導讀 一條事務由、開始事務、執行事務(增刪改查操作)、提交事務或回滾,三個步驟組成。 級別:讀未提交 其他事務修改欄位後 - 提交事務前,此期間,當前事務能讀到,該欄位修改後未提交的值 ,所以叫讀未提交,由此會產生臟讀問題。 問題:臟讀 1.A欄位 值為 1 2.事務A 修改 A欄位 為 2 3.事 ...
前言和官方文檔
前言:
MongoDB中涉及到數組欄位的查詢和更新很常用,抽空把自己開發工作中常遇到的場景拿出來並結合官方文檔小結一下。
有說的不對的地方,歡迎指出交流探討,也希望這篇筆記能夠幫到你。
可以轉載,但請註明出處。
之前自己寫的SpringBoot整合MongoDB的聚合查詢操作,感興趣的可以點擊查閱。
https://www.cnblogs.com/zaoyu/p/springboot-mongodb.html
官方文檔:
$elemMatch: https://www.mongodb.com/docs/manual/reference/operator/query/elemMatch/
$update: https://www.mongodb.com/docs/manual/reference/operator/update/positional/#mongodb-update-up.-
測試環境: MongoDB 5.0.9
一、Array(數組)相關的Query(查詢)
官方定義和語法格式
數組的查詢多數情況結合$elemMatch操作符一起查詢,也可以不使用。 下麵分別是兩種情況的演示說明。
1.1 是直接查詢,不使用$elemMatch, 1.2是帶$elemMatch的查詢。
具體語法格式見1.1 和1.2開頭。
1.1 直接查詢 (普通的find)
就是直接 db.collection.find({queryExpression})
以官方提供的Demo來說明
// 1. 插入多條數據 db.inventory.insertMany([ { item: "journal", qty: 25, tags: ["blank", "red"], dim_cm: [ 14, 21 ] }, { item: "notebook", qty: 50, tags: ["red", "blank"], dim_cm: [ 14, 21 ] }, { item: "paper", qty: 100, tags: ["red", "blank", "plain"], dim_cm: [ 14, 21 ] }, { item: "planner", qty: 75, tags: ["blank", "red"], dim_cm: [ 22.85, 30 ] }, { item: "postcard", qty: 45, tags: ["blue"], dim_cm: [ 10, 15.25 ] } ]);
// 2.1 數組元素完全匹配查詢(值、值的個數、順序,都要完全一致才返回)。 // 這個語句就是查找tags數組下只且只有red/blank兩個值的元素,且順序要為red、blank。 db.inventory.find( { tags: ["red", "blank"] } ) // 結果可見下圖
// 2.2 數組元素部分匹配查詢(只要數組元素中的值,部分值匹配要查詢的條件,就可以返回,無關順序), 要使用 $all 操作符 // 這個語句意思是說,查找tags數組中,只要元素值裡面有red和blank(註意,是多個條件同時存在),就返回,無關順序。 db.inventory.find( { tags: { $all: ["red", "blank"] } } ) // 結果可見下圖
// 2.3 數組元素單個值匹配和範圍查找 // 比如查找元素中包含某個值的文檔,或者元素中存在位於查找範圍區間的值的文檔。 // 2.3.1 這個是查找元素中存在red值的文檔,註意,這裡不像上面的完全匹配或者部分匹配時使用中括弧,而是直接把值帶進去。 db.inventory.find( { tags: "red" } ) // 2.3.2 這個是查找數組元素中存在符合區間範圍的值的元素(類似部分匹配),一般會傳入$gt/$lt/$gte/$lte/$ne/$eq之類的匹配範圍操作符 // 這裡是查找 dim_cm數組中,存在大於25的值的元素。 db.inventory.find( { dim_cm: { $gt: 25 } } ) 2.3.1和2.3.2結果見下圖 當然也可以使用多條件匹配查詢,就是下文要講到的$elemMatch查詢。 大概格式和說明如下,比如 db.inventory.find( { dim_cm: { $elemMatch: { $gt: 22, $lt: 30 } } } ) 說明要查找dim_cm中存在元素值大於22小於30的文檔。 具體看下文。
// 2.1的查詢結果
// 2.2的查詢結果
// 2.3.1 的查詢結果
// 2.3.2 的查詢結果
以上就是基本的數組查詢,如果涉及到嵌套數組(就是數組裡面嵌套著對象),無非是在查詢條件那裡使用對象形式或者多層級欄位來查詢。
比如存在這樣的數據:{ item: "journal", instock: [ { warehouse: "A", qty: 5 }, { warehouse: "C", qty: 15 } ] } .... 這裡為了省事,就列一個。
instock數組欄位存儲著對象
// 示例查詢語句,意思是說查詢instock數組中的元素存在等於 { warehouse: "A", qty: 5 } 的文檔。 db.inventory.find( { "instock": { warehouse: "A", qty: 5 } } ) // 意思是說查詢instock數組中元素對象中的qty 存在大於等於20的文檔。 db.inventory.find( { 'instock.qty': { $lte: 20 } } )
官方的說明、Demo地址: https://www.mongodb.com/docs/manual/tutorial/query-array-of-documents/
1.2 使用$elemMatch操作符查詢,本文側重該方式。
官方說明:The $elemMatch
operator matches documents that contain an array field with at least one element that matches all the specified query criteria.
就是說$elemMatch是用來查詢數組欄位的,如果數組欄位中有至少1個元素匹配查詢規則,則查詢出來這個數組。
// 官方標準語法 { <field>: { $elemMatch: { <query1>, <query2>, ... } } } // field是數組欄位名,在$elemMatch中傳入查詢條件,可多個,用逗號隔開。
舉例說明
// 先插入數據 db.scores.insertMany( [ { _id: 1, results: [ 82, 85, 88 ] }, { _id: 2, results: [ 75, 88, 89 ] } ] ) // 來個最基本的$elemMatch使用演示 // 語句說明,查找 results數組中存在大於等於80且小於85的元素的文檔。(只要元素中有一個匹配,那麼這個元素所在的數組的文檔就會返回) db.scores.find( { results: { $elemMatch: { $gte: 80, $lt: 85 } } } ) // 返回結果, { "_id" : 1, "results" : [ 82, 85, 88 ] } // 說明: _id=2的數據,沒有任何一個元素值在80~85之間,所以不返回。
上面是簡單的數組結構的查詢。
下麵演示下元素為對象的數據的查詢。
// 1. 插入數據 db.survey.insertMany( [ { "_id": 1, "results": [ { "product": "abc", "score": 10 }, { "product": "xyz", "score": 5 } ] }, { "_id": 2, "results": [ { "product": "abc", "score": 8 }, { "product": "xyz", "score": 7 } ] }, { "_id": 3, "results": [ { "product": "abc", "score": 7 }, { "product": "xyz", "score": 8 } ] }, { "_id": 4, "results": [ { "product": "abc", "score": 7 }, { "product": "def", "score": 8 } ] } ] ) // 查詢演示, 這裡是查詢results中元素含有 { product: "xyz", score: { $gte: 8 } --- 也就是product = xyz, score ≥ 8的元素。 只要數組中含有匹配的元素,該數組所在的文檔返回。 db.survey.find( { results: { $elemMatch: { product: "xyz", score: { $gte: 8 } } } } ) // 查詢結果 --- 可以看到 product = xyz, score≥8,所以這條 id=3的文檔被返回。 { "_id" : 3, "results" : [ { "product" : "abc", "score" : 7 }, { "product" : "xyz", "score" : 8 } ] } // 補充,只要數組中的元素有至少一個匹配查詢規則($elemMatch中的條件),那麼該數組所在的文檔就返回,不管數組中其他的元素怎樣。
帶$elemMatch和不帶的查詢對比
// 不帶$elemMatch 查找results.product不等於xyz的文檔,是要全部元素做匹配,如果有一個元素不匹配,那條數據所在的文檔就不返回。 db.survey.find( { "results.product": { $ne: "xyz" } } ) // 返回結果 { "_id" : 4, "results" : [ { "product" : "abc", "score" : 7 }, { "product" : "def", "score" : 8 } ] } // 帶$elemMatch db.survey.find( { "results": { $elemMatch: { product: { $ne: "xyz" } } } } ) // 返回結果,說明,因為是要查找數組results中存在元素product != xyz的文檔,只要有一個元素的product != xyz,那麼這個元素所在的數組的文檔就會返回。 下麵 id=1\2\3的第一個元素都為abc, != xyz, 所以返回,哪怕第二個元素的product == xyz。 { "_id" : 1, "results" : [ { "product" : "abc", "score" : 10 }, { "product" : "xyz", "score" : 5 } ] } { "_id" : 2, "results" : [ { "product" : "abc", "score" : 8 }, { "product" : "xyz", "score" : 7 } ] } { "_id" : 3, "results" : [ { "product" : "abc", "score" : 7 }, { "product" : "xyz", "score" : 8 } ] } { "_id" : 4, "results" : [ { "product" : "abc", "score" : 7 }, { "product" : "def", "score" : 8 } ] }
可以看到對於數組的查詢,帶$elemMatch和不帶,區別很大。 通常情況下,一般會用$elemMatch,但有時候也會視實際需求來選擇。
看完瞭如何查詢,現在可以進入第二步——如何更新,因為update()裡面有兩個主要參數,一個是query, 一個是set。
db.collection.updateOne(<filter>, <update>, <options>) filter就是query語句, update就是set語句,還有一個參數配置。
二、Array(數組)相關的Update(更新)
1. 官方定義和語法格式
// 官方標準語法定義 db.collection.update( <query>, // 要更新的文檔的查詢語句 <update>, // 要更新的內容 { upsert: <boolean>, // 可選,true時開啟,存在則更新,否則新增,預設為False。 multi: <boolean>, // 可選, true時開啟,批量更新符合條件的文檔,否則只更新第一條符合條件的文檔,預設false。 writeConcern: <document>, // 可選,寫入策略。比如writeConcern:{w:1}, w:1 是預設的writeConcern,表示數據寫入到Primary就向客戶端發送確認。 這個一般可以先不管,除非有需要再去專門看,否則不帶此參數。 collation: <document>, // 可選,根據不同的語言定製排序規則,比如{collation: {locale: "zh"}} 代表文檔處理時,按照中文拼音排序規則來排序處理。 預設情況下,是按照欄位值的普通的二機制字元串來排序。 可以先忽略。 arrayFilters: [ <filterdocument1>, ... ], // 可選,這個對於數組欄位的更新很有用,尤其是只需要更新數組中的符合條件的個別元素。 等下下文會有使用演示。 hint: <document|string>, // 可選, 4.2 版本後新增的東西 強制某個欄位使用索引。 儘管mongodb會自動優化處理,但為了避免某個欄位沒有使用索引,可以強制指定。 let: <document> // 可選, 5.0 版本後新增的東西 一個變數定義選項,可以讓命令的可讀性得到提升, } ) // 上面的let 選項,如下是一個簡易示例。 假設有這幾條數據 db.cakeFlavors.insertMany( [ { _id: 1, flavor: "chocolate" }, { _id: 2, flavor: "strawberry" }, { _id: 3, flavor: "cherry" } ] ) // 執行下述語句,用了let 分別定義了 targetFlavor變數,值為cherry, newFlavor變數,值為 orange。 在前面的 query/update 中,對應的匹配值和新的set的值,是用了let中定義的變數名來占位。 db.cakeFlavors.update( { $expr: { $eq: [ "$flavor", "$$targetFlavor" ] } }, [ { $set: { flavor: "$$newFlavor" } } ], { let : { targetFlavor: "cherry", newFlavor: "orange" } } ) 上面的意思就是查找flalvor等於targetFlavor(let中定義的變數)的值(也就是cherry)的文檔,然後把flavor的值更新成 newFlavor(let中定義的變數)的值(即 orange)。
除了上面標準語法,還有updateOne--更新符合條件的第一條;updateMany--更新多條,replaceOne--替換符合條件的一條。 參數和上面的一樣,不贅述。
- db.collection.updateOne(<filter>, <update>, <options>)
- db.collection.updateMany(<filter>, <update>, <options>)
- db.collection.replaceOne(<filter>, <update>, <options>)
2. 數組更新操作符(Array Update Operators)
要正確、熟悉地實現針對數組的更新,需要瞭解學習以下幾個數組更新操作符。
- $ 占位符,只更新符合條件的文檔的數組欄位中的第一個匹配的元素。 下文有demo。
- $[] 占位符,和$的區別是更新符合條件的文檔的數組欄位中的所有元素。
- $[<identifier>] 也是占位符,但是只更新符合條件的文檔的數組中的指定元素(符合某個條件)。 要和update中的第三個參數中的可選項 arrayFilters配合使用。
- $addToSet,添加元素到一個數組,確保不重覆(set)。如果數組中沒有一模一樣的元素,可以插入,如果有,則無法插入。
- $pop 刪除數組第一個或者最後一個元素。
- $pull 刪除數組中所有符合指定條件的元素。
- $push 添加一個元素到數組中。
- $pullAll 刪除數組中的所有元素。
3. 舉例
基於上述的數組欄位的查詢,以及update語法,我們可以開始做基於數組的更新操作演示了。非數組欄位的更新,請讀者自行找官方文檔參考學習,此處不贅述。
3.1 $ 占位符
用於只更新符合條件的文檔中的第一個匹配的元素。
// 讓我們先插入一些數據 db.students.insertMany( [ { "_id" : 1, "grades" : [ 85, 80, 80 ] }, { "_id" : 2, "grades" : [ 88, 90, 92 ] }, { "_id" : 3, "grades" : [ 85, 100, 90 ] } ] ) // 註意,這裡用的updateOne,只更新一條。 // 查找_id=1, grades數組中有80的文檔。把grades中第一個匹配的元素(就是值為80)替換成 82 db.students.updateOne( { _id: 1, grades: 80 }, { $set: { "grades.$" : 82 } } ) // 更新完畢後,可以看到id=1的數據中的grades,第一個80變成82了,後面的80沒變。 這就是$,代表占位匹配的第一個元素位置(不是數組的第一個元素)。 { "_id" : 1, "grades" : [ 85, 82, 80 ] } { "_id" : 2, "grades" : [ 88, 90, 92 ] } { "_id" : 3, "grades" : [ 85, 100, 90 ] } // 有人說,如果我要更新所有grades含有 90的數組的第一個匹配元素呢?請看下麵語句。 // 使用update,開啟批量更新( {multi:true})。 查找grades存在90的文檔,並把每個文檔中的第一個90替換成82. db.students.update( { grades: 90 }, { $set: { "grades.$" : 82 } }, {multi:true} ) // 執行後的結果 { "_id" : 1, "grades" : [ 85, 82, 80 ] } { "_id" : 2, "grades" : [ 88, 82, 92 ] } { "_id" : 3, "grades" : [ 85, 100, 82] }
上面是比較簡單的普通數組,如果數組存儲的是對象呢? 同理的,看代碼
// 先執行一下把Students的數據清空 db.students.remove({}) // 插入帶對象的數組數據 db.students.insertMany( [ {"_id" : 4, "grades" : [ { "grade" : 80, "mean" : 75, "std" : 8 }, { "grade" : 85, "mean" : 90, "std" : 6 }, { "grade" : 85, "mean" : 85, "std" : 8 } ] }, { "_id": 5, "grades": [ { "grade": 80, "mean": 75, "std": 8 }, { "grade": 85, "mean": 90, "std": 5 }, { "grade": 90, "mean": 85, "std": 3 } ] } ]) // 執行updateOne db.students.updateOne( { _id: 4, "grades.grade": 85 }, { $set: { "grades.$.std" : 10 } } )
可以看到,成功更新1條。
查看結果如下圖。 對象數組的操作也一樣的。 只更新第一個匹配的元素。
上面的例子,沒有使用$elemMatch作為匹配查詢條件,你要用也可以。 自己嘗試。
3.2 $[] 占位符
和$的區別是更新符合條件的文檔的數組欄位中的所有元素。
// 還是一樣,先清空下數據 db.students.remove({}) // 插入演示數據 db.students.insertMany( [ { "_id" : 1, "grades" : [ { "grade" : 80, "mean" : 75, "std" : 8 }, { "grade" : 85, "mean" : 90, "std" : 6 }, { "grade" : 85, "mean" : 85, "std" : 8 } ] }, { "_id" : 2, "grades" : [ { "grade" : 90, "mean" : 75, "std" : 8 }, { "grade" : 87, "mean" : 90, "std" : 5 }, { "grade" : 85, "mean" : 85, "std" : 6 } ] } ] ) // 更新所有grades數組中含有grade大於80的文檔,使用grades.$[].std表示更新每個匹配文檔中的所有元素的std欄位值。 這裡是統一改成10。 db.students.updateMany( {"grades":{$elemMatch:{"grade": {$gt:80}}}}, { $set: { "grades.$[].std" : 10 } }, ) 結果看下圖
假如你要處理的數組欄位不是一個對象,只是字元串或者數字,$[]後面不需要接下級欄位。 如下參考代碼。
db.students.updateMany( {"grades":{$elemMatch:{"grade": {$gt:80}}}}, { $set: { "grades.$[]" : "隨便你寫個值" } }, // 這裡grades 假設是一個字元串數組。 )
寫到這裡,我們已經分別用$、$[] 實現對第一個匹配的元素、符合條件的所有文檔下的所有元素做更新。
有讀者可能會問,那麼我想只更新文檔下的部分元素呢?比如我只想把數組中的grade大於等於87的元素的std換成 22呢?
好問題,對於這種需求,要使用第三種占位符 $[<identifier>]。
3.3 $[<identifier>]
註意:$[<identifier>] 通常情況下是要和 arrayFilters 一起使用的。語法格式如下
db.collection.updateMany( { <query conditions> }, // 查詢條件 { <update operator>: { "<array>.$[<identifier>]" : value } }, // 更新內容 { arrayFilters: [ { <identifier>: <condition> } ] } // 數組過濾條件 )
請看代碼。
// 先清空下數據 db.students.remove({}) // 插入數據 db.students.insertMany( [ { "_id" : 1, "grades" : [ 95, 92, 90 ] }, { "_id" : 2, "grades" : [ 98, 100, 102 ] }, { "_id" : 3, "grades" : [ 95, 110, 100 ] } ] ) // 使用$[<identifier>] 更新 // 查詢所有,把grades中≥100的值全部換成333。 db.students.updateMany( { }, { $set: { "grades.$[element]" : 333 } }, { arrayFilters: [ { "element": { $gte: 100 } } ] } ) 註意: identifier的名稱可以是任意,但是$set和arrayFilters中的名稱要一致。 執行後的數據結果如下。
可以看到,上面只更新了匹配的文檔中的符合arrayFilters條件的元素。
有人又問,你這是一個簡單的數組,可以演示下對象數組嗎? 可以,看代碼。
// 還是先清空數據 db.students.remove({}) // 插入數據 db.students.insertMany( [ { "_id" : 1, "grades" : [ { "grade" : 80, "mean" : 75, "std" : 5 }, { "grade" : 85, "mean" : 100, "std" : 4 }, { "grade" : 85, "mean" : 100, "std" : 5 } ] }, { "_id" : 2, "grades" : [ { "grade" : 90, "mean" : 100, "std" : 5 }, { "grade" : 87, "mean" : 100, "std" : 3 }, { "grade" : 85, "mean" : 100, "std" : 4 } ] } ] ) // 查詢所有,把所有grades中的grade ≥ 85的元素中的mean更新為111 db.students.updateMany( { }, { $set: { "grades.$[elem].mean" : 111 } }, { arrayFilters: [ { "elem.grade": { $gte: 85 } } ] } ) 註意: arrayFilters的elem要和set中的$[elem]中的elem一致。 是一個標識符。 可以任意,但要一致。 執行後結果如下圖
講到這裡,對於數組欄位中的元素編輯基本上可以滿足開發需求,再小結下。
- $ : 更新文檔中匹配的第一個元素
- $[] : 更新文檔中所有元素
- $[<identifier>] : 條件更新
除了上面3個占位符,mongodb 數組中的更新還有幾個操作符($addToSet, $pop, $pull, $push, $pullAll),下麵逐一介紹。
$addToSet
AddToSet
// 語法格式:
{ $addToSet: { <field1>: <value1>, ... } } // 欄位名:值
// 插入一條演示數據 db.inventory.insertOne( { _id: 1, item: "polarizing_filter", tags: [ "electronics", "camera" ] } ) // 使用addToSet 添加一個元素到Tags中。 db.inventory.updateOne( { _id: 1 }, { $addToSet: { tags: "accessories" } } )
可以看到 accessories 作為元素追加到了tags數組中
當要插入的元素已經存在,可以看到modified是0,也就是沒更新。
$pop
// 作用,刪除數組中的第一個或者最後一個元素。
// 語法格式 { $pop: { <field>: <-1 | 1>, ... } } 其中 -1, 1 分別代表數組的第一個元素和最後一個元素 // 插入數據 db.students.insertOne( { _id: 1, scores: [ 8, 9, 10 ] } ) // 刪除scores數組的第一個元素(-1) db.students.updateOne( { _id: 1 }, { $pop: { scores: -1 } } ) // 再次查看 結果如下 { _id: 1, scores: [ 9, 10 ] } 可以看到第一個元素 8 已經被刪掉。
$push
// 作用: 把一個元素加入到數組中。
// 語法
{ $push: { <field1>: <value1>, ... } }
// 插入數據
db.students.insertMany( [
{ _id: 2, scores: [ 45, 78, 38, 80, 89 ] } ,
{ _id: 3, scores: [ 46, 78, 38, 80, 89 ] } ,
{ _id: 4, scores: [ 47, 78, 38, 80, 89 ] }
] )
// 批量更新,對每個文檔都往scores中追加一個元素 95.
db.students.updateMany(
{ },
{ $push: { scores: 95 } }
)
// 再次查詢 結果
[
{ _id: 1, scores: [ 44, 78, 38, 80, 89, 95 ] },
{ _id: 2, scores: [ 45, 78, 38, 80, 89, 95 ] },
{ _id: 3, scores: [ 46, 78, 38, 80, 89, 95 ] },
{ _id: 4, scores: [ 47, 78, 38, 80, 89, 95 ] }
]
$pull
// 作用:刪除數組中的指定元素(通過查詢條件),
// 註意和 $pullAll的區別, pullAll是刪除所有指定值元素, pull是傳入查詢條件,刪除符合條件的元素。
// 語法格式 { $pull: { <field1>: <value|condition>, <field2>: <value|condition>, ... } } // 插入數據 db.stores.insertMany( [ { _id: 1, fruits: [ "apples", "pears", "oranges", "grapes", "bananas" ], vegetables: [ "carrots", "celery", "squash", "carrots" ] }, { _id: 2, fruits: [ "plums", "kiwis", "oranges", "bananas", "apples" ], vegetables: [ "broccoli", "zucchini", "carrots", "onions" ] } ] ) // 刪掉fruits中所有apples, oranges元素,刪掉vegatables中所有carrots元素。 db.stores.updateMany( { }, { $pull: { fruits: { $in: [ "apples", "oranges" ] }, vegetables: "carrots" } } ) // 執行後結果 { _id: 1, fruits: [ 'pears', 'grapes', 'bananas' ], vegetables: [ 'celery', 'squash' ] }, { _id: 2, fruits: [ 'plums', 'kiwis', 'bananas' ], vegetables: [ 'broccoli', 'zucchini', 'onions' ] }
$pullAll
請註意和$pull的區別
// 作用,傳入指定值,刪除數組中元素為指定值的所有元素,和$pull的區別是,pull是依賴於傳入的查詢條件,刪除匹配查詢條件的元素。 // 語法格式 { $pullAll: { <field1>: [ <value1>, <value2> ... ], ... } } // 插入數據 db.survey.insertOne( { _id: 1, scores: [ 0, 2, 5, 5, 1, 0 ] } ) // 執行 db.survey.updateOne( { _id: 1 }, { $pullAll: { scores: [ 0, 5 ] } } ) // 刪除 0,5的元素,再次查詢,結果如下 { "_id" : 1, "scores" : [ 2, 1 ] }
希望這篇文章能幫到大家,有錯漏之處,歡迎指正。
完。