【MongoDB】BSON类型
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BSON是一种二进制序列化格式，用于在MongoDB中存储文档和进行远程过程调用。 有关BSON规范请访问bsonspec.org。
每种BSON类型标识符都具有整数和字符串两种表示方式，如下表：
| 类型 | 编号 | 别名 | 注释 |
| Double | 1 | “double” |
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| String | 2 | “string” |
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| Object | 3 | “object” |
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| Array | 4 | “array” |
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| Binary Data | 5 | “binData” |
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| Undefined | 6 | “undefined” | Deprecated（已废弃） |
| objectId | 7 | “objectId” |
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| Boolean | 8 | “bool” |
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| Date | 9 | “date” |
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| Null | 10 | “null” |
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| Regular Expression | 11 | “regex” |
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| DBPointer | 12 | “dbPointer” | Deprecated（已废弃） |
| JavaScript | 13 | “javascript” |
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| Symbol | 14 | “symbol” | Deprecated（已废弃） |
| JavaScript code with scope | 15 | “javascriptWithScope” | Deprecated in MongoDB 4.4 |
| 32-bit integer | 16 | “int” |
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| Timestamp | 17 | “timestamp” |
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| 64-bit integer | 18 | “long” |
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| Decimal128 | 19 | “decimal” | New in version 3.4 |
| Min Key | -1 | “minKey” |
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| Max Key | 127 | “maxKey” |
|
- $ type运算符支持使用这些值根据BSON类型查询字段。 $ type还支持类型编号的别名，该别名与integer, decimal, double, 和 long BSON类型匹配。
- $ type聚合运算符返回其参数的BSON类型。
- 如果$ isNumber聚合运算符的参数为BSON类型integer, decimal, double, 或 long.，则返回true。(New in version 4.4)
注：$ type用于筛选字段值是指定的BSON type(s)类型的文档。例如：
{ field: { $type: <BSON type> } }
{ field: { $type: [ <BSON type1> , <BSON type2>, ... ] } }
要查看字段类型，请参阅mongo Shell检查字段类型。
将BSON转换为JSON，请参阅MongoDB扩展的JSON。
以下各节描述了BSON类型需要特别注意的事项。
一、ObjectId
ObjectId比较小，还是唯一的，可以快速生成并排序。ObjectId值的长度为12个字节，包括：
- 4字节的时间戳（自Unix时代以来以秒为单位的时间戳值），代表ObjectId的创建
- 5字节的随机值
- 3字节的递增计数器，初始化值是随机值
虽然BSON格式本身是低位字节序，但时间戳和计数器值却是高位字节序，最有效字节出现在字节序列前端。
字节序，顾名思义字节的顺序，就是大于一个字节类型的数据在内存中的存放顺序(一个字节的数据当然就无需谈顺序的问题了)。
字节序分为两类：Big-Endian和Little-Endian，定义如下：
a) Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端，高位字节排放在内存的高地址端。
b) Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端，低位字节排放在内存的高地址端。
c) 网络字节序：TCP/IP各层协议将字节序定义为Big-Endian，因此TCP/IP协议中使用的字节序通常称之为网络字节序。
在MongoDB中，存储在集合中的每个文档都需要一个唯一的_id字段作为主键。如果插入的文档省略_id字段，则MongoDB驱动程序会自动为_id字段生成ObjectId类型值。
同理，通过upsert：true更新操作插入的文档时，若_id字段省略，也自动生成。
MongoDB客户端应添加一个唯一ObjectId值的_id字段。在_id字段中使用ObjectIds具有以下额外优点：
- 通过mongo shell，可以使用ObjectId.getTimestamp()方法查看ObjectId的创建时间。
- 在存储ObjectId值的_id字段上进行排序大致相当于按创建时间进行排序。
重要提示
尽管ObjectId值应随时间增加，但不一定是单调的。这是因为他们：
- ObjectId仅包含秒级时间戳，因此在同一秒内创建的ObjectId值没有保证的顺序
- 由客户端生成，客户端可能具有不同的系统时钟。
参考资料：ObjectId()
二、字符串(String)
BSON字符串是UTF-8编码。
通常，在对BSON进行序列化和反序列化时，每种编程语言的驱动程序都会从该语言的字符串格式转换为UTF-8。这样就可以轻松地将大多数国际字符存储在BSON字符串中。 [1]此外，MongoDB $ regex查询在regex字符串中支持UTF-8。
[1]对于一个UTF-8字符集的字符串，对字符串使用sort()是合理的。但是，由于内部sort（）使用C ++ strcmp api，因此排序顺序可能会错误地处理某些字符。
三、时间戳（Timestamps）
BSON有一种在MongoDB使用的特殊的内部时间戳类型，并且与常规Date类型无关。此内部时间戳记类型是64位值，其中：
- 最重要的32位是time_t值（自Unix时代以来的秒数）
- 最不重要的32位是某1秒内操作的递增序数。
由于BSON格式为低位优先，因此首先存储了最不重要的32位，但是mongod实例在所有平台上始终将先比较time_t值，在比较序数值，而不管字节顺序如何。
在一个mongod单实例中，时间戳值始终是唯一的。
在复本集中，操作日志（oplog）有一个ts字段。该字段值反映了BSON时间戳值的操作时间。
注意
BSON timestamp 类型是MongoDB内部使用。大多数情况下，在应用程序开发中，需要使用BSON date类型。更多信息，参考Date。
如果插入的文档包含带有空时间戳值的顶级字段时，MongoDB会将空时间戳值替换为当前时间戳值，但以下情况除外：如果_id字段本身包含空的时间戳值，则它将始终按原样插入并且不会被替换。
例：
插入有空时间戳值的文档：
db.test.insertOne( { ts: new Timestamp() } );然后运行db.test.find()将返回一个文档（内容类似）：
{ "_id" : ObjectId("542c2b97bac0595474108b48"), "ts" : Timestamp(1412180887, 1) }mongodb服务已将ts的空timestamp值替换为插入时的timestamp值。
四、日期（Date）
BSON Date是一个64位整数，代表自Unix纪元（1970年1月1日）到现在的毫秒数。这样可以追溯到过去和未来约2.9亿年的日期范围。
官方的BSON规范将BSON日期类型称为UTC日期。
BSON日期类型已签名。 [2]负值表示1970年之前的日期。
例如，在mongo shell中使用 new Date()函数创建Date：
var mydate1 = new Date()例如，在mongo shell中使用ISODate()函数创建Date：
var mydate2 = ISODate()例如，将日期值转成字符串：
mydate1.toString()例如，返回日期值的月份值；月索引从零开始，因此一月是月份0：
mydate1.getMonth()
[2]在2.0版之前，Date值被误解为无符号整数，这会影响日期字段上的排序，范围查询和索引。由于升级时不会重新创建索引。因此，如果使用较早版本的Date值创建了索引，并且1970年之前的日期与你的应用程序相关，请重新索引。