如何通过MongoDB查询将嵌套子文档转换为独立文档？

我正在模拟Firebase Realtime DB的Restful API，由于数据上传时未遵循标准结构，现在需要把嵌套文档拆分成独立文档，这样后续的排序、聚合操作可以直接通过MongoDB查询完成，不用在服务器端处理。

当前$project提取的数据 #

{
  "data": {
    "8787879798": {
      "value": 89
    },
    "c5ca5ebd804b4b1aab82348a4070fa78": {
      "sample": 78
    },
    "88dc2f042c3e4aa3a2a2378e48444000": {
      "sample": 78
    },
    "7061e88f77754b6e94b3b2ed3bf7513f": {
      "sample": 78
    },
    "033f120577c443548d4cdc4425a7767f": {
      "sample": 78
    },
    "33fb18ba5e3d41c5a6b9b89433ab231d": {
      "sample": 78
    },
    "5f9c6d4bf0e3416b9b963dbf5d15021d": {
      "sample": 78
    }
  }
}

当前使用的聚合查询 #

[
  {
    $project: {
      _id: 0,
      data: "$foo.bar.xyz"
    }
  }
]

期望输出 #

每个子文档成为独立文档

{ "8787879798": { "value": 89 } }
{ "c5ca5ebd804b4b1aab82348a4070fa78": { "sample": 78 } }
{ "88dc2f042c3e4aa3a2a2378e48444000": { "sample": 78 } }
{ "7061e88f77754b6e94b3b2ed3bf7513f": { "sample": 78 } }
{ "033f120577c443548d4cdc4425a7767f": { "sample": 78 } }
{ "33fb18ba5e3d41c5a6b9b89433ab231d": { "sample": 78 } }
{ "5f9c6d4bf0e3416b9b963dbf5d15021d": { "sample": 78 } }

解决方案 #

通过MongoDB的$objectToArray、$unwind和$replaceRoot三个聚合操作组合，就能实现需求：

1. 转换为键值数组：用$objectToArray把嵌套的data对象转换成包含k（键）和v（值）的数组
2. 拆分数组为单文档：用$unwind将数组拆成多个独立文档，每个文档对应原数组中的一个键值对
3. 重构根文档：用$replaceRoot配合$arrayToObject，把每个键值对重新组合成独立的根文档

完整聚合查询语句：

[
  {
    $project: {
      _id: 0,
      data: { $objectToArray: "$foo.bar.xyz" }
    }
  },
  { $unwind: "$data" },
  {
    $replaceRoot: {
      newRoot: {
        $arrayToObject: [[{ k: "$data.k", v: "$data.v" }]]
      }
    }
  }
]

操作说明 #

• $objectToArray: "$foo.bar.xyz"：把原嵌套对象转成[{k: "8787879798", v: {value:89}}, ...]格式的数组
• $unwind: "$data"：将数组拆分成7个独立文档，每个文档包含一个data对象
• $arrayToObject + $replaceRoot：把每个data的k和v重新组合成单个文档，替换当前根文档，最终得到期望的输出格式

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Kayvan Shah