文档的一般操作（增删查改CRUD）

MongoDB自2.6版本起就积极保持文档中的field的相对顺序，而更新某个文档中的field名称可能会导致该文档中的field的重新排序。
write操作包括插入、删除和更新这三个操作，只负责传送出命令，而不管命令是否成功传达（比如突然断网之类的），即不保证绝对成功操作到数据库，所以被认为是“不安全的操作”。当一条操作指令需要操作到多个文档时（bulk操作），对每条文档的操作是原子的，而此条指令引发的所有操作则不是原子的，但是可以使用$isolated操作符来实现（非shard），存储引擎在此操作期间会变成单线程以保证原子性。

关于bulk操作有两种执行情况：

• 有序执行ordered Bulk Write，速度较慢，如果在执行write操作的过程中抛出了error，前面成功的操作并不会rollback。
• 无序执行Unordered Bulk Write，如果其中某个write操作出错了，那么其他的操作将继续分别执行。

每次的write操作都可能引起所有index的刷新和调整，这是index给write操作带来的负面影响，所以并不是越多的索引越好，而是越少越好。

插入 insert

db.collection.insertOne() 插入单个文档，也可以插入多个文档（相当bulkWrite用？）。
db.collection.insertMany() 插入多个文档（起相当bulkWrite作用）。
db.collection.insert() 插入单/多个文档。

更新 update

db.collection.updateOne() 更新单个文档。
db.collection.updateMany() 更新多个文档。
db.collection.replaceOne() 替换单个文档。
db.collection.update() 多功能更新工具。
db.collection.findOneAndUpdate() 单文档更新的加强版。
db.collection.findOneAndReplace() 单文档替换的加强版。

删除 delete

db.collection.deleteOne() 删除单个文档
db.collection.deleteMany() 删除多个文档
db.collection.remove() 删除单/多个文档，
db.collection.findOneAndDelete() 删除单个文档的加强版。

额外的操作

db.collection.save() 插入和修改的巧妙结合。
db.collection.bulkWrite() 提供一个操作集合，可以集insertOne、replaceOne、updateOne、updateMany、deleteOne、deleteMany等一系列操作为一身，有序或无序地执行。每单个操作都是原子，而整个bulkWrite操作就不是了。

稍微解释一下基本的操作

• insert()

功能：在某个集合中插入文档。
格式：db.collection.insert({field:value, ...})
解释：参数只有一个，就是文档{}。
注意：_id键值会自动产生，是一个12字节的Objectid对象，一般由客户端产生，如果没有则服务端产生，有复杂的产生规则。还可以插入多个文档，当writeMany用。
例子：db.test.insert({"name":"joe", "age": 18})

• update()

功能：搜索出特定的文档，并更新其中的任意部分field元素或整个文档。是原子操作。
格式：db.collect.update( <query>, <update>, { upsert: <boolean>, multi: <boolean>, writeConcern: <document> })
解释：第3个参数是可选的，若无则默认不使用。首参数是查询条件。同find()，次参数是更新项，有多种写法，如$set等。
       第3个参数的upsert项为true：若无匹配<query>，则插入该新文档。若使用了update operator则有会创建新文档，再update它。
       第3个参数的multi项为true：可以使用<query>匹配到所有的文档。
       第3个参数的writeConcern用于感知本次操作的结果，详看官方文档。
注意：小心第2个参数<update>的写法可能替换整个文档，比如下面例子会替换整个文档，除了id。
例子：db.people.update( { name: "Andy" }, { name: "Andy", rating: 1, score: 1 }, { upsert: true })

• save()

功能：类似insert+update的智能结合，凭借_id参数决定使用哪个，会返回wtriteResult。
格式：db.collection.save(<document>, {writeConcern: <document>})
解释：尾参数可选，一般不用。若无_id项，则调用insert。否则调用upsert。
注意：_id项一般由client产生。此函数是可代替的。
例子：db.products.save( { "item": "book", "price": 40 } )

• findAndModify()

功能：默认先返回查询的结果，再从数据库中修改。返回的对象是未修改过的对象。
格式：db.collection.findAndModify({
    query: <document>,  可选
    sort: <document>,  可选
    remove: <boolean>,  必要
    update: <document>,  必要
    new: <boolean>,  可选
    fields: <document>,  可选
    upsert: <boolean>,  可选
    bypassDocumentValidation: <boolean>,  可选
    writeConcern: <document>  可选
});
解释：可选参数只要按需提供即可，而必须有remove或update中的一个。速度较慢。
注意：返回的对象已和数据库中的对象可能已经不同了，取决于new。无匹配文档则返回NULL。
例子：db.people.findAndModify( { query: { state: "active" }, sort: { rating: 1 }, remove: true })。

• find()
  功能：查找指定的文档，返回所有符合条件的文档的cursor，可指定返回文档的field。
  格式：find({field:value}, { field1: <boolean>, field2: <boolean> ... } )
解释：第2个参数是可选的，默认返回整个文档。若指定了域则返回_id域和指定field组成的文档。
  注意：_id项是默认返回的，除非指定为0。第2个参数中还可以不显示指定的field。首参可以指定多个field， 选中同时匹配者。在mongo shell中默认只是显示20条文档，但是也可以将find结果赋值给一个变量，再进行操作的话就可以操作多个选中的文档。因为cursor是可迭代的。MongoDB3.2文档提到，在10分钟内若cursor无活动则默认自动关闭，之后此cursor就读不了文档了，但是可以提前使用cursor.addOption(DBQuery.Option.noTimeout)来关闭默认的超时设置，具体需查看相关driver。
  这里还有个存在的问题，如果使用find之后，数据库中对应的文档已经被修改了，怎么办？在mongodb3.2中已经改变了默认的storage engine MMAPv1 Storage Engine，而是默认使用WiredTiger，具体可查看Default Storage Engine Change。对于MMAPv1来说，如果在此时修改文档，可能会导致同一个文档在一个cursor中返回多次。要解决这个问题，可以查看snapshot mode。
  例子1：db.products.find( { "price": 25}, { "name": 1, "number": 1 } ).addOption(DBQuery.noTimeout)
例子2：db.products.find( { "price": 25}, { "name": 1, "number": 1 } )

辅助操作

限制 limit() 注：指定返回的文档数量。
忽略 skip() 注：忽略前/后n个文档。
排序 sort() 注：根据各种条件来排序。

• limit()
  功能：截取前/后n个文档，用于限制返回文档的数量，一般搭配find使用。
  格式：db.students.find().limit( n )
解释：n是一个32位有符号整数。可搭配其他函数来使用。
  注意：.limit(n)之前必须是一个cursor。
• skip()
  功能：忽略前/后n个文档，用于挑选返回的文档，一般搭配find使用。
  格式：db.students.find().skip( n )
解释：n是一个32位有符号整数。可搭配其他函数来使用。|n|过大会导致效率的下降。
• sort()
  功能：指定排序规则（即指定field）并对文档进行排序，一般搭配find使用。
  格式：db.students.find().sort( {field1: 1, field2: -1, ... } )
解释：使用1和-1来标识升/降序。limit和skip和sort可以搭配使用，且必须在cursor返回之前使用。BSON类型有默认的比较顺序。与sort相关的操作还很多，请参考官方文档。

特定于类型的查询

null类型

• 一般情况下，你可以这么使用db.collection.find({"num": null})，这样就能将num=null的文档都选中了。但是要小心，其他没有num域的文档也会被匹配中了，也就是说null还能匹配“不存在的”。
• 如果非要匹配那些num域为null的文档呢？要先用$exists判断该域是否存在，若存在，再进行匹配。一般情况下可以这么做 db.collection.find({"num": { $in : [null] , $exists : true } })或者使用$eq来代替$in也是可以的。

正则表达式

• 有了正则表达式才是“如虎添翼”地匹配吖。
  比如想忽略大小写，有标识i呀：db.test.find({"name": /joe/i})
• MOngoDb使用Perl兼容的正则表达式（PCRE）库来匹配正则的。建议在JS shell中验证一下想法，确保正确再使用。
• 正则表达式还可以匹配自身，假设你直接将{"re": /^qq/}直接存到数据库中，那么使用db.test.find({"re": /^qq/})也可能选中这个文档，

内嵌数组array

• 数组中的每个元素都可以认为是它的值，只要匹配其中的一个元素，就将文档选中了。比如db.test.find({"array": "element2"})
• 匹配多个元素，甚至整个array，可以使用$all操作符，并不需要关心顺序问题。比如{ tags : { $all: [ "ssl" , "security" ] } } 就等同于 { $and: [ { tags: "ssl" }, { tags: "security" } ] }
• 匹配整个array，可以直接将整个array写出来吖。值得注意的是，只有顺序也对应上了才会选中。
• 对元素在array中的位置很关心。可以使用 array.index语法指定下标，比如db.test.find("fruits.2": "apple")，指定了fruits[2]=”apple”，注意下标是从0开始的。

内嵌文档

• 查询内嵌文档。查询内嵌文档并不同于内嵌数组array一样，但有几分相似。
• 查询方式（1）： 完整匹配，即将整个内嵌文档列出来，且顺序一致。
  db.test.find({ "post": {"author": "joe", "size": 50} })
• 查询方式（2）：使用$elemMatch(query)，可以不管次序地匹配部分field。单field就需要用了。
  db.scores.find( { results: { $elemMatch: { $gte: 80, $lt: 85 } } })
• 查询方式（3）：使用dot标识，以内嵌文档名.field来标识内嵌文档中的一个field，而不管次序。
  db.test.find({ "post.author": "joe", "post.size": 50} })
• 注意：

关于读操作（read operation）

游标 cursor

• 通过find操作所返回的是一个cursor，每次可以从中读取一条文档，直到无文档可读。当在mongo shell中使用find的时候，如果所选中的文档超过20条，会默认读取20条文档，当然，可以通过DBQuery.shellBatchSize来修改这个数字，参考Executing Queries。
• 默认情况下，假设一个cursor还没有迭代完毕，而在10分钟无活动MongoDB就会关闭这个cursor，这个可以通过例如var myCursor = db.inventory.find().addOption(DBQuery.Option.noTimeout);来关闭这个规定。因为cursor中的文档是分批到达的，比如大多数情况下第一批是101条文档或者是仅足够超过1mb的大小，余下的批次都是以4mb为单位到达的。每当从一个cursor中读完一批后，客户端会发送请求到server，然后接收下一批查询到的数据。要改变batchsize=4mb的情况，可以参考batchSize()和limit()。
• 如果find之后还添加一个无指定index的sort操作，那么server会一次性读取加载选中的所有文档进内存再进行排序。
• 如果cursor中的文档还没有读取完毕，cursor.next()可以返回下一个文档。
• 判断一个cursor是否还有文档未读取，可以使用cursor.hasNext()。
• 想查看当前批次中还有多少条文档，参考objsLeftInBatch()。
• 当前批次已经读取完毕，会调用getmore
  操作。
• 想查看某个cursor的信息，可以参考 db.serverStatus()
  。
• cursor具有如下这些操作：
  cursor.batchSize()
  设置server每次发送多少的文档到客户端。
  cursor.close() 关闭游标。
  cursor.comment()
  对此次查询做一些简短记录以方便问题追溯。
  cursor.count()
  改成返回文档数，而不是返回文档。
  cursor.explain()
  调出查询结果的信息。
  cursor.forEach()
  对每个返回的文档都应用一次。
  cursor.hasNext()
  判断cursor是否已经读取完毕。
  cursor.hint()
  强制指定一个index进行查询，而不是让引擎自动选择。
  cursor.itcount()
  通过不断向server发送消息，在客户端做文档数统计。
  cursor.limit()
  限制返回的文档数。
  cursor.map()
  对每个文档都应用到一个函数中，并将函数的返回值收集到一个array中。
  cursor.maxScan()
  当效率比较重要时，指定最大的扫描item/集合/索引数。
  cursor.maxTimeMS()
  指定一个游标的不活动存活时间间隔长度。
  cursor.max()
  指定索引用的field的上界。
  cursor.min()
  指定索引用的field的下界。
  cursor.next()
  读取下一个文档。
  cursor.noCursorTimeout()
  告诉server关闭timeout。
  cursor.objsLeftInBatch()
  获取客户端当前batch中还剩下多少文档未读取，batch读完就要发送消息给server索取文档。
  cursor.pretty()
  设置cursor中结果的显示格式。
  cursor.readConcern()
  指定一个read concern。
  cursor.readPref()
  Specifies a read preference to a cursor to control how the client directs queries to a replica set.
  cursor.returnKey()
  指示让cursor返回index keys而不是文档。
  cursor.showRecordId()
  为每个选中的文档添加一个内部的存储引擎ID域。
  cursor.size()
  统计在应用了skip()和limit()之后选中的文档数量。
  cursor.skip()
  跳过find结果的前/后的n条文档。
  cursor.snapshot()
  强迫cursor使用的index是_id，这样就保证了每个文档只返回一次，即使文档中途被修改。
  cursor.sort() 对选中文档进行排序。
  cursor.tailable() Marks the cursor as tailable. Only valid for cursors over capped collections.
  cursor.toArray() 将选中的文档塞进一个array返回。

Query（查询）

• 慎用$nin、$ne等操作符，因为它在使用的时候需要进行大量的匹配，有时甚至比直接检索整个集合的效果更差。

问题

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problem 1：
假设有如下的批量update操作，再假设服务器都完成了所有update中包含的query操作(mongodb仅保证插入document时的原子性)，那么就可能会导致插入很多个_id不一样的document了，因为带了upsert参数。

db.people.update( 
  { name: "Andy" }, 
  { name: "Andy", rating: 1, score: 1 }, 
  { upsert: true }
)

解决方法：可以尝试为name域设置一个unique index，这样就只会有一个update能够成功插入。

problem 2：
假设有如下的update操作，query表达式中带有_id.uid(有个点)，这样如果查询失败了，因为upsert为true，所以插入也失败了。

db.collection.update( 
  { "_id.name": "Robert Frost", "_id.uid": 0 }, 
  { "categories": ["poet", "playwright"] }, 
  { upsert: true } 
)

解决方法：查询中带的_id域不能带点。