MongoTemplate 教程系列（三）

第三章：Aggregate

在上一篇文章，讲了spring-data-mongodb常用的增删改查(CRUD)操作,但是平时我们除了这些简单的操作外还需要进行一些复杂统计。本章就介绍mongodb 强大的聚合操作“Aggregate”。

一、Aggregate

MongoDB中聚合(aggregate)主要用于处理数据(诸如统计平均值,求和等)，并返回计算后的数据结果。有点类似sql语句中的 count(*)。

mongodb语法

db.COLLECTION_NAME.aggregate(AGGREGATE_OPERATION)
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mongoTemplate中定义的相关方法：

<O> AggregationResults<O> aggregate(Aggregation aggregation, Class<?> inputType, Class<O> outputType)
<O> AggregationResults<O> aggregate(Aggregation aggregation, String collectionName, Class<O> outputType)
<O> AggregationResults<O> aggregate(TypedAggregation<?> aggregation, Class<O> outputType)
<O> AggregationResults<O> aggregate(TypedAggregation<?> aggregation, String inputCollectionName, Class<O> outputType)
<T> ExecutableAggregationOperation.ExecutableAggregation<T> aggregateAndReturn(Class<T> domainType)
<O> CloseableIterator<O> aggregateStream(Aggregation aggregation, Class<?> inputType, Class<O> outputType)
<O> CloseableIterator<O> aggregateStream(Aggregation aggregation, String collectionName, Class<O> outputType)
<O> CloseableIterator<O> aggregateStream(TypedAggregation<?> aggregation, Class<O> outputType)
<O> CloseableIterator<O> aggregateStream(TypedAggregation<?> aggregation, String inputCollectionName, Class<O> outputType)
二、Example
这部分结合需求来阐述：
比如数据库中存储的数据如下：
Q1："统计各个年级人数"   这个比较简单，我们只需要按照年级分组然后进行sum就能得到结果
mongo:
db.pt.aggregate([ { "$group" : { "_id" : "$grade_name" , "总人数" : { "$sum" : 1}}}] )
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java：
Aggregation aggregation1 = Aggregation.newAggregation(Aggregation.group("grade_name").count().as("总人数"));
AggregationResults<BasicDBObject> outputTypeCount1 =
        mongoTemplate.aggregate(aggregation1, "pt", BasicDBObject.class);
for (Iterator<BasicDBObject> iterator = outputTypeCount1.iterator(); iterator.hasNext(); ) {
    DBObject obj = iterator.next();
    System.out.println(JSON.toJSONString(obj));
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结果：
mongo-vue中:
console中：
Q2："统计某个年级某一项测试在某个范围的人数"  这个也不难，只需要匹配 年级+测试项目+项目分数 between 分数1 and 分数2 然后根据年级分组统计
mongo:
db.pt.aggregate(
        [ { "$match" : { "grade_name" : "一年级"}} , { "$unwind" : "$items"} , { "$match" : { "items.item_name" : "BMI" , "items.score" : { "$gt" : 60 , "$lt" : 70}}} , { "$group" : { "_id" : "$grade_name" , "一年级BMI正常人数" : { "$sum" : 1}}}]
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java:
Aggregation aggregation4 =
        Aggregation.newAggregation(
                Aggregation.unwind("items"),
                Aggregation.match(Criteria.where("items.item_name").is("BMI").and("items.score").gt(60).lt(70)),
                Aggregation.group("grade_name").count().as("BMI正常人数"));
AggregationResults<BasicDBObject> outputTypeCount4 =
        mongoTemplate.aggregate(aggregation4, "pt", BasicDBObject.class);
for (Iterator<BasicDBObject> iterator = outputTypeCount4.iterator(); iterator.hasNext(); ) {
    DBObject obj = iterator.next();
    System.out.println(JSON.toJSONString(obj));
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结果：
mongo-vue中:
console中：
Q3："统计某个年级某一项测试不在某个范围的人数"  这个和Q2的区别在于他是not between and，这我们需要使用or来出来，java中对应的是orOperator；
mongo:
db.pt.aggregate(
        [ { "$match" : { "grade_name" : "一年级"}} , { "$unwind" : "$items"} , { "$match" : { "items.item_name" : "BMI" , "$or" : [ { "items.score" : { "$lte" : 60}} , { "items.score" : { "$gte" : 70}}]}} , { "$group" : { "_id" : "$grade_name" , "BMI不正常人数" : { "$sum" : 1}}}]
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java:
Aggregation aggregation3 =
        Aggregation.newAggregation(
                Aggregation.match(Criteria.where("grade_name").is("一年级")),
                Aggregation.unwind("items"),
                Aggregation.match(Criteria.where("items.item_name").is("BMI").orOperator(
                        Criteria.where("items.score").lte(60),
                        Criteria.where("items.score").gte(70))),
                Aggregation.group("grade_name").count().as("BMI不正常人数"));
AggregationResults<BasicDBObject> outputTypeCount3 =
        mongoTemplate.aggregate(aggregation3, "pt", BasicDBObject.class);
for (Iterator<BasicDBObject> iterator = outputTypeCount3.iterator(); iterator.hasNext(); ) {
    DBObject obj = iterator.next();
    System.out.println(JSON.toJSONString(obj));
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这里有个问题需要注意：当定义多个Criteria （criteria1，criteria2，criteria3，criteria4）然后使用orOperator拼接的时候结果是不正确的，我实验然后错误的写法有两种：
1. criteria1.orOperator(criteria2) //criteria1 criteria2 是并列条件满足任一即可的【这个写法是铁定错误的！！！】
2. new Criteria().orOperator(criteria1,criteria2)//criteria1 criteria2 是并列条件满足任一即可的【这个写法百度说是正确写法，不知道为什么结果和上面的是一样的】
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结果：
mongo-vue中:
console中：
mongo:
db.pt.aggregate(
        [ { "$match" : { "grade_name" : "一年级"}} , { "$unwind" : "$items"} , { "$group" : { "_id" : "$items.item_name" , "平均分" : { "$avg" : "$items.score"} , "最小值" : { "$min" : "$items.score"} , "最大值" : { "$max" : "$items.score"}}}]
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java:
Aggregation aggregation5 =
        Aggregation.newAggregation(
                Aggregation.match(Criteria.where("grade_name").is("一年级")),
                Aggregation.unwind("items"),
                Aggregation.group("$items.item_name").avg("$items.score").as("平均分").min("$items.score").as
                        ("最小值").max("$items.score").as("最大值"));
AggregationResults<BasicDBObject> outputTypeCount5 =
        mongoTemplate.aggregate(aggregation5, "pt", BasicDBObject.class);
for (Iterator<BasicDBObject> iterator = outputTypeCount5.iterator(); iterator.hasNext(); ) {
    DBObject obj = iterator.next();
    System.out.println(JSON.toJSONString(obj));
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使用原生语句的写法：
//展开数组
DBObject queryUnwind=new BasicDBObject("$unwind","$items");
//分组统计
DBObject groupObject=new BasicDBObject("_id",new BasicDBObject("item_name", "$items.item_name"));
groupObject.put("min", new BasicDBObject("$min","$items.score"));
groupObject.put("max", new BasicDBObject("$max","$items.score"));
groupObject.put("avg", new BasicDBObject("$avg","$items.score"));
DBObject  queryGroup=new BasicDBObject("$group",groupObject);
AggregationOutput output=mongoTemplate.getCollection("pt").aggregate(queryUnwind,queryGroup);
for (Iterator<DBObject> iterator = output.results().iterator(); iterator.hasNext();) {
    DBObject obj =iterator.next();
    System.out.println(obj.toString());
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结果：
mongo-vue中:
console中：
Q5 .“统计各个年级每一个项目得分的最大值，最小值，平均值” 这个问题需要我们按照年级和项目名分组 计算出每一个的最大值，最小值，平均值然后把每个年级的push到一起
这里我直接使用类似原生语句的写法，不在单独写出mongo语句怎么写。
java:
/* 创建 $unwind 操作, 用于切分数组*/
DBObject unwind = new BasicDBObject("$unwind", "$items");
/* Group操作*/
DBObject groupFields = new BasicDBObject("_id",new BasicDBObject("grade_name", "$grade_name").append("item_name", "$items.item_name"));
groupFields.put("min_score", new BasicDBObject("$min","$items.score"));
groupFields.put("max_score", new BasicDBObject("$max","$items.score"));
groupFields.put("avg_score", new BasicDBObject("$avg","$items.score"));
DBObject group = new BasicDBObject("$group", groupFields);
/* Reshape Group Result*/
DBObject projectFields = new BasicDBObject();
projectFields.put("grade_name", "$_id.grade_name");
DBObject subProjects=new BasicDBObject("item_name","$_id.item_name");
subProjects.put("min","$min_score");
subProjects.put("max","$max_score");
subProjects.put("avg","$avg_score");
projectFields.put("item_info",subProjects );
DBObject project = new BasicDBObject("$project", projectFields);
/* 将结果push到一起*/
DBObject groupAgainFields = new BasicDBObject("_id", "$grade_name");
groupAgainFields.put("item_info", new BasicDBObject("$push", "$item_info"));
DBObject reshapeGroup = new BasicDBObject("$group", groupAgainFields);
/* 查看Group结果 */
AggregationOutput output1 = mongoTemplate.getCollection("pt").aggregate(unwind, group, project, reshapeGroup);
for (Iterator<DBObject> iterator = output1.results().iterator(); iterator.hasNext();) {
    DBObject obj =iterator.next();
    System.out.println(obj.toString());
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结果：
console中：