MongoDB 是一个基于分布式文件存储的数据库。由 C++ 语言编写。旨在为 WEB 应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。

1.前言

自从前后端分离后就一直有争辩，前后端分离的界限在哪里，前端仅仅是写页面吗？需要学习服务器数据库等后端的知识吗？

我认为是非常有必要的，假如就笼统以浏览器和服务器区分前后端，如何解释浏览器的 indexedDB 的存在。存在就是合理的，了解越多可以走得越远。

公司最近有 mongo 聚合的需求，我瞬间有了极大的兴趣，这篇文章是 mongo 的学习和解决问题笔记。

2.环境

环境安装与本篇文章的关系不大，但提供几个渠道：

3.介绍

在城市中有几所学校（db），我们来查看下城市中的学校都有哪些

然后需要指定学校，作用是可以操作该学校（mongo默认指向test）

4.插入

学校（test）到了期末考试，成绩如下：

姓名	性别	语文	数学	英语	参加考试时间
小一	男生	90	90	90	2019年6月10号
小二	女生	80	80	80	2019年6月10号
小三	女生	70	70	70	2019年6月10号
小四	女生	60	60	60	2019年6月12号

成绩出来后老师把分数录入成绩系统。

// 插入的方法：insertOne插入一条数据
db.student.insertOne({ 
  name: "小一", 
  sex: '男生', 
  chinese: '90', 
  math: '90', 
  english: '90', 
  createdAt: new Date('2016-06-09T16:00:00Z')
})

注意：new Date('2016-06-09T16:00:00Z')是世界标准时间，mongo记录的也是世界标准时间。中国在东八区，时间加8小时，换算过来刚好是2019年6月10号。

老师觉得一个个添加太烦了，所以一次性添加：

// // 插入的方法：insertMany 插入一条数据
db.student.insertMany([
  { name: "小二", sex: '女生', chinese: '80', math: '80', english: '80', createdAt: new Date('2016-06-09T16:00:00Z')},
  { name: "小三", sex: '女生', chinese: '70', math: '70', english: '70', createdAt: new Date('2016-06-09T16:00:00Z')},
  { name: "小四", sex: '女生', chinese: '60', math: '60', english: '60', createdAt: new Date('2016-06-11T16:00:00Z')}
])

学校（db）：数据库，mongo可以容纳多个数据库，默认使用test；

学生集合（student）：集合，可以理解为集合所有学生的班级；

学生信息（data）：文档，可以理解为单个学生信息。

5.修改

老师突然发现，小三其实是女装大佬，老师被骗恼羞成怒，于是修改其性别。

// 更新方法：updateOne
db.student.updateOne(
  { name: '小三' },
  { $set: { sex: '女装大佬' }}
)

其中 $set 是更新操作符，告诉 mongo 需要对符合的数据进行什么操作。用法差不多，列举部分如下（更多更新操作符）：

$currentDate：设置时间；

$inc：按指定的数量增加字段的值；

$min：仅当指定的值小于现有字段值时才更新字段；

$max：仅当指定的值大于现有字段值时才更新字段；

$mul：将字段的值乘以指定的量；

$rename：重命名字段；

$set：设置文档中字段的值；

$setOnInsert：如果更新导致文档插入，则设置字段的值。对修改现有文档的更新操作没有影响；

$unset：从文档中删除指定的字段。

6.查找

三个学生都努力学习，经过期末考试完后，小一自信可以拿第一，于是小一去查自己的成绩。

// 查询方法：find
// pretty方法可以让数据更好看
db.student.find({name: '小一'}).pretty()

然后再查小二和小三的成绩。他突然发现小三是女装大佬的事实，震惊！

// 查询方法：find
db.student.find({$or: [{name: '小二'}, {name: '小三'}]}).pretty()

其中 $or 是查询操作符，告诉 mongo 需要对符合的数据进行什么操作。用法差不多，列举部分如下（更多查询操作符）：

$eq：匹配等于指定值的值；

$gt：匹配大于指定值的值；

$lt：匹配小于指定值的值；

$and：列举条件都匹配；

$not：列举条件都不匹配；

$or：列举条件匹配其中一个。

7.删除

小一内心纠结，最后把这事告诉小三。小三觉得无颜面对同学和老师，决定退学。老师把小三的信息从教务系统删除。

// 删除方法：deleteOne
db.student.deleteOne({name: '小三'})

8.循环

期末老师做工作总结，发现成绩录入成字符串，应该是数字类型才对，所以操作循环更改。

// 遍历方法：forEach
db.student.find().forEach(function(doc) {
  doc.chinese = NumberInt(doc.chinese);
  doc.math = NumberInt(doc.math);
  doc.english = NumberInt(doc.english);
  db.student.save(doc);
})

数字类型：NumberInt强制转化为数字类型。

9.聚合

期末老师需要把班级的语文、数学、英语的平均分计算出来。

9.1 aggregate

// 聚合方法：aggregate
// 而$chinese、$math和$english只是代表文档字段。
db.student.aggregate([
  {
    $group: {
      _id: null,
      sumChinese: { $sum: '$chinese' },
      avgChinese: { $avg: '$chinese' },
      sumMath: { $sum: '$math' },
      avgMath: { $avg: '$math' },
      sumEnglish: { $sum: '$english' },
      avgEnglish: { $avg: '$english' },
    }
  }
]).pretty()

$group是分组操作符，根据_id来进行分组，如果传null就是不分组，选择所有的数据。其中 $sum 和 $avg 是聚合操作符，告诉 mongo 需要对符合的数据进行什么操作。用法差不多，列举部分如下（更多聚合操作符）：

$sum：返回每个组的总和（忽略非数字值）；

$avg：返回每个组的平均值（忽略非数字值）；

$max：返回每个组的最高表达式值；

$min：返回每个组的最低表达式值；

$gte：如果给定的值大于等于，返回true，否则返回false；

$lte：如果给定的值小于等于，返回true，否则返回false；

$add：添加数字以返回总和，或添加数字和日期以返回新日期；

$year：以数字（例如2014）返回日期的年份；

$month：以1（1月）到12（12月）之间的数字返回日期的月份；

$dayOfMonth：以1到31之间的数字返回日期的月中某天。

老师发现上面的计算方式是计算所有的学生的成绩，而这次只需要计算2019年6月10号考试成绩，修改如下：

db.student.aggregate([
  {
    $match: {
      createdAt: {
        $gte: new Date('2016-06-09T16:00:00Z'),
        $lte: new Date('2016-06-10T16:00:00Z')
      }
    },
  },
  {
    $project: {
      name: 1,
      sex: 1,
      chinese: 1,
      math: 1,
      english: 1,
      time: {$add: ['$createdAt', 8 * 60 * 60 * 1000]}
    }
  },
  {
    $group: {
      _id: {
        year: {'$year': '$time'},
        month: {'$month': '$time'},
        day: {'$dayOfMonth': '$time'},
      },
      sumChinese: { $sum: '$chinese' },
      avgChinese: { $avg: '$chinese' },
      sumMath: { $sum: '$math' },
      avgMath: { $avg: '$math' },
      sumEnglish: { $sum: '$english' },
      avgEnglish: { $avg: '$english' },
    }
  }
]).pretty()

time 字段用来显示中国真实时间，它的值是 createedAt 的值再加8个小时。因为 mongo 默认存储世界标准时间，中国在东八区，需要加8个小时才能正确显示中国时间。

$match ：筛选操作符，顾名思义只有满足条件的数据才继续传递下去；

$project ：修改返回数据结构的操作符，1表示显示，不写或者0则不显示。（aggregate 聚合方法接受数组参数，因为有管道概念，简单说前面命令执行完的结果作为后面命令的参数，像jquery的点连接符。）

9.2 MapReduce

除了使用聚合方法，还可以使用 MapReduce 方法来计算。

Map-Reduce 是一种计算模型，简单的说就是将大批量的工作（数据）分解（MAP）执行，然后再将结果合并成最终结果（REDUCE）。MongoDB提供的Map-Reduce非常灵活，对于大规模数据分析也相当实用。

db.student.mapReduce(
  function(){
    emit(null, this);
  }, 
  function(key, values){
    var reducedVal = {
      sumChinese: 0,
      avgChinese: 0,
      sumMath: 0,
      avgMath: 0,
      sumEnglish: 0,
      avgEnglish: 0
    };
    
    for (var i = 0; i < values.length; i++) {
      reducedVal.sumChinese += values[i].chinese;
      reducedVal.sumMath += values[i].math;
      reducedVal.sumEnglish += values[i].english;
    }
    
    reducedVal.avgChinese = reducedVal.sumChinese / values.length;
    reducedVal.avgMath = reducedVal.sumMath / values.length;
    reducedVal.avgEnglish = reducedVal.sumEnglish / values.length;
    
    return reducedVal;
  }, 
  {
    query: {createdAt: {$gte: new Date('2016-06-09T16:00:00Z'), $lte: new Date('2016-06-10T16:00:00Z')}}, 
    out: 'sum'
  }
).find().pretty()

上面 mongo 语句的意思是：

根据 query 筛选出合适的数据（相当于聚合 aggregate 的 $match ），交给 map 函数（mapReduce接受的第一个参数）；
map 函数调用 emit 函数遍历所有筛选数据，传递的第一个参数表示分组，我们不需要分组就传递 null，第二个参数是对应的数据，我们把完整数据传递下去给给 reduce 函数（mapReduce接受的第二个参数）；
reduce 函数接收 map 传递的 key 和 values 值（就是对应上面的 emit(null, this)），我们只需要按自己的需求遍历组装，返回组装好的数据就可以了。

10.总结

mongo 很好玩，本篇文章只是记录功能开发中运用 mongo的一些场景，而且 mongo 的内容远远不止本篇文章写的这么一点点范围，有兴趣可以查阅官方文档。