文檔的一般操作（增刪查改CRUD）

MongoDB自2.6版本起就積極保持文檔中的field的相對順序，而更新某個文檔中的field名稱可能會導致該文檔中的field的重新排序。
write操作包括插入、刪除和更新這三個操作，只負責傳送出命令，而不管命令是否成功傳達（比如突然斷網(wǎng)之類的），即不保證絕對成功操作到數(shù)據(jù)庫，所以被認為是“不安全的操作”。當一條操作指令需要操作到多個文檔時（bulk操作），對每條文檔的操作是原子的，而此條指令引發(fā)的所有操作則不是原子的，但是可以使用$isolated操作符來實現(xiàn)（非shard），存儲引擎在此操作期間會變成單線程以保證原子性。

關于bulk操作有兩種執(zhí)行情況：

• 有序執(zhí)行ordered Bulk Write，速度較慢，如果在執(zhí)行write操作的過程中拋出了error，前面成功的操作并不會rollback。
• 無序執(zhí)行Unordered Bulk Write，如果其中某個write操作出錯了，那么其他的操作將繼續(xù)分別執(zhí)行。

每次的write操作都可能引起所有index的刷新和調(diào)整，這是index給write操作帶來的負面影響，所以并不是越多的索引越好，而是越少越好。

插入 insert

db.collection.insertOne() 插入單個文檔，也可以插入多個文檔（相當bulkWrite用？）。
db.collection.insertMany() 插入多個文檔（起相當bulkWrite作用）。
db.collection.insert() 插入單/多個文檔。

更新 update

db.collection.updateOne() 更新單個文檔。
db.collection.updateMany() 更新多個文檔。
db.collection.replaceOne() 替換單個文檔。
db.collection.update() 多功能更新工具。
db.collection.findOneAndUpdate() 單文檔更新的加強版。
db.collection.findOneAndReplace() 單文檔替換的加強版。

刪除 delete

db.collection.deleteOne() 刪除單個文檔
db.collection.deleteMany() 刪除多個文檔
db.collection.remove() 刪除單/多個文檔，
db.collection.findOneAndDelete() 刪除單個文檔的加強版。

額外的操作

db.collection.save() 插入和修改的巧妙結合。
db.collection.bulkWrite() 提供一個操作集合，可以集insertOne、replaceOne、updateOne、updateMany、deleteOne、deleteMany等一系列操作為一身，有序或無序地執(zhí)行。每單個操作都是原子，而整個bulkWrite操作就不是了。

稍微解釋一下基本的操作

• insert()

功能：在某個集合中插入文檔。
格式：db.collection.insert({field:value, ...})
解釋：參數(shù)只有一個，就是文檔{}。
注意：_id鍵值會自動產(chǎn)生，是一個12字節(jié)的Objectid對象，一般由客戶端產(chǎn)生，如果沒有則服務端產(chǎn)生，有復雜的產(chǎn)生規(guī)則。還可以插入多個文檔，當writeMany用。
例子：db.test.insert({"name":"joe", "age": 18})

• update()

功能：搜索出特定的文檔，并更新其中的任意部分field元素或整個文檔。是原子操作。
格式：db.collect.update( <query>, <update>, { upsert: <boolean>, multi: <boolean>, writeConcern: <document> })
解釋：第3個參數(shù)是可選的，若無則默認不使用。首參數(shù)是查詢條件。同find()，次參數(shù)是更新項，有多種寫法，如$set等。
       第3個參數(shù)的upsert項為true：若無匹配<query>，則插入該新文檔。若使用了update operator則有會創(chuàng)建新文檔，再update它。
       第3個參數(shù)的multi項為true：可以使用<query>匹配到所有的文檔。
       第3個參數(shù)的writeConcern用于感知本次操作的結果，詳看官方文檔。
注意：小心第2個參數(shù)<update>的寫法可能替換整個文檔，比如下面例子會替換整個文檔，除了id。
例子：db.people.update( { name: "Andy" }, { name: "Andy", rating: 1, score: 1 }, { upsert: true })

• save()

功能：類似insert+update的智能結合，憑借_id參數(shù)決定使用哪個，會返回wtriteResult。
格式：db.collection.save(<document>, {writeConcern: <document>})
解釋：尾參數(shù)可選，一般不用。若無_id項，則調(diào)用insert。否則調(diào)用upsert。
注意：_id項一般由client產(chǎn)生。此函數(shù)是可代替的。
例子：db.products.save( { "item": "book", "price": 40 } )

• findAndModify()

功能：默認先返回查詢的結果，再從數(shù)據(jù)庫中修改。返回的對象是未修改過的對象。
格式：db.collection.findAndModify({
    query: <document>,  可選
    sort: <document>,  可選
    remove: <boolean>,  必要
    update: <document>,  必要
    new: <boolean>,  可選
    fields: <document>,  可選
    upsert: <boolean>,  可選
    bypassDocumentValidation: <boolean>,  可選
    writeConcern: <document>  可選
});
解釋：可選參數(shù)只要按需提供即可，而必須有remove或update中的一個。速度較慢。
注意：返回的對象已和數(shù)據(jù)庫中的對象可能已經(jīng)不同了，取決于new。無匹配文檔則返回NULL。
例子：db.people.findAndModify( { query: { state: "active" }, sort: { rating: 1 }, remove: true })。

• find()
  功能：查找指定的文檔，返回所有符合條件的文檔的cursor，可指定返回文檔的field。
  格式：find({field:value}, { field1: <boolean>, field2: <boolean> ... } )
解釋：第2個參數(shù)是可選的，默認返回整個文檔。若指定了域則返回_id域和指定field組成的文檔。
  注意：_id項是默認返回的，除非指定為0。第2個參數(shù)中還可以不顯示指定的field。首參可以指定多個field， 選中同時匹配者。在mongo shell中默認只是顯示20條文檔，但是也可以將find結果賦值給一個變量，再進行操作的話就可以操作多個選中的文檔。因為cursor是可迭代的。MongoDB3.2文檔提到，在10分鐘內(nèi)若cursor無活動則默認自動關閉，之后此cursor就讀不了文檔了，但是可以提前使用cursor.addOption(DBQuery.Option.noTimeout)來關閉默認的超時設置，具體需查看相關driver。
  這里還有個存在的問題，如果使用find之后，數(shù)據(jù)庫中對應的文檔已經(jīng)被修改了，怎么辦？在mongodb3.2中已經(jīng)改變了默認的storage engine MMAPv1 Storage Engine，而是默認使用WiredTiger，具體可查看Default Storage Engine Change。對于MMAPv1來說，如果在此時修改文檔，可能會導致同一個文檔在一個cursor中返回多次。要解決這個問題，可以查看snapshot mode。
  例子1：db.products.find( { "price": 25}, { "name": 1, "number": 1 } ).addOption(DBQuery.noTimeout)
例子2：db.products.find( { "price": 25}, { "name": 1, "number": 1 } )

輔助操作

限制 limit() 注：指定返回的文檔數(shù)量。
忽略 skip() 注：忽略前/后n個文檔。
排序 sort() 注：根據(jù)各種條件來排序。

• limit()
  功能：截取前/后n個文檔，用于限制返回文檔的數(shù)量，一般搭配find使用。
  格式：db.students.find().limit( n )
解釋：n是一個32位有符號整數(shù)。可搭配其他函數(shù)來使用。
  注意：.limit(n)之前必須是一個cursor。
• skip()
  功能：忽略前/后n個文檔，用于挑選返回的文檔，一般搭配find使用。
  格式：db.students.find().skip( n )
解釋：n是一個32位有符號整數(shù)。可搭配其他函數(shù)來使用。|n|過大會導致效率的下降。
• sort()
  功能：指定排序規(guī)則（即指定field）并對文檔進行排序，一般搭配find使用。
  格式：db.students.find().sort( {field1: 1, field2: -1, ... } )
解釋：使用1和-1來標識升/降序。limit和skip和sort可以搭配使用，且必須在cursor返回之前使用。BSON類型有默認的比較順序。與sort相關的操作還很多，請參考官方文檔。

特定于類型的查詢

null類型

• 一般情況下，你可以這么使用db.collection.find({"num": null})，這樣就能將num=null的文檔都選中了。但是要小心，其他沒有num域的文檔也會被匹配中了，也就是說null還能匹配“不存在的”。
• 如果非要匹配那些num域為null的文檔呢？要先用$exists判斷該域是否存在，若存在，再進行匹配。一般情況下可以這么做 db.collection.find({"num": { $in : [null] , $exists : true } })或者使用$eq來代替$in也是可以的。

正則表達式

• 有了正則表達式才是“如虎添翼”地匹配吖。
  比如想忽略大小寫，有標識i呀：db.test.find({"name": /joe/i})
• MOngoDb使用Perl兼容的正則表達式（PCRE）庫來匹配正則的。建議在JS shell中驗證一下想法，確保正確再使用。
• 正則表達式還可以匹配自身，假設你直接將{"re": /^qq/}直接存到數(shù)據(jù)庫中，那么使用db.test.find({"re": /^qq/})也可能選中這個文檔，

內(nèi)嵌數(shù)組array

• 數(shù)組中的每個元素都可以認為是它的值，只要匹配其中的一個元素，就將文檔選中了。比如db.test.find({"array": "element2"})
• 匹配多個元素，甚至整個array，可以使用$all操作符，并不需要關心順序問題。比如{ tags : { $all: [ "ssl" , "security" ] } } 就等同于 { $and: [ { tags: "ssl" }, { tags: "security" } ] }
• 匹配整個array，可以直接將整個array寫出來吖。值得注意的是，只有順序也對應上了才會選中。
• 對元素在array中的位置很關心。可以使用 array.index語法指定下標，比如db.test.find("fruits.2": "apple")，指定了fruits[2]="apple"，注意下標是從0開始的。

內(nèi)嵌文檔

• 查詢內(nèi)嵌文檔。查詢內(nèi)嵌文檔并不同于內(nèi)嵌數(shù)組array一樣，但有幾分相似。
• 查詢方式（1）： 完整匹配，即將整個內(nèi)嵌文檔列出來，且順序一致。
  db.test.find({ "post": {"author": "joe", "size": 50} })
• 查詢方式（2）：使用$elemMatch(query)，可以不管次序地匹配部分field。單field就需要用了。
  db.scores.find( { results: { $elemMatch: { $gte: 80, $lt: 85 } } })
• 查詢方式（3）：使用dot標識，以內(nèi)嵌文檔名.field來標識內(nèi)嵌文檔中的一個field，而不管次序。
  db.test.find({ "post.author": "joe", "post.size": 50} })
• 注意：

關于讀操作（read operation）

游標 cursor

• 通過find操作所返回的是一個cursor，每次可以從中讀取一條文檔，直到無文檔可讀。當在mongo shell中使用find的時候，如果所選中的文檔超過20條，會默認讀取20條文檔，當然，可以通過DBQuery.shellBatchSize來修改這個數(shù)字，參考Executing Queries。
• 默認情況下，假設一個cursor還沒有迭代完畢，而在10分鐘無活動MongoDB就會關閉這個cursor，這個可以通過例如var myCursor = db.inventory.find().addOption(DBQuery.Option.noTimeout);來關閉這個規(guī)定。因為cursor中的文檔是分批到達的，比如大多數(shù)情況下第一批是101條文檔或者是僅足夠超過1mb的大小，余下的批次都是以4mb為單位到達的。每當從一個cursor中讀完一批后，客戶端會發(fā)送請求到server，然后接收下一批查詢到的數(shù)據(jù)。要改變batchsize=4mb的情況，可以參考batchSize()和limit()。
• 如果find之后還添加一個無指定index的sort操作，那么server會一次性讀取加載選中的所有文檔進內(nèi)存再進行排序。
• 如果cursor中的文檔還沒有讀取完畢，cursor.next()可以返回下一個文檔。
• 判斷一個cursor是否還有文檔未讀取，可以使用cursor.hasNext()。
• 想查看當前批次中還有多少條文檔，參考objsLeftInBatch()。
• 當前批次已經(jīng)讀取完畢，會調(diào)用getmore
  操作。
• 想查看某個cursor的信息，可以參考 db.serverStatus()
  。
• cursor具有如下這些操作：
  cursor.batchSize()
  設置server每次發(fā)送多少的文檔到客戶端。
  cursor.close() 關閉游標。
  cursor.comment()
  對此次查詢做一些簡短記錄以方便問題追溯。
  cursor.count()
  改成返回文檔數(shù)，而不是返回文檔。
  cursor.explain()
  調(diào)出查詢結果的信息。
  cursor.forEach()
  對每個返回的文檔都應用一次。
  cursor.hasNext()
  判斷cursor是否已經(jīng)讀取完畢。
  cursor.hint()
  強制指定一個index進行查詢，而不是讓引擎自動選擇。
  cursor.itcount()
  通過不斷向server發(fā)送消息，在客戶端做文檔數(shù)統(tǒng)計。
  cursor.limit()
  限制返回的文檔數(shù)。
  cursor.map()
  對每個文檔都應用到一個函數(shù)中，并將函數(shù)的返回值收集到一個array中。
  cursor.maxScan()
  當效率比較重要時，指定最大的掃描item/集合/索引數(shù)。
  cursor.maxTimeMS()
  指定一個游標的不活動存活時間間隔長度。
  cursor.max()
  指定索引用的field的上界。
  cursor.min()
  指定索引用的field的下界。
  cursor.next()
  讀取下一個文檔。
  cursor.noCursorTimeout()
  告訴server關閉timeout。
  cursor.objsLeftInBatch()
  獲取客戶端當前batch中還剩下多少文檔未讀取，batch讀完就要發(fā)送消息給server索取文檔。
  cursor.pretty()
  設置cursor中結果的顯示格式。
  cursor.readConcern()
  指定一個read concern。
  cursor.readPref()
  Specifies a read preference to a cursor to control how the client directs queries to a replica set.
  cursor.returnKey()
  指示讓cursor返回index keys而不是文檔。
  cursor.showRecordId()
  為每個選中的文檔添加一個內(nèi)部的存儲引擎ID域。
  cursor.size()
  統(tǒng)計在應用了skip()和limit()之后選中的文檔數(shù)量。
  cursor.skip()
  跳過find結果的前/后的n條文檔。
  cursor.snapshot()
  強迫cursor使用的index是_id，這樣就保證了每個文檔只返回一次，即使文檔中途被修改。
  cursor.sort() 對選中文檔進行排序。
  cursor.tailable() Marks the cursor as tailable. Only valid for cursors over capped collections.
  cursor.toArray() 將選中的文檔塞進一個array返回。

Query（查詢）

• 慎用$nin、$ne等操作符，因為它在使用的時候需要進行大量的匹配，有時甚至比直接檢索整個集合的效果更差。

問題

</br>

problem 1：
假設有如下的批量update操作，再假設服務器都完成了所有update中包含的query操作(mongodb僅保證插入document時的原子性)，那么就可能會導致插入很多個_id不一樣的document了，因為帶了upsert參數(shù)。

db.people.update( 
  { name: "Andy" }, 
  { name: "Andy", rating: 1, score: 1 }, 
  { upsert: true }
)

解決方法：可以嘗試為name域設置一個unique index，這樣就只會有一個update能夠成功插入。

problem 2：
假設有如下的update操作，query表達式中帶有_id.uid(有個點)，這樣如果查詢失敗了，因為upsert為true，所以插入也失敗了。

db.collection.update( 
  { "_id.name": "Robert Frost", "_id.uid": 0 }, 
  { "categories": ["poet", "playwright"] }, 
  { upsert: true } 
)

解決方法：查詢中帶的_id域不能帶點。