$unwind: dela upp arrayfält

Steget $unwind delar upp ett arrayfält i ett dokument i flera utdatadokument – ett per arrayelement. Varje utdatadokument är en kopia av originaldokumentet där arrayfältet har ersatts med ett enskilt element från arrayen. Detta är viktigt för analyser per element, till exempel för att räkna hur många gånger varje tagg förekommer i alla artiklar i en samling.

Den enklaste formen av $unwind är en sträng med den dollarprefixade fältsökvägen: { $unwind: '$arrayField' }. Den utökade objektsyntaxen ger tillgång till ytterligare alternativ, till exempel att bevara tomma arrayer och inkludera arrayindexet. I de flesta fall räcker den enkla strängformen.

Som standard tar $unwind bort dokument där det angivna fältet saknas, är null eller är en tom array. Detta beteende liknar en inner join: endast dokument med icke-tomma arrayer släpps igenom. Om du vill bevara dokument med saknade eller tomma arrayer anger du preserveNullAndEmptyArrays: true. Detta är viktigt när arrayfältet är valfritt och du inte vill förlora det överordnade dokumentet.

Alternativet includeArrayIndex lägger till ett nytt fält i varje utdatadokument som innehåller elementets nollbaserade index i originalarrayen. Detta är användbart när positionen i arrayen har betydelse – till exempel ordningen på stegen i en process, rankningen för ett sökresultat eller händelseförloppet i en logg.

Det vanligaste mönstret i MongoDB-aggregationer är $unwind + $group: först plattar du ut arrayen för att få ett dokument per element och grupperar sedan för att beräkna statistik per element. Om du till exempel delar upp arrayen tags och därefter grupperar efter taggnamn får du antalet artiklar per tagg.

Efter en $lookup är det sammanfogade fältet alltid en array. När joinen är en-till-en (en join via ett unikt _id) brukar du direkt använda $unwind för att platta ut arrayen med ett enda element till ett inbäddat objekt. Detta är ett så vanligt mönster att du ser det i nästan varje pipeline som använder $lookup.

För dokument med nästlade arrayer (arrayer inuti arrayer) kan du använda flera $unwind-steg efter varandra. Det första $unwind-steget delar upp den yttre arrayen och det andra delar upp den inre arrayen. Varje steg multiplicerar antalet utdatadokument, så var försiktig med djup nästling för att undvika en explosionsartad ökning av antalet dokument.

Ett kraftfullt användningsområde för $unwind är att beräkna statistik för enskilda arrayelement. I en e-handelsdatabas med order som innehåller orderrader (en array med underdokument) kan du till exempel dela upp orderraderna för att beräkna total intäkt, genomsnittligt antal eller de mest sålda artiklarna för alla orderrader i alla order – inte bara per order.

$unwind kan multiplicera antalet dokument i pipelinen kraftigt (ett dokument med en array på 100 element blir 100 dokument efter unwind). Detta ökar minnesanvändningen och bearbetningstiden för alla efterföljande steg. Fråga alltid: ”Kan jag uppnå detta med en arrayuttrycksoperator som $size, $filter eller $map i ett $project-steg i stället för att använda unwind?” Arrayuttrycksoperatorer är ofta snabbare eftersom de inte ökar antalet dokument.

Eftersom $unwind multiplicerar antalet dokument är det vanligtvis det dyraste steget i en pipeline när det används på stora arrayer. Prestandatips: använd $match och $project före $unwind för att minska storleken och antalet indatadokument; lägg till ett $match direkt efter $unwind om du bara är intresserad av vissa element; och begränsa antalet dokument som går in i unwind med ett tidigt $limit när det är lämpligt.

Efter en pipeline med $unwind + $group kan du använda $push i $group-steget för att bygga upp en array igen från de bearbetade elementen. Detta mönster är användbart för att filtrera eller omvandla arrayelement: dela upp arrayen för att få enskilda element, tillämpa omvandlingar eller filter per element och lägg sedan tillbaka elementen i en ny array. Detta är mer flexibelt än att använda $filter eller $map för komplex logik per element.

I den här lektionen har du lärt dig att $unwind skapar ett utdatadokument per arrayelement, att preserveNullAndEmptyArrays: true bevarar dokument med saknade eller tomma arrayer och att det klassiska $unwind + $group-mönstret möjliggör analyser per element, till exempel frekvensräkning av taggar. Härnäst utforskar vi $addFields, $replaceRoot och $mergeObjects.