mongodb覆盖查询、分析查询和原子操作 _mongodb原子操作

Hola Hola！在上一篇文章中我们讨论了mongodb的关系建模：数据库关系和引用，在这一章中我们一起讨论mongodb的覆盖查询、分析查询和原子操作。
一、覆盖查询1、什么是覆盖查询？
根据官方的MongoDB文档，一个覆盖查询如下定义：

查询中的所有字段都是索引的一部分。
查询中返回的所有字段都在同一个索引中。

由于查询中出现的所有字段都是索引的一部分，所以MongoDB匹配查询条件并使用相同的索引返回结果，而不需要实际查看文档内部。由于索引存在于RAM中，因此从索引中获取数据要比通过扫描文档获取数据快得多。
2、使用覆盖查询
为了测试覆盖查询，请考虑以下users集合中的文档：

"_id": ObjectId("cc"), "contact": "369", "gender": "M", "name": "TT", "user_name": "CC" }

我们将首先使用以下查询为用户集合在字段gender和user_name上创建一个复合索引：

db.users.ensureIndex({gender:1, user_name:1})

下面是覆盖查询的例子：

db.users.find({gender:"M"}, {user_name:1, _id:0})

【mongodb覆盖查询、分析查询和原子操作】也就是说，对于上面的查询，MongoDB不会查找数据库文档，而是它会从索引数据获取所需的数据，这是非常快的。
由于我们的索引不包含_id字段，所以我们将它显式地排除在查询的结果集中，因为MongoDB在每个查询中默认返回_id字段。因而在上面创建的索引中不会包含以下查询：

db.users.find({gender:"M"}, {user_name:1})

在下列情况中一个索引不能覆盖一个查询：

任何索引字段都是一个数组
任何被索引的字段都是子文档

二、分析查询分析查询是衡量数据库和索引设计的有效性的一个非常重要的方面，我们将学习经常使用的$explain和$hint查询。
1、使用$explain
$explain操作符提供关于查询、查询中使用的索引和其他统计信息的信息，它在分析索引的优化程度时非常有用。
在面的例子中我们已经使用以下查询为字段gender和user_name上的用户集合创建了一个索引：

db.users.ensureIndex({gender:1, user_name:1})

下面是一个使用$explain查询的例子：

db.users.find({gender:"M"}, {user_name:1, _id:0}).explain()

2、使用$hint
$hint操作符强制查询优化器使用指定的索引来运行查询。当你希望测试具有不同索引的查询的性能时，这尤其有用。下面的查询指定了用于此查询的字段gender和user_name上的索引：

db.users.find({gender:"M"}, {user_name:1, _id:0}).hint({gender:1, user_name:1})

下面是使用$explain和$hint的例子：

db.users.find({gender: "M"}, {user_name: 1, _id: 0}).hint({gender: 1, user_name: 1}).explain()

三、原子操作MongoDB不支持多文档原子事，但是它确实对单个文档提供原子操作。因此，如果一个文档有100个字段，那么update语句要么更新所有字段要么不更新，从而在文档级别维护原子性。
原子操作的模型数据
维护原子性的建议方法是将所有相关信息保存在一个文档中，该文档使用嵌入式文档经常一起更新。这将确保单个文档的所有更新都是原子性的。考虑以下产品文档的例子：

{ "_id":1, "product_name": "Apple", "category": "mobiles", "product_total": 5, "product_available": 3, "product_bought_by": [ { "customer": "AA", "date": "2010" }, { "customer": "BB", "date": "2020" } ] }

在本文档中，我们将购买产品的客户的信息嵌入到product_bought_by字段中。每当新客户购买产品时，我们将首先使用product_available字段检查产品是否仍然可用，如果可用我们将减少product_available字段的值，并将新客户的嵌入文档插入product_bought_by字段。我们将为这个功能使用findAndModify命令，因为它在同一步骤中搜索和更新文档。

>db.products.findAndModify({ query:{_id:2, product_available:{$gt:0}}, update:{ $inc:{product_available:-1}, $push:{product_bought_by:{customer:"BB", date:"2020"}} } })

我们的嵌入式文档和使用findAndModify查询的方法确保只有在产品可用时才更新产品购买信息。在同一个查询中，整个事务都是原子性的。
相反地考虑这样一个场景：我们可能分别保留了产品可用性和关于谁购买了产品的信息。在本例子我们将首先使用第一个查询检查产品是否可用，然后在第二个查询中，我们将更新购买信息。但是有可能在执行这两个查询期间，其他一些用户已经购买了该产品并且该产品不再可用。如果不知道这一点，第二个查询将基于第一个查询的结果更新购买信息这将使数据库不一致，因为我们出售的产品是不可用的。