唯一索引和模式验证

创建多属性索引

要实施应用程序的规则，请在具有以下特征的 accounts.bank 和 accounts.number 字段上创建索引：

• 为确保bank 和number 字段不重复，请将索引 设置为唯一。

• 要允许为多个字段索引，请创建索引索引。

• 要允许对大量内的文档索引，请将索引为 multikey 类型。

因此，您可以使用以下规范和选项创建复合多键唯一索引：

const specification = { "accounts.bank": 1, "accounts.number": 1 };
const options = { name: "Unique Account", unique: true };
db.users.createIndex(specification, options); // Unique Account

创建一个 partialFilterExpression

当前状态下的索引会对所有文档进行索引。但是，当您插入缺少 accounts.bank 或 accounts.number 字段的文档时，此实施可能会导致错误。

示例，尝试将以下数据插入到 users集合中：

const user1 = { _id: 1, name: { first: "john", last: "smith" } };
const user2 = { _id: 2, name: { first: "john", last: "appleseed" } };
const account1 = { balance: 500, bank: "abc", number: "123" };
db.users.insertOne(user1);
db.users.insertOne(user2);

{ acknowledged: true, insertedId: 1 }
MongoServerError: E11000 duplicate key error collection: test.users index: Unique Account dup key: { accounts.bank: null, accounts.number: null }

当您尝试将缺少一个或多个指定字段的文档插入索引集合时， MongoDB：

• 将缺失的字段填充到插入的文档中

• 将其值设置为 null

• 向索引添加一个条目

当插入不带 accounts.bank 和 accounts.number 字段的 user1 时， MongoDB将它们设置为 null 并添加唯一索引项。任何后续插入操作如果也缺少任一字段（例如 user2），都会导致重复键错误。

为避免这种情况，请使用部分过滤表达式，以便索引仅包含包含这两个字段的文档。有关更多信息，请参阅具有唯一约束的部分索引。使用以下选项重新创建索引：

const specification = { "accounts.bank": 1, "accounts.number": 1 };
const optionsV2 = {
   name: "Unique Account V2",
   partialFilterExpression: {
      "accounts.bank": { $exists: true },
      "accounts.number": { $exists: true }
   },
   unique: true
};
db.users.drop( {} ); // Delete previous documents and indexes definitions
db.users.createIndex(specification, optionsV2); // Unique Account V2

通过插入两个不包含字段 accounts.bank 和 accounts.number 的用户来测试新的索引定义：

db.users.insertOne(user1);
db.users.insertOne(user2);

{ acknowledged: true, insertedId: 1 }
{ acknowledged: true, insertedId: 2 }

测试数据库实施

为确保无法为两个不同用户注册同一帐户，请测试以下代码：

/* Cleaning the collection */
db.users.deleteMany( {} ); // Delete only documents, keep indexes definitions
db.users.insertMany( [user1, user2] );
/* Test */
db.users.updateOne( { _id: user1._id }, { $push: { accounts: account1 } } );
db.users.updateOne( { _id: user2._id }, { $push: { accounts: account1 } } );

{ acknowledged: true, insertedId: null, matchedCount: 1, modifiedCount: 1, upsertedCount: 0 }
MongoServerError: E11000 duplicate key error collection: test.users index: Unique Account V2 dup key: { accounts.bank: "abc", accounts.number: "123" }

第二个 updateOne 命令正确返回错误，因为您无法为两个单独的用户添加相同的帐户。

测试数据库是否允许为同一用户多次添加同一帐户：

/* Cleaning the collection */
db.users.deleteMany( {} ); // Delete only documents, keep indexes definitions
db.users.insertMany( [user1, user2] ); // Re-insert test documents
/* Test */
db.users.updateOne( { _id: user1._id }, { $push: { accounts: account1 } } );
db.users.updateOne( { _id: user1._id }, { $push: { accounts: account1 } } );
db.users.findOne( { _id: user1._id } );

{ acknowledged: true, insertedIds: { '0': 1, '1': 2 } }
{ acknowledged: true, insertedId: null, matchedCount: 1, modifiedCount: 1, upsertedCount: 0 }
{ acknowledged: true, insertedId: null, matchedCount: 1, modifiedCount: 1, upsertedCount: 0 }
_id: 1,
name: { first: 'john', last: 'smith' },
accounts: [
   { balance: 500, bank: 'abc', number: '123' },
   { balance: 500, bank: 'abc', number: '123' }
]

返回的代码显示数据库多次错误地将同一帐户添加到同一用户。发生此错误的原因是， MongoDB索引不会复制具有指向同一文档的相同键值的完全相等的条目。

当您对用户第二次插入 account1 时， MongoDB不会创建索引项，因此其上没有重复值。为了有效地实现应用程序设计，如果您尝试将同一帐户多次添加到同一用户，数据库应返回错误。

设置模式验证

要使应用程序拒绝将同一帐户多次添加到同一用户，实现模式验证。以下代码使用$expr 操作符写入一个表达式，以验证大量中的项目是否唯一：

const accountsSet = {
   $setIntersection: {
      $map: {
         input: "$accounts",
         in: { bank: "$$this.bank", number: "$$this.number" }
      }
   }
};
const uniqueAccounts = {
   $eq: [ { $size: "$accounts" }, { $size: accountsSet } ]
};
const accountsValidator = {
   $expr: {
      $cond: {
         if: { $isArray: "$accounts" },
         then: uniqueAccounts,
         else: true
      }
   }
};

当 { $isArray: "$accounts" } 为 true 时，则 accounts大量存在于文档中，并且MongoDB将应用 uniqueAccounts验证逻辑。如果文档通过逻辑，则有效。

uniqueAccounts表达式将原始 大量的大小与accounts accountsSet的大小进行比较，后者由$setIntersection 的映射版本的accounts 创建：

• $map函数会将accounts 大量中的每个条目转换为仅包含accounts.bank 和accounts.number 字段。

• $setIntersection函数通过将映射的大量视为一个设立来删除重复项。

• $eq函数会比较原始accounts 大量和去重后accountsSet 的大小。

如果两个大小相等，则根据 accounts.bank 和 accounts.number 确定所有条目都是唯一的，然后验证将返回 true。如果不是，则存在重复项，并且验证失败并显示错误。

您可以测试模式验证，以确保数据库不允许将同一帐户多次添加到同一用户：

/* Cleaning the collection */
db.users.drop( {} ); // Delete documents and indexes definitions
db.runCommand( {
   collMod: "users", // update collection to use schema validation
   validator: accountsValidator
} );
db.users.insertMany( [user1, user2] );
/* Test */
db.users.updateOne( { _id: user1._id }, { $push: { accounts: account1 } } );
db.users.updateOne( { _id: user1._id }, { $push: { accounts: account1 } } );

MongoServerError: Document failed validation
Additional information: {
   failingDocumentId: 1,
   details: {
      operatorName: '$expr',
      specifiedAs: {
      '$expr': {
         '$cond': {
            if: { '$and': '$accounts' },
            then: { '$eq': [ [Object], [Object] ] },
            else: true
         }
      }
      },
      reason: 'expression did not match',
      expressionResult: false
   }
}

第二个 updateOne() 命令返回 Document failed validation 错误，表示数据库现在拒绝任何将同一帐户多次添加到同一用户的尝试。