map-reduce から集計パイプラインへの移行
集計パイプラインは、 map-reduce操作よりも優れたパフォーマンスと使いやすさを提供します。
map-reduce 操作は、 $group
や$merge
などの集計パイプラインステージを使用して書き換えることができます。
カスタム機能を必要とする map-reduce 操作の場合、MongoDB は$accumulator
と$function
の集計演算子を提供します。 これらの演算子を使用して、JavaScript でカスタム集計式を定義します。
Map-Reduce 式は、次のセクションに示すように書き直すことができます。
Map-Reduceから集計パイプラインへの変換テーブル
この表はおおよその翻訳です。たとえばこの表は、 $project
を使用した mapFunction
のおおよその翻訳を示しています。
ただし、
mapFunction
ロジックには、配列の反復処理が含まれる場合など、追加のステージが必要になる場合があります。function() { this.items.forEach(function(item){ emit(item.sku, 1); }); } その後、集計パイプラインには
$unwind
と$project
が含まれます。{ $unwind: "$items "}, { $project: { emits: { key: { "$items.sku" }, value: 1 } } }, $project
のemits
フィールドは別の名前にすることができます。視覚的な比較のために、フィールド名emits
が選択されています。
Map-Reduce | Aggregation Pipeline |
---|---|
db.collection.mapReduce( <mapFunction>, <reduceFunction>, { query: <queryFilter>, sort: <sortOrder>, limit: <number>, finalize: <finalizeFunction>, out: <collection> } ) | db.collection.aggregate( [ { $match: <queryFilter> }, { $sort: <sortOrder> }, { $limit: <number> }, { $project: { emits: { k: <expression>, v: <expression> } } }, { $unwind: "$emits" }, { $group: { _id: "$emits.k"}, value: { $accumulator: { init: <initCode>, accumulate: <reduceFunction>, accumulateArgs: [ "$emit.v"], merge: <reduceFunction>, finalize: <finalizeFunction>, lang: "js" }} } }, { $out: <collection> } ] ) |
db.collection.mapReduce( <mapFunction>, <reduceFunction>, { query: <queryFilter>, sort: <sortOrder>, limit: <number>, finalize: <finalizeFunction>, out: { replace: <collection>, db:<db> } } ) | db.collection.aggregate( [ { $match: <queryFilter> }, { $sort: <sortOrder> }, { $limit: <number> }, { $project: { emits: { k: <expression>, v: <expression> } } }, { $unwind: "$emits" }, { $group: { _id: "$emits.k"}, value: { $accumulator: { init: <initCode>, accumulate: <reduceFunction>, accumulateArgs: [ "$emit.v"], merge: <reduceFunction>, finalize: <finalizeFunction>, lang: "js" }} } }, { $out: { db: <db>, coll: <collection> } } ] ) |
db.collection.mapReduce( <mapFunction>, <reduceFunction>, { query: <queryFilter>, sort: <sortOrder>, limit: <number>, finalize: <finalizeFunction>, out: { merge: <collection>, db: <db> } } ) | db.collection.aggregate( [ { $match: <queryFilter> }, { $sort: <sortOrder> }, { $limit: <number> }, { $project: { emits: { k: <expression>, v: <expression> } } }, { $unwind: "$emits" }, { $group: { _id: "$emits.k"}, value: { $accumulator: { init: <initCode>, accumulate: <reduceFunction>, accumulateArgs: [ "$emit.v"], merge: <reduceFunction>, finalize: <finalizeFunction>, lang: "js" }} } }, { $merge: { into: { db: <db>, coll: <collection>}, on: "_id" whenMatched: "replace", whenNotMatched: "insert" } }, ] ) |
db.collection.mapReduce( <mapFunction>, <reduceFunction>, { query: <queryFilter>, sort: <sortOrder>, limit: <number>, finalize: <finalizeFunction>, out: { reduce: <collection>, db: <db> } } ) | db.collection.aggregate( [ { $match: <queryFilter> }, { $sort: <sortOrder> }, { $limit: <number> }, { $project: { emits: { k: <expression>, v: <expression> } } }, { $unwind: "$emits" }, { $group: { _id: "$emits.k"}, value: { $accumulator: { init: <initCode>, accumulate: <reduceFunction>, accumulateArgs: [ "$emit.v"], merge: <reduceFunction>, finalize: <finalizeFunction>, lang: "js" }} } }, { $merge: { into: { db: <db>, coll: <collection> }, on: "_id" whenMatched: [ { $project: { value: { $function: { body: <reduceFunction>, args: [ "$_id", [ "$value", "$$new.value" ] ], lang: "js" } } } } ] whenNotMatched: "insert" } }, ] ) |
db.collection.mapReduce( <mapFunction>, <reduceFunction>, { query: <queryFilter>, sort: <sortOrder>, limit: <number>, finalize: <finalizeFunction>, out: { inline: 1 } } ) | db.collection.aggregate( [ { $match: <queryFilter> }, { $sort: <sortOrder> }, { $limit: <number> }, { $project: { emits: { k: <expression>, v: <expression> } } }, { $unwind: "$emits" }, { $group: { _id: "$emits.k"}, value: { $accumulator: { init: <initCode>, accumulate: <reduceFunction>, accumulateArgs: [ "$emit.v"], merge: <reduceFunction>, finalize: <finalizeFunction>, lang: "js" }} } } ] ) |
例
カスタム関数なしで、$group
や $merge
などの集計パイプラインステージを使用して、さまざまな map-reduce 操作を書き換えることができます。ただし、より明確にするため、次の例では両方の代替手段を説明します。
例 1
次の map-reduce 操作は orders
コレクションに対して行われ、cust_id
によってグループ化され、各 cust_id
ごとにprice
の合計を計算します。
var mapFunction1 = function() { emit(this.cust_id, this.price); }; var reduceFunction1 = function(keyCustId, valuesPrices) { return Array.sum(valuesPrices); }; db.orders.mapReduce( mapFunction1, reduceFunction1, { out: "map_reduce_example" } )
選択肢1:(推奨)map-reduce関数を同等のパイプラインステージに変換することなく、処理を集計パイプラインに書き換えることができます。
db.orders.aggregate([ { $group: { _id: "$cust_id", value: { $sum: "$price" } } }, { $out: "agg_alternative_1" } ])
選択肢2:(参考のみ)下記の集計パイプラインは、 $accumulator
をカスタム関数の定義に使用し、さまざまな map-reduce 関数の翻訳を提供します。
db.orders.aggregate( [ { $project: { emit: { key: "$cust_id", value: "$price" } } }, // equivalent to the map function { $group: { // equivalent to the reduce function _id: "$emit.key", valuesPrices: { $accumulator: { init: function() { return 0; }, initArgs: [], accumulate: function(state, value) { return state + value; }, accumulateArgs: [ "$emit.value" ], merge: function(state1, state2) { return state1 + state2; }, lang: "js" } } } }, { $out: "agg_alternative_2" } ] )
まず、
$project
ステージでemit
フィールドのあるドキュメントが出力されます。emit
フィールドは以下のフィールドのあるドキュメントです。key
ドキュメントのcust_id
値を含むvalue
ドキュメントのprice
値を含む
{ "_id" : 1, "emit" : { "key" : "Ant O. Knee", "value" : 25 } } { "_id" : 2, "emit" : { "key" : "Ant O. Knee", "value" : 70 } } { "_id" : 3, "emit" : { "key" : "Busby Bee", "value" : 50 } } { "_id" : 4, "emit" : { "key" : "Busby Bee", "value" : 25 } } { "_id" : 5, "emit" : { "key" : "Busby Bee", "value" : 50 } } { "_id" : 6, "emit" : { "key" : "Cam Elot", "value" : 35 } } { "_id" : 7, "emit" : { "key" : "Cam Elot", "value" : 25 } } { "_id" : 8, "emit" : { "key" : "Don Quis", "value" : 75 } } { "_id" : 9, "emit" : { "key" : "Don Quis", "value" : 55 } } { "_id" : 10, "emit" : { "key" : "Don Quis", "value" : 25 } } 次に、
$group
は$accumulator
演算子を使用して、出力された値を追加します。{ "_id" : "Don Quis", "valuesPrices" : 155 } { "_id" : "Cam Elot", "valuesPrices" : 60 } { "_id" : "Ant O. Knee", "valuesPrices" : 95 } { "_id" : "Busby Bee", "valuesPrices" : 125 } 最後に、
$out
は出力をコレクションagg_alternative_2
に書き込みます。あるいは、$out
の代わりに$merge
を使用することもできます
例 2
orders
コレクションに対する次の map-reduce 操作では、 item.sku
フィールドごとにグループ化して、各 SKU の注文数と注文総数を計算します。次に、オペレーションは各 SKU 値の注文あたりの平均数量を計算し、結果を出力コレクションにマージします。
var mapFunction2 = function() { for (var idx = 0; idx < this.items.length; idx++) { var key = this.items[idx].sku; var value = { count: 1, qty: this.items[idx].qty }; emit(key, value); } }; var reduceFunction2 = function(keySKU, countObjVals) { reducedVal = { count: 0, qty: 0 }; for (var idx = 0; idx < countObjVals.length; idx++) { reducedVal.count += countObjVals[idx].count; reducedVal.qty += countObjVals[idx].qty; } return reducedVal; }; var finalizeFunction2 = function (key, reducedVal) { reducedVal.avg = reducedVal.qty/reducedVal.count; return reducedVal; }; db.orders.mapReduce( mapFunction2, reduceFunction2, { out: { merge: "map_reduce_example2" }, query: { ord_date: { $gte: new Date("2020-03-01") } }, finalize: finalizeFunction2 } );
選択肢1:(推奨)map-reduce関数を同等のパイプラインステージに変換することなく、処理を集計パイプラインに書き換えることができます。
db.orders.aggregate( [ { $match: { ord_date: { $gte: new Date("2020-03-01") } } }, { $unwind: "$items" }, { $group: { _id: "$items.sku", qty: { $sum: "$items.qty" }, orders_ids: { $addToSet: "$_id" } } }, { $project: { value: { count: { $size: "$orders_ids" }, qty: "$qty", avg: { $divide: [ "$qty", { $size: "$orders_ids" } ] } } } }, { $merge: { into: "agg_alternative_3", on: "_id", whenMatched: "replace", whenNotMatched: "insert" } } ] )
選択肢2:(参考のみ)下記の集計パイプラインは、 $accumulator
をカスタム関数の定義に使用し、さまざまな map-reduce 関数の翻訳を提供します。
db.orders.aggregate( [ { $match: { ord_date: {$gte: new Date("2020-03-01") } } }, { $unwind: "$items" }, { $project: { emit: { key: "$items.sku", value: { count: { $literal: 1 }, qty: "$items.qty" } } } }, { $group: { _id: "$emit.key", value: { $accumulator: { init: function() { return { count: 0, qty: 0 }; }, initArgs: [], accumulate: function(state, value) { state.count += value.count; state.qty += value.qty; return state; }, accumulateArgs: [ "$emit.value" ], merge: function(state1, state2) { return { count: state1.count + state2.count, qty: state1.qty + state2.qty }; }, finalize: function(state) { state.avg = state.qty / state.count; return state; }, lang: "js"} } } }, { $merge: { into: "agg_alternative_4", on: "_id", whenMatched: "replace", whenNotMatched: "insert" } } ] )
$match
ステージでは、ord_date
がnew Date("2020-03-01")
以上であるドキュメントのみが選択されます。$unwind
ステージでは、items
配列フィールドでドキュメントを分割して、配列要素ごとにドキュメントを出力します。たとえば:{ "_id" : 1, "cust_id" : "Ant O. Knee", "ord_date" : ISODate("2020-03-01T00:00:00Z"), "price" : 25, "items" : { "sku" : "oranges", "qty" : 5, "price" : 2.5 }, "status" : "A" } { "_id" : 1, "cust_id" : "Ant O. Knee", "ord_date" : ISODate("2020-03-01T00:00:00Z"), "price" : 25, "items" : { "sku" : "apples", "qty" : 5, "price" : 2.5 }, "status" : "A" } { "_id" : 2, "cust_id" : "Ant O. Knee", "ord_date" : ISODate("2020-03-08T00:00:00Z"), "price" : 70, "items" : { "sku" : "oranges", "qty" : 8, "price" : 2.5 }, "status" : "A" } { "_id" : 2, "cust_id" : "Ant O. Knee", "ord_date" : ISODate("2020-03-08T00:00:00Z"), "price" : 70, "items" : { "sku" : "chocolates", "qty" : 5, "price" : 10 }, "status" : "A" } { "_id" : 3, "cust_id" : "Busby Bee", "ord_date" : ISODate("2020-03-08T00:00:00Z"), "price" : 50, "items" : { "sku" : "oranges", "qty" : 10, "price" : 2.5 }, "status" : "A" } { "_id" : 3, "cust_id" : "Busby Bee", "ord_date" : ISODate("2020-03-08T00:00:00Z"), "price" : 50, "items" : { "sku" : "pears", "qty" : 10, "price" : 2.5 }, "status" : "A" } { "_id" : 4, "cust_id" : "Busby Bee", "ord_date" : ISODate("2020-03-18T00:00:00Z"), "price" : 25, "items" : { "sku" : "oranges", "qty" : 10, "price" : 2.5 }, "status" : "A" } { "_id" : 5, "cust_id" : "Busby Bee", "ord_date" : ISODate("2020-03-19T00:00:00Z"), "price" : 50, "items" : { "sku" : "chocolates", "qty" : 5, "price" : 10 }, "status" : "A" } ... $project
ステージは、emit
フィールドを持つドキュメントを出力します。emit
フィールドは以下のフィールドのあるドキュメントです。key
items.sku
値を含むvalue
qty
の値とcount
の値を持つドキュメントを含む。
{ "_id" : 1, "emit" : { "key" : "oranges", "value" : { "count" : 1, "qty" : 5 } } } { "_id" : 1, "emit" : { "key" : "apples", "value" : { "count" : 1, "qty" : 5 } } } { "_id" : 2, "emit" : { "key" : "oranges", "value" : { "count" : 1, "qty" : 8 } } } { "_id" : 2, "emit" : { "key" : "chocolates", "value" : { "count" : 1, "qty" : 5 } } } { "_id" : 3, "emit" : { "key" : "oranges", "value" : { "count" : 1, "qty" : 10 } } } { "_id" : 3, "emit" : { "key" : "pears", "value" : { "count" : 1, "qty" : 10 } } } { "_id" : 4, "emit" : { "key" : "oranges", "value" : { "count" : 1, "qty" : 10 } } } { "_id" : 5, "emit" : { "key" : "chocolates", "value" : { "count" : 1, "qty" : 5 } } } ... $group
は$accumulator
演算子を使用して、出力されたcount
とqty
を加算し、avg
フィールドを計算します。{ "_id" : "chocolates", "value" : { "count" : 3, "qty" : 15, "avg" : 5 } } { "_id" : "oranges", "value" : { "count" : 7, "qty" : 63, "avg" : 9 } } { "_id" : "carrots", "value" : { "count" : 2, "qty" : 15, "avg" : 7.5 } } { "_id" : "apples", "value" : { "count" : 4, "qty" : 35, "avg" : 8.75 } } { "_id" : "pears", "value" : { "count" : 1, "qty" : 10, "avg" : 10 } } 最後に、
$merge
は出力をコレクションagg_alternative_4
に書き込みます。既存のドキュメントに新しい結果と同じキー_id
がある場合、この操作によって既存のドキュメントが上書きされます。 同じキーを持つ既存のドキュメントが存在しない場合は、この操作によってドキュメントが挿入されます。