MongoDB 参考手册

学习《MongoDB 权威指南·第2版》的笔记，结合 MongoDB 官方最新文档（v3.6），简单记录一些概念、注意点、语法糖，方便使用的时候快速查阅、参考。

1. 文档

文档是 MongoDB 中数据的基本单元，非常类似于关系型数据库中的行。
文档的键是字符串，除了少数例外情况，键可以使用任意 UTF-8 字符：

• 键不能含有 \0 （空字符），这个字符用于表示键的结尾
• . 和 $ 具有特殊意义，是被保留的，只能在特定环境下使用
• MongoDB 不但区分类型，而且区分大小写。例如，下面的两个文档是不同的：

  {"foo" : 3}
  {"foo" : "3"}
  

• 文档不能有重复的键

2. 集合

集合就是一组文档。如果将 MongoDB 中的一个文档比喻为关系型数据库中的一行，那么一个集合就相当于一张表。

• 集合名不能以 “system.” 开头，这是为系统集合保留的前缀
• 可以使用 db.collectionName 获取一个集合的全路径名，但是，如果集合名称中包含保留字或者无效的 JavaScript 属性名称，db.collectionName 就不能正常工作了。这个时候需要通过函数 db.getCollection( "collectionName" ) 访问相应的集合，或者使用数组访问语法。 比如，某个怪异的集合名称为 db.@#&!，要访问这个集合的话，可以数组访问方式：

  > var name = "@#&!"
  > db[name].find()
  

• 普通集合是动态创建的，而且可以自动增长以容纳更多的数据。比如下面插入语句，如果集合 foo 不存在，则会自动创建该集合

  > db.foo.insert({"x" : 1})
  

• MongoDB 中还有另一种不同类型的集合：固定集合。固定集合需要事先创建，同时指定它的大小，一旦创建成功后大小不能再改变。固定集合类似于循环队列，当空间被占满时，如果再插入新文档，固定集合会自动将最老的文档删除以释放空间，新文档会占据这块释放出来的空间。

  > // 创建一个名为 my_collection 大小为 100000 字节的固定集合
  > db.createCollection( "my_collection", { "capped" : true, "size" : 100000 } )
  > // 创建一个名为 my_collection2 大小为 100000 字节的固定集合，集合最多容纳 100 个文档
  > db.createCollection( "my_collection2", { "capped" : true, "size" : 100000, "max" : 100 } )
  

3. 数据库

多个文档组成集合，多个集合组成数据库。

• 数据库名区分大小写，即便是在不区分大小写的文件系统中也是如此。简单起见，数据库名全部小写
• 数据库最终会变成文件系统里的文件，而数据库名就是相应的文件名，这就是数据库名有限制的原因
• 系统保留数据库
  • admin
    从身份验证的角度来讲，这是 “root” 数据库。如果将一个用户添加到 admin 数据库，那么这个用户将自动获得所有数据库的权限。再者，一些特定的服务器端命令也只能从 admin 数据库运行
  • local
    这个数据库永远不可以复制，且一台服务器上的所有本地集合都可以存储在这个数据库
  • config
    用于分片设置时，分片信息会存储在此数据库中

4. MongoDB shell

MongoDB 自带 JavaScript shell，可在 shell 中使用命令行与 MongoDB 实例交互

• shell 连接到 MongoDB 实例

  $ mongo some-host:27017/mydb
  MongoDB shell version v3.6.1
  connecting to: mongodb://some-host:27017/mydb
  MongoDB server version: 3.6.1
  mongos>  
  

• 如果想 shell 启动时不连接到任何 mongod 实例，可通过参数 --nodb 实现：

  $ mongo --nodb
  MongoDB shell version v3.6.1
  Welcome to the MongoDB shell.
  For interactive help, type "help".
  For more comprehensive documentation, see
          http://docs.mongodb.org/
  Questions? Try the support group
          http://groups.google.com/group/mongodb-user
  >  
  

  启动之后，在需要时运行 new Mongo(hostname) 命令就可以连接到想要的 mongod 了：

  > conn = new Mongo("some-host:27017")
  connection to some-host:27017
  > db = conn.getDB("mydb")
  mydb
  

• 使用 shell 执行脚本。除了以交互式使用 shell 在，还可以将 JavaScript 脚本直接传给 shell

  $ mongo script1.js script2.js
  MongoDB shell version v3.6.1
  connecting to: mongodb://127.0.0.1:27017
  MongoDB server version: 3.6.1
  I am script1
  I am script2
  $
  

• 如果希望在指定的主机/端口上的 mongod 运行脚本，需要指定地址，然后再跟上脚本文件名

  $ mongo --quiet some-host:3000/mydb script1.js script2.js
  

  --quiet可以让 shell 不打印 “MongoDB shell version...” 提示

• 在交互模式下，如果想执行某个脚本文件时，可以使用 load() 函数：

  mongos> load("script1.js")
  I am script1
  mongos> 
  

• 在脚本中可以访问 db 变量，以及其他全局变量。然而，shell 辅助函数（比如 "use db" 和 "show collections"）不可以在文件中使用。这些辅助函数都有对应的 JavaScript 函数，如下表：

  辅助函数	等价函数
  use foo	db.getSisterDB("foo")
  show dbs	db.getMongo().getDBs()
  show collections	db.getCollectionNames()

• 如果在 shell 中想执行命令行程序，那么可以通过 run() 来实现。比如想查看某个文件夹下的文件列表：

  mongos> run("ls", "-l", "/home/myUser/my-scripts/")
  

• .mongorc.js文件
  如果某些脚本会被频繁加载，可以将它们添加到 .mongorc.js 文件中，这个文件会在启动 shell 时自动允许。
  如果想禁止加载此文件，可以在 shell 启动时指定参数 --norc 参数。

• 定制 shell 提示
  将 prompt 变量设为一个字符串或者函数，就可以重写默认的 shell 提示。比如提示当前时间：

  prompt = function() {
      return (new Date()) + "> ";
  };
  

  shell 启动后：

  Fri Jan 05 2018 00:20:55 GMT-500 (EST)> 
  

5. 查询

• 查询集合中的所有文档，返回所有键/值对

  > // 若不指定查询文档参数，结果就返回集合 coll 中的所有文档
  > db.coll.find()
  

• 简单条件查询
  find() 的第一个参数决定了要返回哪些文档，这个参数是一个文档，用于指定查询条件。可以向查询文档加入多个键/值对，将多个查询条件组合在一起，这样的查询条件会被解释成 “条件1 AND 条件2 AND ... 条件N”。

  > // 查询名字为 dereck 且年龄为 27 的用户
  > db.users.find({"name" : "dereck", "age" : 27})
  

• 指定需要返回的键
  find() 的第二个参数用来指定想要的键。只返回需要的键的好处是，既会节省传输的数据，又能节省客户端解码文档的时间和内存消耗。

  > db.users.find({}, {"name" : 1, "age" : 1})
  

  1 表示需要返回该键，0 表示不返回

• 比较操作符
  "$lt"、"$lte"、"$gt"、"$gte"、"$ne" 分别对应 <、<=、>、>=、!=。

  > // 查询 18～30 岁（含）的用户
  > db.users.find({ "age" : { "$gte" : 18, "$lte" : 30 } })
  

• OR 查询
  有两种方式进行 OR 查询："$in" 用来对单个键进行 OR 查询；"$or" 除了可以单个键，还可以用来对多个键进行 OR 查询。

  > // "$in" 非常灵活，可以指定不同类型的条件和值
  > db.users.find({ "user_id" : { "$in" : [ 12345, "dereck" ] })
  

  > // "$or" 接受一个包含所有可能条件的数组作为参数
  > db.users.find({ "$or" : [ {"country" : "China"}, {"city" : "Shanghai"} ] })
  

  当某个查询既可以使用 "$in" 也是使用 "$or" 完成时，优先使用 "$in" 查询，因为 "$in" 只执行单次查询， 而 "$or" 需要执行多次查询（比如，{"$in":[ 12345, "dereck" ]} 需要两次）后将结果合并再返回，效率较低。如果不得不使用 "$or" ，MongoDB 需要检查每次查询的结果集并且从中移除重复的文档（有些文档可能会被多个 "$or" 字句匹配到）。

• $not
  "$not" 是元条件，可以用在任何其他条件之上

• null 类型的查询
  null 不仅会匹配某个键的值是 null，而且还会匹配不包含这个键的文档。
  假设集合 c 中包含如下三条文档：

  > db.c.find({}, {"_id" : 0})
  { "y" : null }
  { "y" : 1 }
  { "y" : 2 }
  

  查询 "y" 键为 null 的文档，可以得到预期的一条文档：

  > db.c.find({"y" : null}, {"_id" : 0})
  { "y" : null }
  

  查询 "z" 键为 null 的文档，结果返回了整个集合，因为所有文档都没有 "z" 键：

  > db.c.find({"z" : null}, {"_id":0})
  { "y" : null }
  { "y" : 1 }
  { "y" : 2 }
  

  如果想要结果仅返回包含指定键且键值为 null 的文档的话，需要通过 "$exists" 条件判定键值已存在：

  > db.c.find({"z" : {"$in" : [null], "$exists" : true}},  {"_id":0})
  

• 数组查询

  • 通过 "$all" 来实现对数组的多个元素进行匹配。假设集合 food 包含以下三条文档：

  > db.food.find({}, {"_id" : 0})
  { "fruit" : [ "apple", "banana", "peach" ] }
  { "fruit" : [ "apple", "kumquat", "orange" ] }
  { "fruit" : [ "cherry", "banana", "apple" ] }
  

  找到既有 "apple" 又有 "banana" 的文档：

  > // "apple"、 "banana" 的先后顺序无关紧要
  > db.food.find({"fruit" : {"$all" : [ "apple", "banana" ]}}, {"_id" : 0})
  { "fruit" : [ "apple", "banana", "peach" ] }
  { "fruit" : [ "cherry", "banana", "apple" ] }
  

  • 可以使用 key.index 语法指定下标，来查询数组特定位置的元素，下标从 0 开始：

  > db.food.find({"fruit.2" : "peach"}, {"_id" : 0})
  { "fruit" : [ "apple", "banana", "peach" ] }
  

  • 使用 "$size" 查询特定长度的数组

  > db.food.find({"fruit" : {"$size : 3"}}, {"_id" : 0})
  { "fruit" : [ "apple", "banana", "peach" ] }
  { "fruit" : [ "apple", "kumquat", "orange" ] }
  { "fruit" : [ "cherry", "banana", "apple" ] }
  

  • 在 find() 的第二个参数中，通过使用 "$slice" 操作符返回某个键匹配的数组元素的一个子集：

  通过 { "key" : n} 返回数组 "key" 的前 n 个元素：

  > // 每个文档返回前 2 个水果
  > db.food.find({}, {"_id" : 0, "fruit" : {"$slice" : 2}})
  { "fruit" : [ "apple", "banana" ] }
  { "fruit" : [ "apple", "kumquat" ] }
  { "fruit" : [ "cherry", "banana" ] }
  

  通过 { "key" : -n} 返回数组 "key" 的后 n 个元素：

  > // 每个文档返回后 2 个水果
  > db.food.find({}, {"_id" : 0, "fruit" : {"$slice" : -2}})
  { "fruit" : [ "banana", "peach" ] }
  { "fruit" : [ "kumquat", "orange" ] }
  { "fruit" : [ "banana", "apple" ] }
  

  通过 { "key" : [start, end] } 返回数组 "key" 的中间部分元素，如果数组元素不足，则返回 start 后的所有元素：

  > db.food.insert({"fruit" : [ "cherry", "banana", "apple", "orange" ]})
  WriteResult({ "nInserted" : 1 })
  > db.food.find({}, {"_id" : 0, "fruit" : { "$slice" : [2, 3] }}
  { "fruit" : [ "peach" ] }
  { "fruit" : [ "orange" ] }
  { "fruit" : [ "apple", "orange" ] }
  

• 内嵌文档查询
  通过点表示法查询内嵌文档。比如查询如下文档：

  {
      "name" : {
          "first" : "Dereck",
          "last" : "Yu"
      },
      "age" : 29
  }
  

  通过点表示法针对特定的键进行查询：

  > db.people.find({ "name.first" :"Dereck", "name.last" : "Yu" }, {"_id" : 0})
  { "name" : { "first" : "Dereck", "last" : "Yu"}, "age" : 29 }
  

• 内嵌文档的数组元素的查询
  如果内嵌文档是一个数组，那么上述“点表示法”查询可能就得不到正确的结果了。比如以下 blog 集合中查询由 "dereck" 发表的 5 分以上的评论：

  {
      "content" : "hello world",
      "comments" : [
          {
              "author" : "dereck",
              "score" : 3,
              "comment" : "terrible post"
          },
          {
              "author" : "sherry",
              "score" : 6,
              "comment" : "nice post"
          }
      ]
  }
  

  尝试使用“点表示法”查询：

  > // 下面这条查询语句返回了所有结果，因为 author 条件在第一条评论中符合了，而 score 条件在第二条评论中符合了，所以两条评论都被返回
  > db.blog.find({ "comments.author" : "dereck", "comments.score" : {"$gte" : 5} }, {"_id" : 0}).pretty()
  {
      "content" : "hello world",
      "comments" : [
          {
              "author" : "dereck",
              "score" : 3,
              "comment" : "terrible post"
          },
          {
              "author" : "sherry",
              "score" : 6,
              "comment" : "nice post"
          }
      ]
  }
  

  要匹配数组中的单个内嵌文档，需要使用 "$elemMatch" 将限定条件进行分组，对单个内嵌文档中的多个键进行匹配：

  > db.blog.find({ "comments" : { "$elemMatch" : { "author" : "dereck", "score" : { "$gte" : 5 } } } }, {"_id" : 0})
  

• $where 查询
  键/值对是一种表达能力非常好的查询方式，但有些需求不能通过这种方式表达，此时可以使用 "$where" 语句。 "$where" 可以在查询中执行任意的 JavaScript ，因此为了安全起见，应该严格限制或者消除 "$where" 语句的使用，应该禁止终端用户使用任意的 "$where" 语句。
  假设有如下文档，需要返回两个键具有相同值的文档：

  > db.foo.insert({ "x" : 1, "y" : 2, "z" : 3 })
  > db.foo.insert({ "x" : 2, "y" : 2, "z" : 4 })
  >
  > // 第二个文档中，"x" 和 "y" 的值相同，所以应该返回比文档
  > db.foo.find({ "$where" : function() {
  ... for (var key1 in this) {
  ...     for (var key2 in this) {
  ...         if ( key1 != key2 && this[key1] == this[key2] )
  ...             return true;
  ...     }
  ... }
  ... return false;
  ... } }):
  { "_id" : ObjectId("5a54647675b6e8450f1d5fd2"), "x" : 2, "y" : 2, "z" : 4 }
  

  不是非常必要时，一定要避免使用 "$where" 查询，它不能使用索引，每个文档都要从 BSON 转换成 JavaScript 对象，然后通过 "$where" 表达式来运行，在速度上要比常规查询慢很多。

• limit
  要限制结果数量，可在 find() 后使用 limit() 函数，limit 指定的是上限，而非下限。

  > // 只返回 3 个结果，如果匹配的结果不足 3 个，则返回所有
  > db.c.find().limit(3)
  

• skip
  略过前面 N 个匹配的文档，返回余下的文档，如果集合里面能匹配的文档不足需要略掉的数量，则不会返回任何文档。

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

  避免使用 skip 略过大量结果，数量非常多的话会变得非常慢，因为它要先找到需要被略过的数据，然后再抛弃这些数据

• sort
  接受一个对象作为参数，这个对象是一组键值对，键对应文档的键名，值代表排序的方向。排序方向可以是 1 （升序）或者 －1 （降序）。如果指定了多个键，则按照这些键被指定的顺序逐个排序。

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

6. 创建、更新、删除文档

• 插入单个文档

  > db.foo.insert({"x" : 1})
  WriteResult({ "nInserted" : 1 })
  

  从 3.2 版本开始，可以使用 "insertOne()" 方法：

  > db.foo.insertOne({"y" : 1})
  {
      "acknowledged" : true,
      "insertedId" : ObjectId("5a57002cbfe1dc293187ec6d")
  }
  

• 批量插入多个文档
  如果要向集合中插入多个文档，批量插入会快一些，一次发送数十、数百乃至数千个文档会明显提高插入的速度

  > db.foo.batchInsert([{"x" : 1}, {"y" : 2},  {"z" : 3}])
  

  如果在执行批量插入的过程中有一个文档插入失败，那么在这个文档之前的所有文档都会成功插入到集合中，而这个文档以及之后的所有文档全部插入失败。如果希望 batchInsert 忽略错误并且继续执行后续插入，可以使用 continueOnError 选项。 shell 并不支持这个选项，但所有的驱动程序都支持。

  从 3.2 版本开始，可以使用 "insertMany()" 方法：

  > db.foo.insertMany([
  ...     { "a" : 10 },
  ...     { "a" : 11 },
  ...     { "a" : 12 }
  ... ])
  {
      "acknowledged" : true,
      "insertedId" : [
          ObjectId("5a570a6dbef1dc293187ec6e"),
          ObjectId("5a570a6dbef1dc293187ec6f"),
          ObjectId("5a570a6dbef1dc293187ec70")
      ]
  }
  

• 删除文档
  删除数据是永久性的，不能撤销，也不能恢复
  删除集合中的所有文档：

  > db.foo.remove()
  

  删除符合条件的文档：

  > db.employee.remove({"department" : "A"})
  

  remove() 函数会删除文档数据，但是不会删除集合本身，也不会删除集合的元信息。
  从3.2版本开始，可以使用"deleteOne()" 和 "deleteMany()" 方法：

  > db.foo.deleteOne({"y":1})
  { "acknowledged" : true, "deletedCount" : 1 }
  > 
  > db.foo.deleteMany( { "a" : { "$gte" : 11 } } )
  { "acknowledged" : true, "deletedCount" : 2 }
  

• 清空集合
  删除文档通常很快，但如果要清空整个集合，使用 drop() 更快，该函数不能指定任何限定条件，整个集合都会被删除，所有元数据也都不见了

  > db.foo.drop()
  

• 更新文档
  更新操作是不可分割的：若是两个更新同时发生，先到达服务器的先执行，接着执行另外一个。所以，两个需要同时进行的更新会迅速接连完成，比过程不会破坏文档：最新的更新会取得“胜利”。

  > var dereck = db.people.findOne()
  > dereck
  {
      "_id" : ObjectId("5a4f20eff85ff534e67a4126"),
      "name" : "dereck",
      "age" : 29
  }
  > dereck.age++
  29
  > db.people.update({"_id" : dereck_id}, dereck)
  WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
  > 
  > db.people.find().pretty()
  {
      "_id" : ObjectId("5a4f20eff85ff534e67a4126"),
      "name" : "dereck",
      "age" : 30
  }
  

  从3.2版本开始，可以使用"updateOne()" 、 "updateMany()" 和
  "replaceOne()" 方法。

• 使用修改器
  通常文档只会有一部分要更新，可以使用原子性的更新修改器，指定对文档中的某些字段进行更新。更新修改器是种特殊的键用来指定复杂的更新操作，比如修改、增加或者删除键，还可能是操作数组或者内嵌文档。

  • $inc 修改器用来增加(或减少)整型、长整型或双精度浮点型的值，如果指定的键不存在，则创建此键

  > db.people.find().pretty()
  {
      "_id" : ObjectId("5a4f20eff85ff534e67a4126"),
      "name" : "dereck",
      "age" : 30
  }
  > // 执行完以下语句会新建 "score" 键
  > db.people.update({"name" : "dereck"}, {"$inc" : {"score" : 100}})
  WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
  > 
  > db.people.find().pretty()
  {
      "_id" : ObjectId("5a4f20eff85ff534e67a4126"),
      "name" : "dereck",
      "age" : 30,
      "score" : 100
  }
  > 
  > // 更改 "score" 键的值
  > db.people.update({"name" : "dereck"}, {"$inc" : {"score" : -10}})
  WriteResult({"nMatched":1,"nUpserted":0,"nModified":1})
  > 
  > db.people.find().pretty()
  {
      "_id" : ObjectId("5a4f20eff85ff534e67a4126"),
      "name" : "dereck",
      "age" : 30,
      "score" : 90
  }
  

  • $set 修改器用来指定一个字段的值，如果这个字段不存在，则创建它。用法与 $inc 类似，不过可以修改任意类型

  > db.people.update({"name" : "dereck"}, { "$set" : { "email" : "dereck@example.com"  }})
  WriteResult({"nMatched":1,"nUpserted":0,"nModified":1})
  > 
  > db.people.find().pretty()
  {
      "_id" : ObjectId("5a4f20eff85ff534e67a4126"),
      "name" : "dereck",
      "age" : 30,
      "score" : 90,
      "email" : "dereck@example.com"
  }
  

  • 如果需要完全删除某个键，可以使用 $unset 修改器
  • $push 修改器用于向数组末尾添加一个元素，如果数组不存在，就创建一个新的数组

  > // 以下语句试图向 "addresses" 键添加一个地址，此时这个键不存在，执行完后创建该键
  > db.people.update({"name" : "dereck"}, { "$push" : { "addresses" : "Road A"  }})
  WriteResult({"nMatched":1,"nUpserted":0,"nModified":1})
  > 
  > db.people.find().pretty()
  {
      "_id" : ObjectId("5a4f20eff85ff534e67a4126"),
      "name" : "dereck",
      "age" : 30,
      "score" : 90,
      "email" : "dereck@example.com",
      "addresses" : [
          "Road A"
      ]
  }
  

  • 使用$each 子操作符，可以通过一次 $push 操作添加多个值

  > db.people.update({"name" : "dereck"}, {"$push" : { "addresses" : { "$each" : ["Road B", "Road C" ]}}})
  

  • 将 $slice 和 $push 组合在一起使用，可以固定数组的最大长度，$slice 的值必须是负数。比如，下面的代码确保 addresses 的值最多有5个，如果数组的元素没有超过5个，那么所有元素都保留；如果多于5个的话，那么只有最后5个元素得以保留。

  > db.people.update({"name" : "dereck"}, {"$push" : { "addresses" : { "$each" : ["Road D", "Road E",  "Road F"], "$slice" : -5}}})
  WriteResult({"nMatched":1,"nUpserted":0,"nModified":1})
  > 
  > db.people.find().pretty()
  {
      "_id" : ObjectId("5a4f20eff85ff534e67a4126"),
      "name" : "dereck",
      "age" : 30,
      "score" : 90,
      "email" : "dereck@example.com",
      "addresses" : [
          "Road B",
          "Road C",
          "Road D",
          "Road E",
          "Road F"
      ]
  }
  

  • 使用 $addToSet 可以避免向数组中插入重复值

  > db.people.update({"name" : "dereck"},{"$addToSet" : {"addresses" : { "$each" :["Road F", "Road G"]}}})
  

  • 删除数组元素
    若是把数组看成队列或者栈，可以用 $pop 修改器，它可以从数组的任何一端删除元素。 { "$pop" : { "key" : 1 }} 从数组末尾删除一个元素；{ "$pop" : { "key" : -1 }} 则从头部删除。
    当需要通过条件匹配删除元素时，可以使用 $pull 修改器

  > // 删除 "Road A"
  > db.people.update({"name" : "dereck"},{"$pull" : {"addresses" : "Road A" }})
  

• upsert
  upsert （upsert = update + insert）是一种特殊的更新，不是一个操作符。如果没有找到符合更新条件的文档，就会以这个条件和更新文档为基础创建一个新的文档；如果找到了匹配的文档，则正常更新。
  update() 函数的第 3 个 bool 类型的参数就表示比更新是否为 upsert。

  > db.people.update({"name" : "sherry"}, {"$set" : {"age" : 20}}, true)
  

  有时需要在创建文档的同时创建字段并为它赋值，但是在之后所有的更新操作中，这个字段都不再改变，此时可以使用 $setOnInsert。比如集合 people 当前有两条文档信息，现在插入一条新的文档：

  > db.people.find().pretty()
  {
      "_id" : ObjectId("5a4f20eff85ff534e67a4126"),
      "name" : "dereck",
      "age" : 30,
      "score" : 90,
      "email" : "dereck@example.com",
      "addresses" : [
          "Road B",
          "Road C",
          "Road D",
          "Road E",
          "Road F",
          "Road G"
      ]
  }
  {
      "_id" : ObjectId("5a4f4af4f60a0bbebb3e3eb2"),
      "name" : "sherry",
      "age" : 28
  }
  > // 以下语句将插入一条文档，并且设置字段 birthday 的值
  > db.people.update({ "name" : "duoduo"}, { "$setOnInsert" : { "birthday" : "2015-05-03"}}, true)
  > 
  > db.people.find().pretty()
  {
      "_id" : ObjectId("5a4f20eff85ff534e67a4126"),
      "name" : "dereck",
      "age" : 30,
      "score" : 90,
      "email" : "dereck@example.com",
      "addresses" : [
          "RoadB",
          "Road C",
          "Road D",
          "Road E",
          "Road F",
          "RoadG"
      ]
  }
  {
      "_id" : ObjectId("5a4f4af4f60a0bbebb3e3eb2"),
      "name" : "sherry",
      "age" : 28
  }
  {
      "_id" : ObjectId("5a52d117f60a0bbebb826c34"),
      "name" : "duoduo",
      "birthday" : "2015-05-03"
  }
  

  如果 update 方法执行的是 update 操作而不是 insert 操作，那么 $setOnInsert 操作符将无效，即在执行上述语句之前，如果集合中已经存在一条 name 为 duoduo 的文档的话，上述 update 语句将不会有任何更新操作

• 更新多个文档
  默认情况下，更新只能对符合匹配条件的第一个文档执行操作，即使有多个文档符合条件，只有第一个文档会被更新，其他文档不会发生变化。要更新所有匹配的文档，需要将 update 的第 4 个参数设置为 true 。

  db.collectionName.update(query, obj, upsert, multi)
  

  update 的 4 个参数分别表示：

  • query - 需要更新的匹配条件
  • obj - 更新后的新的对象
  • upsert - 布尔类型，如果找不到匹配对象，是否新插入一条文档，默认是 false
  • multi - 布尔类型，是否更新所有符合匹配条件的对象，默认是 false

7. 索引

不使用索引的查询称为全表扫描，对于大集合来说，全表扫描的效率非常低。使用了索引的查询几乎可以瞬间完成。然而，使用索引是有代价的：对于添加的每一个索引，每次写操作（插入、更新、删除）都将耗费更多的时间。

• 创建索引
  假设集合 users 有 1000000 条文档，文档结构如下：

  > db.users.findOne()
  {
      "_id" : ObjectId("5a5479c075b6e8450f1ee673"),
      "i" : 1,
      "name" : "user1",
      "age" : 22,
      "created" : ISODate("2018-01-09T08:13:52.193Z")
  }
  

  在字段 name 上创建一个索引：

  > db.users.ensureIndex( { "name" : 1 } )
  

  索引的值是按一定顺序排列的，因此，在使用索引键对文档进行排序时非常快。然而，只有在首先使用索引键进行排序时，索引才有用。例如，在下面的排序里， "name" 上的索引没什么作用：

  > db.users.find().sort({ "age" : 1, "name" : 1})
  

  这里先根据 "age" 排序再根据 "name" 排序，所以"name"上的索引没起作用。

• 复合索引
  复合索引是一个建立在多个字段上的索引。如果查询中有多个排序方向或者查询条件中有多个键，这个索引会非常有用。比如，根据上述排序创建复合索引：

  > db.users.ensureIndex( { "age" : 1, "name" : 1 } )
  

• 使用覆盖索引
  当一个索引包含了用户请求的所有字段，就称这个索引覆盖了本次查询。应该优先使用覆盖索引，为了确保查询只使用索引就可以完成，应该使用投射（{"_id" : 0}）来指定不要返回 "_id" 字段（除非它了索引的一部分）。

• 隐式索引
  如果有一个有 N 个键的索引，那么同时可以“免费”得到所有这 N 个键的前缀组成的索引。比如，有一个如下索引：

  { "a" : 1, "b" : 1, "c" : 1,  ..., "z" : 1 }
  

  那么可以使用如下一系列索引：

  { "a" : 1 }
  { "a" : 1, "b" : 1 }
  { "a" : 1, "b" : 1, "c" : 1}
  ...
  

  这些键的任意子集所组成的索引并不一定可用。比如，使用 {"b" : 1} 或者 {"a" : 1, "c" : 1} 作为索引的查询是不会被优化的。

• 索引嵌套文档
  比如对如下文档中的 "city" 字段创建索引：

  {
      "name" : "dereck",
      "address" : [
          "zone" : "pudong",
          "city" : "shanghai",
          "country" : "China"
      ]
  }
  

  > db.users.ensureIndex( { "address.city" : 1 } )
  

• 唯一索引
  唯一索引可以确保集合里的每一个文档的指定键都有唯一值。在创建索引的同时，指定 {"unique" : true}。比如，下面语句确保了集合 users 中的 "username" 是唯一的：

  > db.users.ensureIndex( { "username" : 1, "unique" : true } )
  

  如果一个文档没有对应的键，索引会将其作为 null 存储。所以，如果对某个键建立了唯一索引，插入多个缺少改索引键的文档时会失败。
  索引的大小是有限制的（8 KB），超出限制的条目不会被包含在索引里，也不会受到索引的约束。也就是说，使用索引查询的时候，返回的结果可能会漏掉一些文档；同样的，可以插入多个对应键超过 8 KB 长的文档，因为此时索引限制失效。
  在已有的集合上创建唯一索引时可能会失败，因为集合中已经存在重复值了。此时可以在创建索引时同时指定 "dropDups" 选项来去除重复。这个一个粗暴的方式，当遇到重复的值时，它会保留第一个，之后的重复文档都会被删除，无法认为控制。所以，慎用。

  > db.users.ensureIndex( { "username" : 1, "unique" : true,  "dropDups" : true } )
  

• 稀疏索引
  唯一索引会把 null 看做值，所以无法将多个缺少唯一索引中的键的文档插入到集合中，如果希望唯一索引只对包含相应键的文档生效，这时可以将 unique 和 sparse 选项组合在一起来创建稀疏索引。

  > db.users.ensureIndex( {"username":1,"unique":true, "sparse" : true })
  

• TTL 索引
  “time-to-live index”，具有生命周期的索引。这种索引为每一个文档设置一个超时时间，当文档到达预设值的老化程度之后就会被删除。
  在 ensureIndex 中指定 expireAfterSeconds 选项就可以创建一个 TTL 索引：

  > // 超时时间为 1 小时
  > db.users.ensureIndex({"lastUpdated" : 1}, {"expireAfterSeconds" : 60*60})
  

  MongoDB 每分钟对 TTL 索引进行一次清理。可以使用 "collMod" 命令修改 "expireAfterSeconds" 的值：

  > db.runCommand({"collMod" : "users",  "index" : {"name" : "lastUpdated_1", "expireAfterSeconds" : 60*60*2}})
  

  一个给定的集合上可以有多个 TTL 索引，但 TTL 索引不能是复合索引。

• 索引管理
  查看给定集合上的所有索引信息：

  > db.users.getIndexes()
  

  标识索引，创建索引的同时指定索引名称：

  > db.users.ensureIndex({ "a" : 1, "b" : 1, "c" : 1}, {"name" : "somename"})
  

  删除索引：

  > db.users.dropIndex( "x_1_y_1" )
  

• 何时不应该用索引

  提取较小的子数据集时，索引非常高效。结果集在原集合中所占的比例越大，索引的速度就越慢，因为使用索引需要进行两次查找：一次是查找索引条目，一次是根据索引指针去查找相应的文档。而全表扫描只需要进行一次查找：查找文档。

  索引通常适用的情况	全表扫描通常适用的情况
  集合较大	集合较小
  文档较大	文档较小
  选择性查询	非选择性查询

  可以使用 { "$natural" : 1 } 强制 MongoDB 做全表扫描，返回的结果是按照磁盘上的顺序排列的：

  > db.users.find({"name" : "dereck"}).hint({ "$natural" : 1 })