在MongoDB聚合管道更新操作中能否实现$setOnInsert的等效功能？

背景 #

MongoDB近期新增了一项功能，支持通过传入聚合管道而非标准修改器对象执行update操作。聚合管道的语句可以引用文档已有属性，因此在需要基于其他字段计算特定字段的场景（比如数据迁移）中非常实用。

绝大多数标准更新运算符比如$set、$push、$inc等都可以用聚合表达式语言成功复现，从某种意义上而言这项新功能是传统修改器技术的泛化实现。不过如果要实现$addToSet这类操作，管道会变得相当冗长，也会带来一定性能损耗。

待解决的问题 #

目前无法通过聚合管道更新完全复现$setOnInsert运算符的功能。假设执行一次upsert操作：

db.test.update(selector, pipeline, { upsert: true });

常规思路中，默认会认为没有匹配selector的文档时，管道中的$$ROOT变量值为null，但实际MongoDB会将$$ROOT设置为从selector推导而来，这就导致无法在pipeline内部区分当前操作是更新还是插入。

判断$$ROOT._id的方案在_id是selector一部分的场景下会失效，目前可用的绕路写法如下：

selector = {
  _id: { $in: [value, 'fake'] },
}

用该写法替换更简单的{ _id: value }即可生效，但写法不够简洁规范。需要找到更优的解决方案，最好是存在某个隐藏变量可以直接在pipeline内部区分update和insert操作，类似$merge阶段中的$$new变量。

解决方案 #

截至MongoDB 7.0版本，官方没有提供聚合管道update场景下直接区分更新/插入操作的系统变量，可通过以下两种更规范的方案实现$setOnInsert的等效逻辑：

方案1：使用$ifNull判断业务字段 #

不要选择_id这类会出现在selector里的字段作为判断依据，选择仅在文档存在时才会出现的业务字段作为判断标记，不需要修改selector，写法简洁，适合绝大多数业务场景：

const pipeline = [
  {
    $set: {
      // 仅插入时生效的字段，等效$setOnInsert
      createTime: { $ifNull: ["$createTime", new Date()] },
      creator: { $ifNull: ["$creator", "system"] },
      // 无论更新还是插入都生效的字段
      updateTime: new Date(),
      updater: "user_001"
    }
  }
]

方案2：新增隐藏标记字段 #

如果业务上没有合适的通用判断字段，可以在所有文档中新增一个固定值的隐藏标记字段，插入后永远不会修改，兼容性更强，不受selector内容的影响：

const pipeline = [
  {
    $set: {
      __existsFlag: { $ifNull: ["$__existsFlag", true] },
      // 根据标记字段判断是插入还是更新
      insertOnlyField: { $cond: { if: "$__existsFlag", then: "$insertOnlyField", else: "insert_default" } },
      updateField: "new_value"
    }
  }
]

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Tomasz Lenarcik