MongoDB 3.4版本下如何通过$lookup关联数组字段查询用户所属组

3.4版本能力边界说明 #

MongoDB 3.4版本自带的$lookup能力完全可以满足当前关联需求，无需依赖3.6+版本才支持的pipeline自定义匹配语法：

• 3.4版本的$lookup仅支持固定格式的等值关联：指定当前集合的本地标量字段，与关联集合的任意字段（包含数组类型字段）做等值匹配
• 当关联集合的匹配字段为数组类型时，MongoDB会自动匹配：只要数组中任意元素等于当前文档的本地字段值，就会将该关联文档纳入结果集，匹配逻辑和$in查询完全一致
• 当前的关联场景刚好适配这个原生能力：从用户集合出发，用用户本身的_id（标量值），匹配组集合中userIds数组包含该用户ID的所有组文档

可直接运行的聚合管道 #

所有用到的聚合阶段均为3.4版本原生支持，无版本依赖：

// 在USERS用户集合上执行聚合操作
db.USERS.aggregate([
  // 关联匹配所有包含当前用户ID的组文档
  {
    $lookup: {
      from: "GROUPS", // 关联用户组集合
      localField: "_id", // 对应当前用户的主键字段
      foreignField: "userIds", // 组集合的用户ID数组字段，自动做数组元素匹配
      as: "matchedGroups" // 匹配到的组列表，固定返回数组结构
    }
  },
  // 裁剪字段，对齐期望的输出结构
  {
    $project: {
      email: 1, // 保留用户邮箱字段
      // 裁剪组列表字段，仅保留组_id和名称
      groups: {
        $map: {
          input: "$matchedGroups",
          as: "groupItem",
          in: {
            _id: "$$groupItem._id",
            name: "$$groupItem.name"
          }
        }
      }
    }
  }
])

输出结构验证 #

执行上述管道后，返回结果和你期望的格式完全一致，无任何结构偏差：

• 所有用户都会被返回，哪怕是没有加入任何组的用户，groups字段会自动返回空数组
• 每个用户的groups数组仅包含组的_id和name字段，无多余冗余字段

优化提示 #

• 提前在GROUPS集合的userIds字段创建多键索引，可大幅降低关联查询的扫描开销
• 如果需要对匹配的组增加过滤规则（比如仅关联状态为启用的组），可在管道中追加$filter阶段对matchedGroups数组做条件筛选，不需要依赖高版本的pipeline式$lookup语法

内容的提问来源于stack exchange，提问作者You Know Who