FastAPI Backend Development Bootcamp · Lekcja

Potoki agregacji i złożone zapytania

Wydajnie wykonuj potoki filtrowania, grupowania i agregacji na potrzeby endpointów analitycznych.

Lekcja 3 z 413 kroki

Potoki agregacji i złożone zapytania to bezpłatna lekcja FastAPI Backend Development Bootcamp na CoddyKit. To lekcja 3 z 4. Możesz przeczytać całą lekcję poniżej za darmo — a potem ćwiczyć ją interaktywnie w przeglądarce z wbudowanym edytorem kodu i tutorem AI dostępnym 24/7. To część ścieżki edukacyjnej FastAPI Backend Development Bootcamp, a Twój postęp synchronizuje się między webem a aplikacją CoddyKit. Kurs FastAPI Backend Development Bootcamp zawiera 4 lekcji w sumie.

Części tej lekcji nie zostały jeszcze przetłumaczone i są wyświetlane po angielsku.

Why Aggregation Pipelines?

Simple find queries return documents as-is. But analytics endpoints often need grouped, computed, and reshaped data: total revenue per month, average rating per product, top 10 active users.

MongoDB's aggregation pipeline runs this work inside the database, so you ship only the final result over the wire instead of pulling thousands of documents into Python and looping.

  • Pipeline = an ordered list of stages
  • Each stage takes a stream of documents in and emits documents out
  • Beanie exposes it through Document.aggregate(pipeline)

Our Beanie Models

Throughout this lesson we use an Order document. Each order has a customer, a status, a total amount, and a created timestamp. We'll build analytics endpoints on top of it.

Beanie documents subclass beanie.Document, which is itself a Pydantic model bound to a MongoDB collection.

from datetime import datetime
from beanie import Document
from pydantic import Field

class Order(Document):
    customer_id: str
    status: str  # "paid", "pending", "cancelled"
    total: float
    created_at: datetime = Field(default_factory=datetime.utcnow)

    class Settings:
        name = "orders"

The $match Stage

$match filters documents, exactly like a find query. Place it as early as possible so later stages process fewer documents and any indexes can be used.

This pipeline keeps only paid orders. Beanie's aggregate takes a plain list of dicts and runs it against the collection.

pipeline = [
    {"$match": {"status": "paid"}}
]

paid_orders = await Order.aggregate(pipeline).to_list()

The $group Stage

$group is the heart of analytics. It buckets documents by an _id expression and computes accumulators over each bucket.

  • $sum — total of a field (or count with $sum: 1)
  • $avg, $min, $max
  • $push / $addToSet — collect values into an array

Here we compute total revenue and order count per customer.

pipeline = [
    {"$match": {"status": "paid"}},
    {"$group": {
        "_id": "$customer_id",
        "revenue": {"$sum": "$total"},
        "order_count": {"$sum": 1},
    }},
]

rows = await Order.aggregate(pipeline).to_list()
# [{"_id": "c1", "revenue": 240.0, "order_count": 3}, ...]

Field Paths vs Literals

Inside aggregation expressions, a string starting with $ is a field path (read the value of that field). A plain string is a literal.

  • "$total" → the value of the total field
  • "total" → the literal string "total"
  • {"$sum": 1} → add the literal 1 for every document = a count

Mixing these up is the #1 beginner mistake. $sum: "$total" sums amounts; $sum: 1 counts rows.

Sorting and Limiting Results

Add $sort and $limit after grouping to build a leaderboard. Sort uses 1 for ascending and -1 for descending.

This returns the top 5 customers by revenue — a classic analytics endpoint payload.

pipeline = [
    {"$match": {"status": "paid"}},
    {"$group": {
        "_id": "$customer_id",
        "revenue": {"$sum": "$total"},
    }},
    {"$sort": {"revenue": -1}},
    {"$limit": 5},
]

top_customers = await Order.aggregate(pipeline).to_list()

Reshaping with $project

$project chooses which fields to keep and lets you rename or compute new ones. After a $group the bucket key lives in _id, which is rarely the name your API consumers expect.

Here we rename _id to customer_id and drop the default _id from the output.

pipeline = [
    {"$group": {
        "_id": "$customer_id",
        "revenue": {"$sum": "$total"},
    }},
    {"$project": {
        "_id": 0,
        "customer_id": "$_id",
        "revenue": 1,
    }},
]

Mapping Results to a Pydantic Model

Aggregation returns raw dicts, not Order documents (the shape changed). Pass a projection_model so Beanie validates each row into a typed Pydantic model — perfect for a FastAPI response_model.

from pydantic import BaseModel

class CustomerRevenue(BaseModel):
    customer_id: str
    revenue: float

pipeline = [
    {"$group": {"_id": "$customer_id", "revenue": {"$sum": "$total"}}},
    {"$project": {"_id": 0, "customer_id": "$_id", "revenue": 1}},
    {"$sort": {"revenue": -1}},
]

results = await Order.aggregate(
    pipeline, projection_model=CustomerRevenue
).to_list()  # List[CustomerRevenue]

Grouping by Date with $dateToString

For time-series analytics, group by a formatted date. $dateToString turns a timestamp into a string bucket like "2026-06" for monthly revenue.

The result is ideal for charting endpoints: one row per month, sorted chronologically.

pipeline = [
    {"$match": {"status": "paid"}},
    {"$group": {
        "_id": {"$dateToString": {
            "format": "%Y-%m", "date": "$created_at"
        }},
        "revenue": {"$sum": "$total"},
    }},
    {"$sort": {"_id": 1}},
]

monthly = await Order.aggregate(pipeline).to_list()

Wiring It Into a FastAPI Endpoint

Put the pipeline behind an async route. Because the aggregation runs in MongoDB, the handler stays tiny and fast even over millions of orders.

Using projection_model as the response_model gives you automatic validation and OpenAPI docs.

from fastapi import APIRouter

router = APIRouter()

@router.get("/analytics/top-customers", response_model=list[CustomerRevenue])
async def top_customers(limit: int = 5):
    pipeline = [
        {"$match": {"status": "paid"}},
        {"$group": {"_id": "$customer_id", "revenue": {"$sum": "$total"}}},
        {"$project": {"_id": 0, "customer_id": "$_id", "revenue": 1}},
        {"$sort": {"revenue": -1}},
        {"$limit": limit},
    ]
    return await Order.aggregate(pipeline, projection_model=CustomerRevenue).to_list()

Modeling a Pipeline in Pure Python

The pipeline pattern — match, group, sum — is just data transformation. Here is the same logic in plain Python so you can see what MongoDB does internally: filter, bucket by key, accumulate a sum.

In production MongoDB does this far faster and with indexes, but understanding the shape helps you write correct stages.

orders = [
    {"customer_id": "c1", "status": "paid", "total": 100.0},
    {"customer_id": "c2", "status": "paid", "total": 40.0},
    {"customer_id": "c1", "status": "paid", "total": 60.0},
    {"customer_id": "c2", "status": "pending", "total": 999.0},
]

revenue = {}
for o in orders:
    if o["status"] != "paid":  # $match
        continue
    revenue[o["customer_id"]] = revenue.get(o["customer_id"], 0) + o["total"]  # $group + $sum

top = sorted(revenue.items(), key=lambda kv: kv[1], reverse=True)  # $sort
for customer_id, total in top:
    print(f"{customer_id}: {total}")

Quick Check

You want total revenue per customer, counting only paid orders. Which pipeline is correct?

Recap

You can now build analytics-style endpoints with Beanie aggregation pipelines:

  • $match early to filter and use indexes
  • $group with accumulators ($sum, $avg, $sum: 1 for counts)
  • Remember field paths need a leading $; plain strings are literals
  • $sort + $limit for leaderboards, $project to reshape and rename _id
  • $dateToString for time-series buckets
  • Pass projection_model to map raw rows into typed Pydantic models for clean FastAPI response_model output

The pipeline runs inside MongoDB, keeping your handlers small and your endpoints fast.

Bezpłatny start

Ucz się FastAPI Backend Development Bootcamp dzięki korepetycjom AI — za darmo

Pisz i uruchamiaj kod w przeglądarce, otrzymuj natychmiastową pomoc od korepetytora AI dostępnego 24/7 i kontynuuj naukę w sieci lub w aplikacji.

Kursy
21
Lekcje
84

Często zadawane pytania

Czy lekcja „Potoki agregacji i złożone zapytania” jest bezpłatna?

Tak — pełny tekst „Potoki agregacji i złożone zapytania” jest dostępny za darmo tutaj w sieci. Aby ćwiczyć ją interaktywnie (wbudowany edytor kodu i tutor AI dostępny 24/7) i odblokować resztę kursu FastAPI Backend Development Bootcamp, przejdź na CoddyKit PRO. Kurs FastAPI Backend Development Bootcamp zawiera 4 lekcji w sumie.

Co nauczysz się w „Potoki agregacji i złożone zapytania”?

Wydajnie wykonuj potoki filtrowania, grupowania i agregacji na potrzeby endpointów analitycznych. Ćwiczysz FastAPI Backend Development Bootcamp z praktycznym kodem, który uruchamiasz bezpośrednio w przeglądarce, a tutor AI dostępny 24/7 odpowiada na Twoje pytania podczas pracy nad lekcją.

Czy potrzebuję doświadczenia, aby zacząć FastAPI Backend Development Bootcamp?

Nie wymagamy żadnego doświadczenia. FastAPI Backend Development Bootcamp w CoddyKit jest strukturyzowany dla początkujących i zaawansowanych użytkowników, więc możesz zacząć tutaj lub od początku i uczyć się w swoim tempie. To lekcja 3 z 4.

Ile czasu zajmuje lekcja „Potoki agregacji i złożone zapytania”?

Większość lekcji CoddyKit trwa około 5–10 minut. Każda lekcja to mały, interaktywny krok, dzięki czemu robisz systematyczne postępy i zawsze wracasz dokładnie do tego samego miejsca — na webie i w aplikacji.

Czy mogę pisać i uruchamiać kod w tej lekcji FastAPI Backend Development Bootcamp?

Tak. Każda lekcja FastAPI Backend Development Bootcamp zawiera wbudowany edytor kodu, więc piszesz i uruchamiasz prawdziwy kod bezpośrednio w przeglądarce i od razu otrzymujesz sprzężenie zwrotne od AI — bez konfiguracji na komputerze.

Wszystkie lekcje w tym kursie

  1. Asynchroniczny dostęp do MongoDB za pomocą Motor
  2. Modelowanie dokumentów za pomocą Beanie ODM
  3. Potoki agregacji i złożone zapytania
  4. Ewolucja schematu i migracje dokumentów
← Powrót do FastAPI Backend Development Bootcamp