MongoDB聚合$lookup关联数组内_id不生效问题求解

问题背景 #

现有两个MongoDB集合：

• carts：购物车集合，其中cartitems字段为数组，存储的商品ID为字符串格式，结构示例：

[{
  "_id": {
    "$oid": "62af0fefebc0b42a875c7df1"
  },
  "uuid": "6ca05ae0-522a-4db3-b380-2d2330ee1e27",
  "cartitems": [
    "62a0b24680cc2891148daf7b",
    "62a7339d91d01868921afa0a",
    "62a72f7191d01868921afa08",
    "62a7330291d01868921afa09"
  ],
  "created": "2022-06-19T14:00:47.846958537+02:00[Europe/Brussels]",
  "lastupdate": "2022-06-19T14:01:06.15165564+02:00[Europe/Brussels]"
},
{...},
{...}]

• products：商品集合，主键_id为ObjectId类型，结构示例：

[{
  "_id": {
    "$oid": "62a0b24680cc2891148daf7b"
  },
  "name": "Product1",
  "created": "2022-06-11T09:41:54.461308647+02:00[Europe/Brussels]",
  "category": "Workshops",
  "pricein": "28900",
  "lastupdate": "2022-06-17T16:09:53.385655474+02:00[Europe/Brussels]"
},
{...},
{...}]

最初使用的聚合查询无法返回正确关联结果，查询失效核心原因是*cartitems存储的字符串ID和products的ObjectId类型_id不匹配*，且cartitems是数组类型，直接对字段做单值类型转换无法生效。

可行方案 #

使用$map操作符遍历数组，对数组内每个元素单独做类型转换，转换完成后再执行$lookup关联即可。

方式1：直接覆盖原cartitems字段做转换 #

db.carts.aggregate([
  { $match: { uuid: "6ca05ae0-522a-4db3-b380-2d2330ee1e27" } },
  {
    $addFields: {
      cartitems: {
        $map: {
          input: "$cartitems",
          as: "itemId",
          in: { $toObjectId: "$$itemId" }
        }
      }
    }
  },
  {
    $lookup: {
      from: "products",
      localField: "cartitems",
      foreignField: "_id",
      as: "output"
    }
  }
])

方式2：保留原字段，转换结果存入新字段做关联 #

如果需要保留cartitems原始的字符串格式内容，可以将转换后的ID数组存入独立字段，关联时指定该字段为localField：

db.carts.aggregate([
  { $match: { uuid: "6ca05ae0-522a-4db3-b380-2d2330ee1e27" } },
  {
    $addFields: {
      convertedItemIds: {
        $map: {
          input: "$cartitems",
          as: "itemId",
          in: { $toObjectId: "$$itemId" }
        }
      }
    }
  },
  {
    $lookup: {
      from: "products",
      localField: "convertedItemIds",
      foreignField: "_id",
      as: "output"
    }
  }
])

优化建议：长期使用建议统一两个集合关联字段的存储类型，要么将cartitems内的ID直接存为ObjectId，要么将商品集合_id改为字符串类型，避免每次关联都做类型转换带来的性能开销。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Herman