MongoDB的BSON类型

r囧r小猫 2021-07-04 15:55 388阅读 0赞

# BSON类型 #

## 目录 ##

*  BSON 类型
 *  BSON 几种特殊类型

[BSON][] 是一种二进制序列化后的格式，用于存储文档并被MongoDB用来远程调用。BSON的规范在 [bsonspec.org][] 网站

## BSON Type ##

BSON主要有以下类型：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>Type</th> 
   <th>Number</th> 
   <th>Alias</th> 
   <th>Notes</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Double</td> 
   <td>1</td> 
   <td>“double”</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>String</td> 
   <td>2</td> 
   <td>“string”</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Object</td> 
   <td>3</td> 
   <td>“object”</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Array</td> 
   <td>4</td> 
   <td>“array”</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Binary data</td> 
   <td>5</td> 
   <td>“binData”</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Undefined</td> 
   <td>6</td> 
   <td>“undefined”</td> 
   <td>Deprecated.</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ObjectId</td> 
   <td>7</td> 
   <td>“objectId”</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Boolean</td> 
   <td>8</td> 
   <td>“bool”</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Date</td> 
   <td>9</td> 
   <td>“date”</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Null</td> 
   <td>10</td> 
   <td>“null”</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Regular Expression</td> 
   <td>11</td> 
   <td>“regex”</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>DBPointer</td> 
   <td>12</td> 
   <td>“dbPointer”</td> 
   <td>Deprecated.</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>JavaScript</td> 
   <td>13</td> 
   <td>“javascript”</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Symbol</td> 
   <td>14</td> 
   <td>“symbol”</td> 
   <td>Deprecated.</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>JavaScript (with scope)</td> 
   <td>15</td> 
   <td>“javascriptWithScope”</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>32-bit integer</td> 
   <td>16</td> 
   <td>“int”</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Timestamp</td> 
   <td>17</td> 
   <td>“timestamp”</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>64-bit integer</td> 
   <td>18</td> 
   <td>“long”</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Decimal128</td> 
   <td>19</td> 
   <td>“decimal”</td> 
   <td>New in version 3.4.</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Min key</td> 
   <td>-1</td> 
   <td>“minKey”</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Max key</td> 
   <td>127</td> 
   <td>“maxKey”</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

利用上述类型，我们可以通过 [$type][type] 这个操作器来选择出我们想要的类型的数据，比如你有一个字段 tag， 它的类型是不确定的，有可能为int，也有可能为string，用 $type 可以筛选出指定类型的数据。

> db.news\_society.find(\{‘tag’: \{$type: “int”\}\}) \# 注意int加双引号

如果我们要查看字段的类型，可以通过 typeof 命令获得

> a = db.news_society.findOne({ 'tag': { $type: "int"}})
    { 
    	"_id" : "8b6b01f0e590b3e0f3891ef3242c9b0e",
    	"tag" : 1,
    	"num" : 1,
    	"url" : "https://news.qq.com/a/20161116/5491d4e8b86463b3d3ee2944c77c2b35.htm",
    	"content" : "西风挟雨声翻浪。恰洗尽、黄茅瘴。老惯人间齐得丧。千岩高卧，五湖归棹，替却凌烟像。故人小驻平戎帐，白羽腰间气何壮。我老渔樵君将相。小槽红酒，晚香丹荔，记取蛮江上。0000",
    	"article_title" : "fff",
    	"timestamp" : 1542017925.373029
    }
    > typeof a._id
    string
    > typeof a.tag
    number

如果我们要把BSON类型转化为JSON，可以参考[这里][Link 1]

## BSON Specicial Type ##

下面讲述的是BSON几种特殊类型：

### ObjectId ###

ObjectIds很小（个人认为并不小），可能有点独特，但是生成和排序非常快。（ObjectIds are small, likely unique, fast to generate, and ordered.）

ObjectId的值由12个字节组成，分别如下：

*  一个大小为4个字节的时间戳，Unix时间
 *  一个大小为5个字节的随机数
 *  一个大小为3个字节的计数器，从随机数开始算起

在MongoDB中，每个集合里面的文档都需要一个“\_id”字段（类型为ObjectId）作为主键。如果你插入的文档缺少\_id这个字段，则MongoDB会自动生成一个，生成方法如上。

上述方式适用于“更新文档操作（update）， 且条件为 “upsert：true”的情况。

通过使用\_id这种唯一键的好处：

*  通过 ObjectId.getTimestamp() 获取插入时的时间戳（注意时区）
 *  根据 \_id 排序大致相当于按创建时间排序

为什么可以根据\_id排序？  
ObjectId 看起来虽然像是经过hash的值，但是实际上它是一组十六进制的字符串，前4位是时间戳，而时间戳是不断递增的，所以这组数会不断变大，当然，这只是一种大致排序，而不是精确排序，原因有二：

*  时间戳的精确度只精确到秒，但一秒内是可以创建多个\_id的，所以同一秒创建的\_id无法排序
 *  这个时间戳是由客户端生成的，所以不同系统产生的时间也会有区别

参考：  
[MongoDB深究之ObjectId][MongoDB_ObjectId]  
[ObjectId()][ObjectId]

### String ###

BSON的字符串类型采用UTF-8编码。在序列化和反序列化BSON时，每种编程语言的驱动程序都会将它们自身的字符串编码转换为UTF-8。这样可以轻松地将大多数国际字符存储在BSON字符串中。 此外，MongoDB的 正则查询（$ regex）也支持UTF-8。

注：通过UTF-8编码的字符串，用sort()方法大多数情况是没问题的，但是因为sort()方法底层使用的是 C++ 的strcmp的api， 用这个方法处理某些字符串可能会出错。

### Timestamps ###

BSON的Timestamp类型比较特殊，主要给内部使用，它跟下面讲到的Date类型是没有多大关系的。Timestamp的大小为64位：

*  前32位是一个Unix时间的时间戳
 *  后面的32位是一个给定时间内（秒）操作的递增序数

在单个mongod实例中，时间戳值始终是唯一的。

在副本集中，oplog包含一个ts字段。此字段中的值反映了使用BSON时间戳值的操作时间。

如果在顶级字段中插入包含空BSON时间戳的文档，MongoDB服务器将使用当前时间戳值替换该空时间戳。例如，如果您创建插入带有时间戳值的文档，如以下操作：

**顶级字段：** 比如在 \{“ts”: \{“time”: 13422\}, “\_id”: “2drf43”\}中，ts 和 \_id 就是顶级字段

**操作时间：** 暂时还未理解

>var a = new Timestamp();
    >db.test.insertOne( {  ts: a } );
    
    >db.test.find()
    {  "_id" : ObjectId("542c2b97bac0595474108b48"), "ts" : Timestamp(1412180887, 1) }

而如果空时间戳的字段非顶级字段，则保留空时间戳

### Date ###

BSON的Date类型是大小为64位的整型时间戳，也是Unix时间，精确到毫秒。  
需要注意的是，Date采用UTC时间，所以有时区问题

# 只有Date() 方法有加上时区
    > date1 = Date()
    Thu Nov 29 2018 23:53:07 GMT+0800 (CST)
    > date2 = new Date()
    ISODate("2018-11-29T15:53:29.403Z")
    > date3 = ISODate()
    ISODate("2018-11-29T15:53:41.685Z")
    > date4 = new ISODate()
    ISODate("2018-11-29T15:53:54.962Z")
    
    # toString()方法会自动转换时区
    > date1s = date1.toString()
    Thu Nov 29 2018 23:53:24 GMT+0800 (CST)
    > date2s = date2.toString()
    Thu Nov 29 2018 23:53:29 GMT+0800 (CST)
    > date3s = date3.toString()
    Thu Nov 29 2018 23:53:41 GMT+0800 (CST)
    > date4s = date4.toString()
    Thu Nov 29 2018 23:53:54 GMT+0800 (CST)
    
    > date1s = date1.getMonth()  # 注意月份是从0开始的
    10

疑问： Date居然是整型的？

参考：  
[一些时间的概念与区分(UTC、GMT、LT、TAI等)][UTC_GMT_LT_TAI]

[BSON]: https://docs.mongodb.com/manual/reference/glossary/#term-bson
[bsonspec.org]: http://bsonspec.org/
[type]: https://docs.mongodb.com/manual/reference/operator/query/type/#op._S_type
[Link 1]: https://docs.mongodb.com/manual/reference/mongodb-extended-json/
[MongoDB_ObjectId]: https://www.cnblogs.com/xjk15082/archive/2011/09/18/2180792.html
[ObjectId]: https://docs.mongodb.com/manual/reference/method/ObjectId/#ObjectId
[UTC_GMT_LT_TAI]: https://www.cnblogs.com/LubinLew/p/Knownledge_Time.html