MongoDB系列一（查询）.

一、简述

MongoDB中使用find来进行查询。查询就是返回一个集合中文档的子集，子集合的范围从0个文档到整个集合。默认情况下，"_id"这个键总是被返回，即便是没有指定要返回这个键。（"_id"是一个集合中每个文档的唯一标识）

查询的使用上有限制，传递给数据库的查询文档必须是常量。(当然，在你的代码里可以是正常的变量)

一个键可以有任意多个条件，但是一个键不能对应多个更新修改器。

条件语句是内层文档的键，而修改器是外层文档的键。

二、使用find或者findOne函数和查询文档对数据库执行查询

1、db.userInfo.find()
--查询所有数据，相当于 select * from userInfo

2、db.userInfo.find({age:22})
--查询 age = 22 的记录，相当于 select * from userInfo where age = 22

3、db.userInfo.find({age:22,name:'zhangsan'})
--查询 age = 22 并且name = 'zhangsan' 的记录，相当于  select * from userInfo where age = 22 and name = 'zhangsan'

tips：匹配正则表达式（4、5）：

4、db.userInfo.find({name:/mongo/})
--查询 name 中包含 mongo 的数据， 相当于 select * from userInfo where name like '%mongo%'

5、db.userInfo.find({name:/^mongo/})
--查询 name 中以mongo开头的，相当于 select * from userInfo where name like 'mongo%'

6、db.userInfo.findOne()
--查询第一条数据，相当于 select top 1 * from userInfo 与 db.userInfo.find().limit(1)

7、db.userInfo.distinct("name")
--查询后去掉当前集合中的某列的重复数据，相当于 select distinct name from userInfo

tips：find 查询的第一个大括号表示查询条件，第二个大括号表示要显示的字段（默认全显示 ）：

8、db.userInfo.find({},{name:1,age:1})
--查询指定列name、age的数据，相当于 select name,age from userInfo

9、db.userInfo.find({},{name:0})
--不希望结果集中显示 name 这个字段

tips：排序分页

10、db.userInfo.find().sort({age:1})
--按照年龄升序
11、db.userInfo.find().sort({age:-1})
--按照年龄降序

12、db.userInfo.find().limit(5)
--查询前5条数据,相当于 select top 5 * from userInfo

13、db.userInfo.find().skip(10)
--查询 10条以后的数据 select * from userInfo where id not in (select top 10 * from userInfo)

14、db.userInfo.find().limit(5).skip(0)
--可用于分页 limit是pageSize，skip是 第几页*pageSize(从第0页开始)

15、db.userInfo.find({sex:null}) 

-- 特定类型的查询，比如 null 。它确实可以匹配自身，但是它不仅可以匹配这个键为 null 的文档，也能匹配不包含这个键的文档。如果仅想匹配这个键位 null 的文档，需要修改如下：

-- db.userInfo.find({sex:{'$in':[null],'$exists':true}})

三、使用$条件查询实现范围查询、数据集包含查询、不等式查询，以及其他一些查询

1、$lt（小于）、$lte（小于等于）、$ge（大于）、$gte（大于等于）、$ne 不等于

db.userInfo.find({age:{$gt:22}})
    --查询age > 22 的记录，相当于 select * from userInfo where age > 22
db.userInfo.find({age:{$lt:22}})
    --查询age < 22 的记录，相当于 select * from userInfo where age < 22
db.userInfo.find({age:{$gte:22}})
   --查询 age >= 22 的记录，相当于 select * from userInfo where age >= 22
db.userInfo.find({age:{$lte:22}})
   --查询 age <= 22 的记录 ，相当于 select * from userInfo where age <= 22
db.userInfo.find({age:{$gte:23,$lte:26}})
   --查询 age >= 23 并且 age <=26 的记录 , 相当于 select * from userInfo where age >= 23 and age <=26

db.userInfo.find({age:{$ne:23}})
    --查询 age != 23 的记录 , 相当于 select * from userInfo where age != 23

tips：很遗憾，并没有 $eq（等于）这个操作符。

2、元条件句 $and 、$or、$not

         元条件句：即可以用在任何其他条件之上 。

$and 总是希望尽可能用最少的条件来限定结果的范围

db.userInfo.find({"$and" : [{x : {"$lt" : 1}}, {x : 4}]})
    --会匹配那些"x"字段的值小于1并且等于4的文档。虽然这两个条件看起来是矛盾的，但是这是完全有可能的，比如，如果"x"字段的值是这样一个数组{"x" : [0,4]}，那么这个文档就与查询条件相匹配。
    --查询优化器不会对"$and"进行优化，这与其他操作符不同。如果把上面的查询改成下面这样，效率会更高：db.userInfo.find({x : {"$lt" : 1, "$in" : [4]}})

$or 第一个条件应该尽可能匹配更多的文档，这样才是最为高效的

db.userInfo.find({$or:[{age:22},{age:25}])
    --or与查询，相当于select * from userInfo where age = 22 or age = 25

$not 用在其他条件上的取反，虽然是元条件句，但是不能放在外层文档(否则：unknown top level operator: $not)，并且后面必须跟正则表达式或者文档(否则：$not needs a regex or a document)。

db.userInfo.find({age:{'$not':{$gt:23}}});
    -- 对于 age>23 返回的文档取反集
db.product.find({name:{$not:/ang/}});
   -- 对 name 与正则匹配的结果取反集合

3、$in、$nin、$all、$size、$slice 、$elemMatch

$in 可以用来查询一个键的多个值
 db.userInfo.find({age : {"$in" : [22, 23, 24]}})
    --查询年龄等于22、23、24的文档
$nin 与 $in 相反，用来查询一个键不属于多个值的文档。

$all （匹配数组）
db.food.find({fruit : {$all : ["apple", "banana"]}})
   -- 查询 fruit 既含有 apple，又含有banana 的文档。
   -- 当然，也可以不使用$all 匹配数组，比如 db.food.find({fruit : ["apple", "banana","orange"]}) 但是，这样子只能唯一匹配数组为["apple", "banana","orange"] 的文档，而且查询数组条件还要保证相同的元素顺序。
   --可以使用 key.index 查询数组特定位置的元素。db.food.find({"fruit.2" : "peach"})

$size（匹配数组）
    --db.food.find({"fruit" : {"$size" : 3}})
    --匹配数组长度为3的文档

$slice（匹配数组）
  --$slice 用在find的第二个参数，用来查找某个键匹配的数组元素的一个子集。
  --使用"$slice"时将返回文档中的所有键。
  --db.blog.findOne({},{comments:{"$slice":2}}) 返回 结果文档中comments数组的前两个子集
  --db.blog.findOne({},{comments:{"$slice":[23,10]}}) 返回 结果文档中comments数组的 24-33 子集,不够则全返回。
  --db.blog.findOne({},{comments:{"$slice":-1}}) 返回 结果文档中comments数组的最后一个子集

$elemMatch（匹配数组）
  --查询匹配有两种。数组匹配和非数组匹配。非数组匹配必须键的值满足每一条查询条件才行。数组匹配只要键的数组元素分别满足查询条件即可。比如：

-- $elemMatch 可以让数组的元素分别要满足查询条件，但是 $elemMatch 不会匹配非数组元素！！

-- db.test.find({"x" : {"$elemMatch" : {"$gt" : 10, "$lt" : 20}})

4、其他 $exists 、$mod

$exists
   --查询某个键时候存在
  -- db.userInfo.find({sex:{$exists:true}}) 返回键名含有sex的文档
  -- db.userInfo.find({sex:{$exists:false}}) 返回键名不含有sex的文档

$mod
  --$mod会将查询的值除以第一个给定值，若余数等于第二个给定值则匹配成功
  -- db.userInfo.find({id : {"$mod" : [5, 1]}}

四、查询将会返回一个数据库游标，游标只会在你需要时才将需要的文档批量返回

数据库使用游标返回find的执行结果。客户端对游标的实现通常能够对最终结果进行有效的控制。可以限制结果的数量，略过部分结果，根据任意键按任意顺序的组合对结果进行各种排序，或者是执行其他一些强大的操作。

var cursor = db.driverLocation.find();
while (cursor.hasNext()){
     var object = cursor.next();
     print(object.type);
    }

游标类还实现了JavaScript的迭代器接口，所以可以在forEach循环中使用：

var cursor = db.driverLocation.find();
cursor.forEach(function(x){
    print(x.type);
    });    

调用find时，shell并不立即查询数据库，而是等待真正开始要求获得结果时才发送查询，这样在执行之前可以给查询附加额外的选项。几乎游标对象的每个方法都返回游标本身，这样就可以按任意顺序组成方法链。例如，下面几种表达是等价的：

> 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});

此时，查询还没有真正执行，所有这些函数都只是构造查询。当执行 cursor.hasNext() 的时候，查询才真正被执行。这时，查询被发往服务器。shell立刻获取前100个结果或者前4 MB数据（两者之中较小者），这样下次调用next或者hasNext时就不必再次连接服务器取结果了。客户端用光了第一组结果，shell会再一次联系数据库，使用getMore请求提取更多的结果。getMore请求包含一个查询标识符，向数据库询问是否还有更多的结果，如果有，则返回下一批结果。这个过程会一直持续到游标耗尽或者结果全部返回。

游标的生命周期：首先，游标完成匹配结果的迭代时，它会清除自身。另外，如果客户端的游标已经不在作用域内了，驱动程序会向服务器发送一条特别的消息，让其销毁游标。最后，即便用户没有迭代完所有结果，并且游标也还在作用域中，如果一个游标在10分钟内没有使用的话，数据库游标也会自动销毁。

五、还有很多针对游标执行的元操作，包括忽略一定数量的结果，或者限定返回结果的数量，以及对结果排序。

MongoDB处理不同类型的数据是有一定顺序的。有时一个键的值可能是多种类型的，例如，整型和布尔型，或者字符串和 null。如果对这种混合类型的键排序，其排序顺序是预先定义好的。优先级从小到大，其顺序如下：

1. 最小值；
2. null；
3. 数字（整型、
4. 字符串；
5. 对象/文档；
6. 数组；
7. 二进制数据
8. 对象ID；
9. 布尔型；
10. 日期型；
11. 时间戳；
12. 正则表达式
13. 最大值 。

不用 skip 进行分页

如前文提到的，一般分页我们用 db.userInfo.find().limit(pageSize).skip(第n页 * pageSize) 来实现。但是我们注意到，如果数据量大的话，我们总是先取出前 n*pageSize 的条数然后再舍弃掉，显得很不合算。为此，《MongoDB权威指南》向我们介绍了一种方式：利用时间进行排序，拿到前一页的最后时间，取出时间大于上一页最后时间的 pageSize 条记录，如下：

var latest = null;
//显示第一页
var page1 = db.foo.find().sort({"date" : -1}).limit(100)
while (page1.hasNext()) {
latest = page1.next();
display(latest);
}
// 获取下一页
var page2 = db.foo.find({"date" : {"$gt" : latest.date}});
page2.sort({"date" : -1}).limit(100);

但是，我发现这样写还是会存在很多问题，比如说：

1、跟上一页最后一个文档的时间一样的文档如果有多个呢？那这样不是会导致一些文档被漏掉了吗？

2、上一页、下一页或许可以解决。那么如果用户点击第四页、第五页呢？

获取一致结果

数据处理通常的做法是先将数据从数据库中取出来，做一些变换以后，再保存回数据库。但是，MongoDB这边有个机制就是，如果拿出来处理的数据处理后导致体积比原先大很多，会导致数据放不回原来的位置，而把这个数据挪至集合的末尾处。从而引发的隐患就是：分页查询到最后一页的时候，又取到了原来的数据。

应对这个问题的方法就是对查询进行快照（snapshot）。如果使用了这个选项，查询就在"_id"索引上遍历执行，这样可以保证每个文档只被返回一次。

db.foo.find().snapshot()
    快照会使查询变慢，所以应该只在必要时使用快照。例如，mongodump默认在快照上使用查询。