本文總結了MongoDB 4.X在mongo shell客戶端涉及的對文檔一些基本的增刪改查操作，即CRUD操作。主要結合了自己平時使用MongoDB的操作命令，更詳細的命令可以參考官方文檔： https://docs.mongodb.com/manual/crud/ 。
創建(Create Operations)
創建(Create Operations)也叫插入操作，當集合不存在時，插入操作同時也會創建集合。MongoDB提供以下幾種插入文檔方法：
- db.collection.insert()：在指定集合中插入單個或多個文檔。
- db.collection.insertOne()：在指定集合中插入單個文檔(版本3.2新增)。
- db.collection.insertMany()：在指定集合中插入多個文檔(版本3.2新增)。
db.collection.insert()
在平時的使用當中，db.collection.insert()是我用得最多的文檔插入方式，具體的語法格式如下：
db.collection.insert(
<document or array of documents>,
{
writeConcern: <document>,
ordered: <boolean>
}
)
參數說明：
- document：指定一個或多個文檔；
- writeConcern：文檔寫入確認級別(可選)，關於讀寫策略確認級別，以後再進行討論；
- ordered：指定文檔是否按順序插入(可選)，默認為true；
- 當指定為true時，插入多個文檔時將文檔排序保存在一個數組中進行插入，如果其中有一個文檔插入失敗，則會導致數組中餘下的文檔不進行插入操作；
- 當指定為false時，插入多個文檔時將文檔不進行排序保存在一個數組中進行插入，如果其中有一個文檔插入失敗，則不影響數組中餘下的文檔進行插入操作。
如果插入的文檔當中沒有指定_id字段，則MongoDB會自動為文檔生成具有唯一ObjectId值的字段_id。
使用示例：
// 沒有指定_id字段的插入單個文檔
db.products.insert( { item: "card", qty: 15 } );
// 指定_id字段的插入單個文檔
db.products.insert( { _id: 10, item: "box", qty: 20 } );
// 插入多個文檔，不進行排序，多個文檔包含在數組[]中
db.products.insert(
[
{ _id: 11, item: "pencil", qty: 50, type: "no.2" },
{ item: "pen", qty: 20 },
{ item: "eraser", qty: 25 }
]
);
// 插入多個文檔，並進行排序
db.products.insert(
[
{ _id: 20, item: "lamp", qty: 50, type: "desk" },
{ _id: 21, item: "lamp", qty: 20, type: "floor" },
{ _id: 22, item: "bulk", qty: 100 }
],
{ ordered: false }
);
db.collection.insertOne()
語法格式如下：
db.collection.insertOne(
<document>,
{
writeConcern: <document>
}
)
參數說明：
參考db.collection.insert()的參數說明。
使用示例：
// 單行插入文檔，關於_id字段指定與否也與db.collection.insert()一致
db.products.insertOne( { item: "card", qty: 15 } );
db.collection.insertMany()
語法格式如下：
db.collection.insertMany(
[ <document 1> , <document 2>, ... ],
{
writeConcern: <document>,
ordered: <boolean>
}
)
參數說明：
參考db.collection.insert()的參數說明。
使用示例：
參考db.collection.insert()的參數說明。
關於返回確認信息
db.collection.insert()在插入文檔成功之後返回的信息相對較為簡潔：
db.products.insert( { item: "card", qty: 15 } );
WriteResult({ "nInserted" : 1, "writeConcernError" : [ ] })
db.collection.insertOne()和db.collection.insertMany()返回的信息較為詳細：
db.products.insertOne( { item: "card", qty: 15 } );
{
"acknowledged": true,
"insertedId": ObjectId("5eccbd214139000074003be8")
}
db.products.insertMany( [
{ _id: 10, item: "large box", qty: 20 },
{ _id: 11, item: "small box", qty: 55 },
{ _id: 12, item: "medium box", qty: 30 }
] );
{
"acknowledged": true,
"insertedIds": [
10,
11,
12
]
}
查詢(Read Operations)
查詢(Read Operations)讀操作，是對集合中已存在的文檔進行查詢，即對應關係型數據庫當中的select操作，比如MySQL，MongoDB提供以下幾種主要查詢文檔方法：
- db.collection.find()：查詢指定集合中滿足條件的一個或多個文檔和視圖；
- db.collection.findOne()：查詢指定集合中滿足條件的第一個文檔，並以格式化方式展現，通過
pretty()方法。
來自官方文檔的測試數據：
db.inventory.insertMany([
{ item: "journal", qty: 25, size: { h: 14, w: 21, uom: "cm" }, status: "A" },
{ item: "notebook", qty: 50, size: { h: 8.5, w: 11, uom: "in" }, status: "A" },
{ item: "paper", qty: 100, size: { h: 8.5, w: 11, uom: "in" }, status: "D" },
{ item: "planner", qty: 75, size: { h: 22.85, w: 30, uom: "cm" }, status: "D" },
{ item: "postcard", qty: 45, size: { h: 10, w: 15.25, uom: "cm" }, status: "A" }
]);
db.collection.find()
db.collection.find()可以說是使用頻率最高的方法了，可以用來查詢數據庫集合當中的文檔。
語法格式如下：
db.collection.find(<query>, <projection>)
- query：查詢表達式；
- projection：指定查詢結果集中需要显示的字段。
- Col_name:1｜true 代表显示該字段;
- Col_name:0 | false 代表不显示該字段。
_id字段是默認显示的，如果不想显示，則顯式指定{"_id" : 0}。
查詢所有文檔：
db.inventory.find()
或
db.inventory.find({})
db.collection.findOne()
db.collection.findOne()方法显示符合條件查詢的第一條文檔，接受的參數與db.collection.find()方法一致。
條件查詢操作符
通常對文檔的查詢，是需要帶條件的，而很少使用到不帶條件的全文檔檢索，以下總結了幾種常使用的查詢操作符：
比較操作符
比較操作符涉及的操作如下錶所示：
| 名稱 | 說明 |
|---|---|
| $eq | 與指定值相等 |
| $gt | 大於指定的值 |
| $gte | 大於或等於指定的值 |
| $in | 指定的值在數組中 |
| $lt | 小於指定的值 |
| $lte | 小於或等於指定的值 |
| $ne | 所有不等於指定的值 |
| $nin | 指定的值不在數組中 |
使用示例：
// $eq:等值查詢 SQL: SELECT * FROM inventory WHERE status = "D";
db.inventory.find( { status: "D" } )
// $ne 同$eq
// $gt:範圍查詢(以大於為例) SQL: SELECT * FROM inventory WHERE qty > 30;
db.inventory.find( { qty: { $gt: 30 } } )
// $gte、$lt、$lte 同$gt
// $in:或查詢，可使用or代替 SQL: SELECT * FROM inventory WHERE status in ("A", "D")
db.inventory.find( { status: { $in: [ "A", "D" ] } } )
// $nin 同$in
邏輯操作符
邏輯操作符涉及的操作如下錶所示：
| 名稱 | 說明 |
|---|---|
| $and | 指定查詢同時滿足多個條件查詢子句 |
| $not | 指定查詢不滿足條件查詢子句 |
| $nor | 指定查詢無法滿足多個條件查詢子句 |
| $or | 指定查詢滿足其中某個條件查詢子句 |
使用示例：
// $and: 邏輯與查詢 SQL: SELECT * FROM inventory WHERE status = "A" AND qty < 30;
db.inventory.find( { $and: [ { status: { $eq: "A" }, qty: { $lt: 30 } } ] } )
// $not: 不符合查詢 SQL: SELECT * FROM inventory WHERE status <> "A";
db.inventory.find( { status: { $not: { $eq: "A" } } } )
/*
$nor: 無法同時滿足多個條件查詢,字段不存在時也符合 SQL: SELECT * FROM inventory WHERE status <> "A" AND qty > 30;
符合以下條件之一都會出現在結果集中:
1.文檔包含status和qty字段並且符合條件;
2.文檔包含status字段並且符合條件，不包含qty字段;
3.文檔不包含status字段，包含qty字段並且符合條件;
4.文檔不包含status字段和qty字段。
*/
db.inventory.find( { $nor: [ { status: { $eq: "A" } }, { qty: { $lt: 30 } } ] } )
// $or: 邏輯或查詢 SQL: SELECT * FROM inventory WHERE status = "A" OR qty < 30;
db.inventory.find( { $or: [ { status: "A" }, { qty: { $lt: 30 } } ] } )
元素操作符
元素操作符主要涉及的操作如下錶所示：
| 名稱 | 說明 |
|---|---|
| $exists | 指定查詢文檔是否有對應的字段 |
| $type | 指定查詢文檔的某個字段是否是對應類型 |
使用示例：
// $exists: 是否存在指定字段查詢
db.inventory.find( { price: { $exists: true } } )
// $type: 字段是否是指定類型查詢
db.inventory.find( { "qty": { $type: "double" } } )
評估操作符
評估操作符主要涉及的操作如下錶所示，更多操作符可以參考官方文檔：https://docs.mongodb.com/manual/reference/operator/query-evaluation/。
| 名稱 | 說明 |
|---|---|
| $expr | 為同一個文檔中的字段指定表達式並且符合條件的查詢，比如比較同一文檔當中兩個字段的值 |
| $mod | 為字段值取模並且符合條件的查詢 |
為了更好的使用這兩個主要的操作符，額外創建個文檔：
db.monthlyBudget.insertMany([
{ "_id" : 1, "category" : "food", "budget": 400, "spent": 450 },
{ "_id" : 2, "category" : "drinks", "budget": 100, "spent": 150 },
{ "_id" : 3, "category" : "clothes", "budget": 100, "spent": 50 },
{ "_id" : 4, "category" : "misc", "budget": 500, "spent": 300 },
{ "_id" : 5, "category" : "travel", "budget": 200, "spent": 650 }
]);
使用示例：
// $expr: 允許使用聚合表達式，這裏以$gt為例，更多表達式參考 https://docs.mongodb.com/manual/meta/aggregation-quick-reference/#aggregation-expressions
db.monthlyBudget.find( { $expr: { $gt: [ "$spent" , "$budget" ] } } )
// $mod: 對字段所在值進行取模運算，显示符合條件的查詢，如qty字段值對4取模，並且餘數為0
db.inventory.find( { qty: { $mod: [ 4, 0 ] } } )
更新(Update Operations)
更新(Update Operations)是對已存在的文檔進行修改操作，MongoDB提供以下幾種主要更新文檔方法：
- db.collection.update()：更新或替換集合中符合條件的一個或多個文檔；
- db.collection.updateOne()：只更新集合中符合條件的第一個文檔，即使有多個文檔(版本3.2新增);
- db.collection.updateMany()：更新集合中所有符合條件的文檔(版本3.2新增)。
db.collection.update()
根據update指定的表達式可以修改文檔中符合條件的字段或代替整個文檔。具體的語法格式如下：
db.collection.update(
<query>, //查詢表達式
<update>, //更新表達式
{
upsert: <boolean>,
multi: <boolean>,
writeConcern: <document>,
collation: <document>,
arrayFilters: [ <filterdocument1>, ... ],
hint: <document|string> // 版本4.2新增
}
)
參數說明：
-
query：更新文檔的查詢表達式；如果指定了參數
upsert: true並且集合中沒有符合查詢條件的文檔，查詢條件中有關於字段_id指定了.分隔符的，並不會插入新的文檔； -
update：主要包含三種格式
- 1.更新文檔：只包含更新操作符表達式；
- 2.替換文檔：只包含
<field1>: <value1>對； - 3.聚合管道：版本4.2新增，詳細參考官方文檔。
-
upsert：當query查詢條件沒符合更新的文檔，就新創建文檔(可選)，默認值為false；
-
multi：是否更新多個符合條件的文檔(可選)，默認值為false，只更新符合條件的第一個文檔；
-
writeConcern：參考db.collection.insert()相同參數說明；
-
collation：指定校對規則(可選，版本3.4新增)；
-
arrayFilters：文檔數組更新過濾操作符(可選，版本3.6新增)；
詳細參考：https://docs.mongodb.com/manual/reference/method/db.collection.update/#specify-arrayfilters-for-array-update-operations
-
hint：採用文檔或字符串的形式指定適用於查詢表達式的索引，如果索引不存在則報錯(可選，版本4.2新增)。
使用示例：
使用示例將通過使用兩種場景進行，一是沒有使用參數選項upsert，二是使用參數選項upsert。
- 不使用選項upsert
// 測試數據
db.books.remove({});
db.books.insertMany([
{
"_id" : 1,
"item" : "TBD",
"stock" : 0,
"info" : { "publisher" : "1111", "pages" : 430 },
"tags" : [ "technology", "computer" ],
"ratings" : [ { "by" : "ijk", "rating" : 4 }, { "by" : "lmn", "rating" : 5 } ],
"reorder" : false
},
{
"_id" : 2,
"item" : "XYZ123",
"stock" : 15,
"info" : { "publisher" : "5555", "pages" : 150 },
"tags" : [ ],
"ratings" : [ { "by" : "xyz", "rating" : 5 } ],
"reorder" : false
}
]);
/* 使用選項參數 upsert: true
1、如果查詢表達式找到匹配的文檔，則執行更新操作；
2、如果查詢表達式沒有找到匹配的文檔，則執行插入操作；
*/
db.books.update(
{ item: "ZZZ135" }, // 查詢表達式
{ // 更新或替換文檔
item: "ZZZ135",
stock: 5,
tags: [ "database" ]
},
{ upsert: true }
);
// 1.使用更新操作表達式
/* $set操作符
1、查詢表達式指定需要更新的文檔 _id;
2、$inc操作符: stock的字段值+5;
3、$set操作符: 替換item字段值，替換嵌入文檔info的publisher字段值，替換tags字段值，替換數組ratings的第二個元素值
*/
db.books.update(
{ _id: 1 },
{
$inc: { stock: 5 },
$set: {
item: "ABC123",
"info.publisher": "2222",
tags: [ "software" ],
"ratings.1": { by: "xyz", rating: 3 }
}
}
);
更新之後的文檔：
{
"_id" : 1,
"item" : "ABC123",
"stock" : 5,
"info" : { "publisher" : "2222", "pages" : 430 },
"tags" : [ "software" ],
"ratings" : [ { "by" : "ijk", "rating" : 4 }, { "by" : "xyz", "rating" : 3 } ],
"reorder" : false
}
// 2.為已存在的數組添加元素
// $push操作符： 為指定文檔數組ratings添加一個元素
db.books.update(
{ _id: 2 },
{
$push: { ratings: { "by" : "jkl", "rating" : 2 } }
}
);
更新之後的文檔：
{
"_id" : 2,
"item" : "XYZ123",
"stock" : 15,
"info" : {
"publisher" : "5555",
"pages" : 150
},
"tags" : [ ],
"ratings" : [
{ "by" : "xyz", "rating" : 5 },
{ "by" : "jkl", "rating" : 2 }
],
"reorder" : false
}
// 3.文檔移除字段
// $unset操作符： 移除文檔的指定字段，為_id:1文檔移除tags字段
db.books.update( { _id: 1 }, { $unset: { tags: 1 } } );
更新后的文檔：
{
"_id" : 1,
"item" : "TBD",
"stock" : 0,
"info" : {
"publisher" : "1111",
"pages" : 430
},
"ratings" : [ { "by" : "ijk", "rating" : 4 }, { "by" : "lmn", "rating" : 5 } ],
"reorder" : false
}
// 4.替換整個文檔
// 替換_id：2的文檔
db.books.update(
{ _id: 2 },
{
item: "XYZ123",
stock: 10,
info: { publisher: "2255", pages: 150 },
tags: [ "baking", "cooking" ]
}
);
更新后的文檔：
{
"_id" : 2,
"item" : "XYZ123",
"stock" : 10,
"info" : { "publisher" : "2255", "pages" : 150 },
"tags" : [ "baking", "cooking" ]
}
// 5.更新多個文檔
db.books.update(
{ stock: { $lte: 10 } },
{ $set: { reorder: true } },
{ multi: true }
);
更新后的全部文檔：
[
{
"_id" : 1,
"item" : "ABC123",
"stock" : 5,
"info" : {
"publisher" : "2222",
"pages" : 430
},
"ratings" : [ { "by" : "ijk", "rating" : 4 }, { "by" : "xyz", "rating" : 3 } ],
"reorder" : true
}
{
"_id" : 2,
"item" : "XYZ123",
"stock" : 10,
"info" : { "publisher" : "2255", "pages" : 150 },
"tags" : [ "baking", "cooking" ],
"reorder" : true
}
]
- 使用upserts選項
/* 使用選項參數 upsert: true
1、如果查詢表達式找到匹配的文檔，則執行更新操作；
2、如果查詢表達式沒有找到匹配的文檔，則執行插入操作；
*/
// 1.插入未符合更新條件的文檔
db.books.update(
{ item: "ZZZ135" },
{
item: "ZZZ135",
stock: 5,
tags: [ "database" ]
},
{ upsert: true }
);
因為集合併未滿足條件的文檔，則插入的文檔為：
{
"_id" : ObjectId("5da78973835b2f1c75347a83"),
"item" : "ZZZ135",
"stock" : 5,
"tags" : [ "database" ]
}
// 2.插入未符合更新條件並且基於更新操作符的文檔
// 如果沒有符合更新查詢條件，並且使用的是更新操作符，則會基於當前的查詢條件和更新操作符字段插入新的文檔
db.books.update(
{ item: "BLP921" },
{
$set: { reorder: false },
$setOnInsert: { stock: 10 }
},
{ upsert: true }
);
新插入的文檔為：
{
"_id" : ObjectId("5da79019835b2f1c75348a0a"),
"item" : "BLP921",
"reorder" : false,
"stock" : 10
}
// 3.插入未符合更新條件並且基於聚合管道的文檔
// 關於聚合管道請參考官方文檔：https://docs.mongodb.com/manual/reference/method/db.collection.update/#update-with-aggregation-pipeline
// 4.插入未符合更新條件並且同時聯合多文檔操作符的文檔
如果不符合查詢條件，則只會插入單個文檔
db.books.update(
{ "info.publisher": "Self-Published" },
{
$set: { reorder: false, tags: [ "literature", "hardcover" ], stock: 25 }
},
{ upsert: true, multi: true }
);
新插入的文檔：
{
"_id" : ObjectId("5db337934f670d584b6ca8e0"),
"info" : { "publisher" : "Self-Published" },
"reorder" : false,
"stock" : 25,
"tags" : [ "literature", "hardcover" ]
}
db.collection.updateOne()
根據update指定的參數可以修改文檔中符合條件的字段或代替整個文檔，與db.collection.update()不同的是每次只更新單個文檔。
語法格式如下：
db.collection.updateOne(
<filter>,
<update>,
{
upsert: <boolean>,
writeConcern: <document>,
collation: <document>,
arrayFilters: [ <filterdocument1>, ... ],
hint: <document|string>
}
)
參數說明：
參考db.collection.update()的參數說明。
使用示例：
// 參考db.collection.update()
db.collection.updateMany()
根據update指定的參數可以修改文檔中符合條件的字段或代替整個文檔，與db.collection.updateOne()不同的是更新所有符合條件的文檔。
語法格式如下：
db.collection.updateMany(
<filter>,
<update>,
{
upsert: <boolean>,
writeConcern: <document>,
collation: <document>,
arrayFilters: [ <filterdocument1>, ... ],
hint: <document|string>
}
)
參數說明：
參考db.collection.update()的參數說明。
使用示例：
// 參考db.collection.update()
刪除(Delete Operations)
刪除是指對集合當中已存在的文檔進行清除操作，MongoDB提供以下幾種主要刪除文檔方法：
- db.collection.deleteOne()：只刪除集合中符合條件的一個文檔；
- db.collection.deleteMany()：刪除集合中所有符合條件的文檔；
- db.collection.remove()：刪除集合中符合條件的一個或多個文檔。
db.collection.deleteOne()
根據filter選項條件刪除集合中的單個文檔，具體語法格式如下：
db.collection.deleteOne(
<filter>,
{
writeConcern: <document>,
collation: <document>
}
)
參數說明：
- filter：指定基於查詢表達式的過濾條件，關於查詢表達式可以查看
db.collecion.find()中的<query>； - writeConcern：參考db.collection.insert()相同參數說明；
- collation：指定校對規則(可選，版本3.4新增)；
使用示例：
// 刪除指定條件的單個文檔
db.orders.deleteOne( { "_id" : 1 } );
{ "acknowledged" : true, "deletedCount" : 1 }
db.collection.deleteMany()
根據filter選項條件刪除集合中的單個文檔，具體語法格式如下：
db.collection.deleteMany(
<filter>,
{
writeConcern: <document>,
collation: <document>
}
)
參數說明：
參考db.collection.deleteOne()的參數說明。
使用示例：
// 刪除指定條件的多個文檔
db.orders.deleteMany( {"cust_id" : "Cam Elot"} );
{ "acknowledged" : true, "deletedCount" : 2 }
注意： 如果是對固定集合進行刪除文檔操作則會報錯，固定集合的清除操作使用方法db.collection.drop()。
總結
- 本文簡單梳理了在Mongo Shell下基本的CRUD操作，主要適用於DBA的運維管理，如果是研發同學，根據不同的編程語言使用不同客戶端驅動進行操作，詳細同樣可以參考官方文檔；
- 針對CRUD各個方面還有其他一些額外的方法，比如查詢修改文檔方法db.collection.findAndModify()，這裏只是總結每個文檔操作中一些最基礎的方法，對於額外高級的方法這裏不再贅述；
- 掌握了這些基本的CRUD操作，就可以對MongoDB文檔進行操作了，但還是需要控制好權限，畢竟數據安全不是小事，做變更之前做好數據的備份，以防萬一。
參考
https://docs.mongodb.com/manual/crud/
https://docs.mongodb.com/manual/reference/operator/query-evaluation/
https://docs.mongodb.com/manual/reference/method/db.collection.update/#specify-arrayfilters-for-array-update-operations
https://docs.mongodb.com/manual/reference/method/db.collection.update/#update-with-aggregation-pipeline
〖本人水平有限，文中如有錯誤還請留言批評指正！〗
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