聚合管道 (Aggregation Pipeline)

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完整的 Aggregation Pipeline 示例

其他聚合管道阶段详细信息
聚合管道表达式
运行聚合管道
使用聚合管道更新文档
其他注意事项
了解详情

聚合管道由一个或多个处理文档的阶段组成：

每个阶段对输入文档执行一个操作。例如，某个阶段可以过滤文档、对文档进行分组并计算值。
从一个阶段输出的文档将传递到下一阶段。
一个聚合管道可以返回针对文档组的结果。例如，返回总值、平均值、最大值和最小值。

如使用通过聚合管道更新中显示的阶段，则可以通过聚合管道更新文档。

注意

使用 db.collection.aggregate() 方法运行的聚合管道不会修改集合中的文档，除非管道包含 $merge 或 $out 阶段。

您可以在用户界面运行聚合管道，用于 MongoDB Atlas 中托管的部署。

当您在 MongoDB Atlas 用户界面中的 MongoDB Atlas 部署上运行聚合管道时，您可以预览每个阶段的结果。

完整的 Aggregation Pipeline 示例

本部分展示了使用以下披萨 orders 集合的聚合管道示例：

db.orders.insertMany( [
   { _id: 0, name: "Pepperoni", size: "small", price: 19,
     quantity: 10, date: ISODate( "2021-03-13T08:14:30Z" ) },
   { _id: 1, name: "Pepperoni", size: "medium", price: 20,
     quantity: 20, date : ISODate( "2021-03-13T09:13:24Z" ) },
   { _id: 2, name: "Pepperoni", size: "large", price: 21,
     quantity: 30, date : ISODate( "2021-03-17T09:22:12Z" ) },
   { _id: 3, name: "Cheese", size: "small", price: 12,
     quantity: 15, date : ISODate( "2021-03-13T11:21:39.736Z" ) },
   { _id: 4, name: "Cheese", size: "medium", price: 13,
     quantity:50, date : ISODate( "2022-01-12T21:23:13.331Z" ) },
   { _id: 5, name: "Cheese", size: "large", price: 14,
     quantity: 10, date : ISODate( "2022-01-12T05:08:13Z" ) },
   { _id: 6, name: "Vegan", size: "small", price: 17,
     quantity: 10, date : ISODate( "2021-01-13T05:08:13Z" ) },
   { _id: 7, name: "Vegan", size: "medium", price: 18,
     quantity: 10, date : ISODate( "2021-01-13T05:10:13Z" ) }
] )

计算总订单数量

以下聚合管道示例包含两个阶段，并返回按披萨名称分组后，各款中号披萨的总订单数量：

db.orders.aggregate( [
   // Stage 1: Filter pizza order documents by pizza size
   {
      $match: { size: "medium" }
   },
   // Stage 2: Group remaining documents by pizza name and calculate total quantity
   {
      $group: { _id: "$name", totalQuantity: { $sum: "$quantity" } }
   }
] )

$match 阶段：

从披萨订单文档过滤出size为medium的披萨。
将剩余文档传递到$group阶段。

$group 阶段：

按披萨name对剩余文档进行分组。
使用$sum计算每种披萨name的总订单quantity。总数存储在聚合管道返回的totalQuantity字段中。

示例输出：

[
   { _id: 'Cheese', totalQuantity: 50 },
   { _id: 'Vegan', totalQuantity: 10 },
   { _id: 'Pepperoni', totalQuantity: 20 }
]

计算订单总值和平均订单数

以下示例计算了两个日期之间的披萨订单总额和平均订单数量：

db.orders.aggregate( [
   // Stage 1: Filter pizza order documents by date range
   {
      $match:
      {
         "date": { $gte: new ISODate( "2020-01-30" ), $lt: new ISODate( "2022-01-30" ) }
      }
   },
   // Stage 2: Group remaining documents by date and calculate results
   {
      $group:
      {
         _id: { $dateToString: { format: "%Y-%m-%d", date: "$date" } },
         totalOrderValue: { $sum: { $multiply: [ "$price", "$quantity" ] } },
         averageOrderQuantity: { $avg: "$quantity" }
      }
   },
   // Stage 3: Sort documents by totalOrderValue in descending order
   {
      $sort: { totalOrderValue: -1 }
   }
 ] )

$match 阶段：

使用 $gte 和 $lt 将披萨订单文档筛选为指定日期范围内的文档。
将剩余文档传递到$group阶段。

$group 阶段：

使用 $dateToString 按日期对文档进行分组。
对于每个群组，计算：
- 使用 $sum 和 $multiply 的总订单值。
- 使用 $avg 计算平均订单数量。
将分组的文档传递到 $sort 阶段。

$sort 阶段：

按每组的总订单值以降序对文档进行排序 ( -1 )。
返回排序文档。

示例输出：

[
   { _id: '2022-01-12', totalOrderValue: 790, averageOrderQuantity: 30 },
   { _id: '2021-03-13', totalOrderValue: 770, averageOrderQuantity: 15 },
   { _id: '2021-03-17', totalOrderValue: 630, averageOrderQuantity: 30 },
   { _id: '2021-01-13', totalOrderValue: 350, averageOrderQuantity: 10 }
]

提示

另请参阅：

其他聚合管道阶段详细信息

聚合管道由一个或多个处理文档的阶段组成：

阶段不必为每个输入文档输出一个文档。例如，某些阶段可能会产生新文档或过滤掉现有文档。
同一个阶段可以在管道中多次出现，但以下阶段例外：$out、$merge 和 $geoNear。
要在阶段中计算平均值和执行其他计算，请使用指定聚合操作符的聚合表达式。在下一节中，您将了解有关聚合表达式的更多信息。

有关所有聚合阶段，请参阅聚合阶段。

聚合管道表达式

某些聚合管道阶段接受聚合表达式，这些表达式：

指定应用于当前阶段的输入文档的转换。
转换内存中的文档。
可指定聚合表达式运算符来计算值。
可以包含额外的嵌套聚合表达式。

您可以使用 $accumulator 和 $function 聚合操作符在 JavaScript 中定义自定义聚合表达式。

有关所有聚合表达式，请参阅表达式操作符。

字段路径

聚合表达式使用字段路径访问输入文档中的字段。要指定字段路径，请在字段名称或虚线字段名称（如果该字段位于嵌入式文档中）前添加美元符号 $。例如，用 "$user" 指定 user 字段的字段路径，或用 "$user.name" 指定 "user.name" 字段的字段路径。

"$<field>" 等效于 "$$CURRENT.<field>"，其中 CURRENT 为系统变量，而它默认为当前对象的根（除非在特定阶段另行说明）。

运行聚合管道

要运行聚合管道，请使用：

db.collection.aggregate() 或是
aggregate

使用聚合管道更新文档

要使用聚合管道更新文档，请使用：

命令	`mongosh` 方法
`findAndModify`	db.collection.findOneAndUpdate() db.collection.findAndModify()
`update`	db.collection.updateOne() db.collection.updateMany() Bulk.find.update() Bulk.find.updateOne() Bulk.find.upsert()

其他注意事项

聚合管道限制

聚合分析管道对值类型和结果大小有限制。请参阅聚合管道限制。

聚合管道和分片集合

聚合管道支持针对分片集合的操作。请参阅聚合管道和分片集合。

Aggregation Pipeline 作为 Map-Reduce 的替代方案

从 MongoDB 5.0 开始， map-reduce已弃用：

不应使用 map-reduce，而应使用聚合管道。聚合管道提供比 map-reduce 更好的性能和可用性。
您可以使用聚合管道阶段（例如 $group、$merge 等）重写 map-reduce 操作。
对于需要自定义功能的 map-reduce 操作，可以使用 $accumulator 和 $function 聚合操作符。可以使用这些操作符在 JavaScript 中定义自定义聚合表达式。

有关 map-reduce 的聚合管道替代方案的示例，请参阅：

了解详情

要了解有关聚合管道的详细信息，请参阅：

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聚合管道优化 →