa494fd523621 " ), " y " : null }
{ " _id " : ObjectId( " 4ba0f0dfd22aa494fd523622 " ), " y " : 1 }
{ " _id " : ObjectId( " 4ba0f148d22aa494fd523623 " ), " y " : 2 }

如果想查找key存在并且为null的document，就要用"$exists"符号，

> db.c.find({ " z " : { " $in " : [ null ], " $exists " : true }})

这个办法看起来比较笨，没办法，我们没有"$eq"条件符号。

正则表达式

查找名字叫joe，但是忽略大小写的document

> db.users.find({ " name " : / joe / i})

mongoDB使用Perl Compatible Regular Expression (PCRE)来匹配正则表达式，所有PCRE允许的语法都可以在mongoDB里使用。

查询数组

查询数组很简单，通常情况下，数组的每个元素的值都能看作key的值。

例如，我们有一些水果

> db.food.insert({ " fruit " : [ " apple " , " banana " , " peach " ]})

我们查找水果里有香蕉的ducoment

> db.food.find({ " fruit " : " banana " })

用起来就好像我们有这么一个document在

{ " fruit " : " apple " , " fruit " : " banana " , " fruit " : " peach " }

当然，上边这个document是不合法的。

$all

如果要匹配数组里的多个元素，就要用“$all”。

例如，我们有这样一个collection

> db.food.insert({ " _id " : 1 , " fruit " : [ " apple " , " banana " , " peach " ]})
> db.food.insert({ " _id " : 2 , " fruit " : [ " apple " , " kumquat " , " orange " ]})
> db.food.insert({ " _id " : 3 , " fruit " : [ " cherry " , " banana " , " apple " ]})

要查询既有apple又有banana的document

> db.food.find({fruit : {$all : [ " apple " , " banana " ]}})
{ " _id " : 1 , " fruit " : [ " apple " , " banana " , " peach " ]}
{ " _id " : 3 , " fruit " : [ " cherry " , " banana " , " apple " ]}

$all的值里边的元素是没有顺序的，只要目标包含里边的每个元素即可，如果不使用$all，就会执行精确的匹配检查。

> db.food.find({ " fruit " : [ " apple " , " banana " , " peach " ]})

上边这个查询会匹配第一个document

> db.food.find({ " fruit " : [ " apple " , " banana " ]})

这个查询就不会匹配第一个document

> db.food.find({ " fruit " : [ " banana " , " apple " , " peach " ]})

同样，这个查询也不会匹配第一个document

如果要匹配数组里指定的元素，就要使用key.index这种语法

> db.food.find({ " fruit.2 " : " peach " })

index 是从0开始索引的

$size

按照数组中元素的个数查询

> db.food.find({ " fruit " : { " $size " : 3 }})

$size 不能和比较条件符号（如$gt)联合使用

$slice操作符

上边曾经提到过，使用find方法的第二个参数，指定哪些键值会被返回，$slice操作符可以返回数组元素的一个子集。

例如，查找博客和它的前10条评论

> db.blog.posts.findOne(criteria, { " comments " : { " $slice " : 10 }})

或者，如果想要后10条评论的话

> db.blog.posts.findOne(criteria, { " comments " : { " $slice " : - 10 }})

也可以返回中间的一段结果

> db.blog.posts.findOne(criteria, { " comments " : { " $slice " : [ 23 , 10 ]}})

上边的查询跳过前23个元素，返回第24个到第34个元素。

查询嵌入的document

查询嵌入的整个document和普通的查询没有差别，比如我们有这样一个document

{
　　" name " : {
　　　　" first " : " Joe " ,
　　　　" last " : " Schmoe "
　　},
　　" age " : 45
}

那么我们就可以这样查询名字叫Joe Schmoe的人

> db.people.find({ " name " : { " first " : " Joe " , " last " : " Schmoe " }})

如果Joe要加一个middle name，这个查询就不行了，这种查询必须匹配整个嵌入的document，而且key是有顺序的。

我们可以用.来直接查询嵌入的key。

> db.people.find({ " name.first " : " Joe " , " name.last " : " Schmoe " })

点号在查询用document里就被解释为“通向嵌入的document”，所以document的key里边不能包含点号。

$where 查询

$where子句允许你在查询里执行arbitary javascript，使你几乎可以在查询中做任何事情。

最常见的例子就是比较document里边两个key的值。举个例子，我们有个list，我们想返回里边的key的值里有相等的document

（随便哪两个key，只要它们的value相等即可）。

> db.foo.insert({ " apple " : 1 , " banana " : 6 , " peach " : 3 })
> db.foo.insert({ " apple " : 8 , " spinach " : 4 , " watermelon " : 4 })

第二个document里，菠菜和西瓜的值是相等的，这个应该返回，这个使用$条件查询符号是做不到的。

> db.foo.find({ " $where " : function () {
... for ( var current in this ) {
... 　　for ( var other in this ) {
... 　　　　if (current != other && this [current] == this [other]) {
... 　　　　　　return true ;
... 　　　　}
... 　　}
... }
... return false ;
... }});

如果函数返回true，那么这个document就会作为结果集的一部分被返回。

刚才我们定义了一个函数，给$where查询指定一个字符串是一样的效果

> db.foo.find({ " $where " : " this.x + this.y == 10 " })
> db.foo.find({ " $where " : " function() { return this.x + this.y == 10; } " })

这两个查询是等价的。

如非必要，尽量不要使用$where查询，$where查询比一般的查询慢很多，每个document都必须从BSON转换为一个javascript对象，

然后执行$where表达式。而且，索引也不能使用。你可以通过组合使用$where查询和非$where查询来降低使用它的代价。

4.游标

find方法使用游标返回查询结果，游标的客户端实现使你可以对最终结果做很多的控制。在shell里创建一个游标很简单，往collection里放些document，

执行查询，将返回结果指派给一个本地变量即可。

> for (i = 0 ; i < 100 ; i ++ ) {
... db.c.insert({x : i});
... }
> var cursor = db.collection.find();

你可以使用next方法来遍历结果，使用hasNext方法来检查有没有下一个，典型的循环如下

> while (cursor.hasNext()) {
... obj = cursor.next();
... // do stuff
... }

cursor类同样实现了iterator接口，所以你可以使用forEach循环

> var cursor = db.people.find();
> cursor.forEach( function (x) {
... print(x.name);
... });
adam
matt
zak

当你调用find方法的时候，shell并不会立刻去查询数据库，直到你真正请求结果的时候才发送查询，这样你可以在实际执行查询之前

追加一些其他的选项，游标的这些方法几乎都是返回游标本身，所以你可以按任意顺序链入这些方法，下边三个查询是等价的

> var cursor = db.foo.find().sort({ " x " : 1 }).limit( 1 ).skip( 10 );
> var cursor = db.foo.find().limit( 1 ).sort({ " x " : 1 }).skip( 10 );
> var cursor = db.foo.find().skip( 10 ).limit( 1 ).sort({ " x " : 1 });

在这个时候查询并未执行，所有的函数都只是构建查询。现在我们调用hasNext方法，

> cursor.hasNext()

这时候查询被送到服务器，shell就立刻取到了前100条结果或者前4MB的结果，所以接下来在调用next方法的时候就不会再发送请求

以及接受结果，当第一次返回的结果集用完的时候，shell会再次联系服务器，请求更多的结果。

Limits, Skips, 和Sorts

limit函数限制返回的结果集的上限，如，只返回3个结果

> db.c.find().limit( 3 )

skip函数跳过前x个结果，返回剩余的

> db.c.find().skip( 3 )

sort方法使用一组键值对做参数，key是document里的key的名字，value是1升序或者-1降序。

如，按名字升序和年龄降序排序

> db.c.find().sort({username : 1 , age : - 1 })

比较顺序

mongoDB有一个关于各种数据类型之间比较的等级制度。在某些情况下，你可能有一个key，它的值有多种类型，如果你想按照该

key排序，mongoDB有一个预定义好的顺序，它们从小到大分别为：

　　1. Minimum value
　　2. null
　　3. Numbers (integers, longs, doubles)
　　4. Strings
　　5. Object/document
　　6. Array
　　7. Binary data
　　8. Object ID
　　9. Boolean
　　10. Date
　　11. Timestamp
　　12. Regular expression
　　13. Maximum value

获取一致性的结果

处理数据的常见方式就是从mongoDB里取出来，然后修改它，再存储进mongoDB，如下：

 

cursor = db.foo.find();

while (cursor.hasNext()) {
　　var doc = cursor.next();
　　doc = process(doc);
　　db.foo.save(doc);
}

结果集数量很小的时候，这样子做是没问题的，如果结果集很大，这个做法就行不通了。

想象一下document是如何存储的，你可以像下图4-1一样来理解存储document的collection，每个雪花代表一个document，因为

它们和document一样，都很漂亮而且独一无二。

图4-1

现在，我们执行一个find，它从头开始向右返回结果。程序获取前100个document并处理它们，然后将它们存储回数据库，如果一个

document没有足够的空间来容纳新的document，如图4-2，那么就需要给它重新指定存储位置。通常，这个新的document 会重新

定位到collection的尾部，如图4-3.

图4-2

图4-3

现在，我们的程序持续不断地批量获取document，当它到达collect尾部的时候，那些被重新定位的document会再次返回，如图4-4.

图4-4

这个问题的解决办法是，对查询使用snapshot，如果添加了“$snapshot"选项，查询就会按照collection未被改变的视图运行。