BSON类型

BSON是一种用来存储文档和MongoDB执行远程调用的二进制序列化格式。BSON规范位于bsonspec.org。

BSON支持以下数据类型，每种数据类型都有一个相应的数字和字符串别名，可以使用别名和$type操作符基于类型匹配模式检索文档。

比较/排序顺序

当比较不同BSON类型的值时，MongoDB使用下面的比较顺序，从最低到最高：

1.MinKey (内部类型)

2.Null

3.Numbers (ints, longs, doubles)

4.Symbol, String

5.Object

6.Array

7.BinData

8.ObjectId

9.Boolean

10.Date

11.Timestamp

12.Regular Expression

13.MaxKey (内部类型)

对于比较而言，MongoDB将一些类型看作是等价的。例如，数值类型在比较之前执行转换。

3.0.0版本的变化：Date排在Timestamp 之前。之前的版本，Date和Timestamp 排序相同。

对于比较而言，MongoDB将不存在的字段看作空BSON 对象，例如，对{ } 和{ a: null }在排序中被看作是等价的。

对于数组而言，小于比较或者升序排序比较的是数组中最小的元素，大于比较或者降序排序比较的是数组中最大的元素。例如，比较一个只有一个元素的数组类型字段(例如 [ 1 ]))和非数组字段(例如2)，比较的是1和2。

空数组(例如[])的比较被看作是小于空(null)或被看作丢失的字段。

对于BinData 类型，按下面顺序排序：

1.首先，按数据的长度或大小排序。

2.然后，按BSON一个字节子类型排序。

3.最后，一个字节一个字节地比较。

下面的章节针对特定的BSON类型描述了特别的注意事项：

ObjectId

ObjectId占据存储空间小、唯一、可被快速生成和索引。ObjectId类型值为12字节，前四个字节是一个时间戳，表示其被创建的时间：

• 前四个字节表示从UNIX新纪元来的秒数。
• 接下来的三个字节表示机器编号。
• 接下来的两个字节表示进程ID。
• 最后三个字节表示以随机数开始的计数。

在MongoDB中，集合中的文档需要一个作为主键的唯一_id字段，如果没有指定_id字段，MongoDB默认将ObjectId类型值作为_id字段值。例如，待插入文档不包含顶级_id字段，MongoDB驱动就会添加一个ObjectId类型的_id字段。

另外，如果mongod接收的待插入文档不包含_id字段，mongod将会添加一个ObjectId类型的_id字段。

MongoDB 客户端应该添加一个值为ObjectId的_id字段，使用值为ObjectId的_id字段有如下好处：

• 在mongo shell中，你可以使用ObjectId.getTimestamp() 方法获得ObjectId创建的时间。
• 给值为ObjectId的_id字段排序大体等价于按时间排序。

重要的：

在一秒之内，ObjectId值的顺序与生成时间之间的关系并不是严格的。如果单系统中，多个系统或多个进程或多个线程在一秒内产生了多个ObjectId值，这些值并不会严格地按照插入顺序展示。多客户端之间的时钟偏移也会导致不严格排序，即使这些值由客户端驱动程序生成。

String

BSON 的String类型是UTF-8编码的。一般来说，每种语言对应的驱动程序在执行序列化和反序列化BSON时将语言自身的string类型转换为UTF-8编码，这使得BSON string可以接受大多数国际字符。另外，使用$regex 查询支持UTF-8编码的正则表达式字符。

Timestamp

BSON 中有一个特殊的时间戳类型供MongoDB内部使用，并且不能和Date 配合使用。时间戳类型是64位的值：

• 第一个32位是time_t的值(从UNIX新纪元来的秒数)。
• 第二个32位是给定时间里一些操作的递增序号。

在一个mongod实例中，时间戳的值是唯一的。

在复制功能中，oplog有一个ts字段，字段值使用DSON时间戳，它反映了操作时间。

注：

BSON时间戳类型(Timestape)是供MongoDB内部使用的。大多数情况下，开发应用程序时使用Date类型。

如果你所插入文档的顶级字段是一个空值的时间戳类型(Timestape)，MongoDB 服务器将会用当前的时间戳(Timestape)替换它。例如执行下面的操作：

var a = new Timestamp();

db.test.insert( { ts: a } );

然后，使用db.test.find()方法查询，返回结果为：

{ "_id" : ObjectId("542c2b97bac0595474108b48"), "ts" : Timestamp(1412180887, 1) }

如果ts是嵌入式文档的一个字段，服务器会保持其为空值。

2.6版本中的变化：以前当插入文档时，服务器仅仅会替换头两个空值时间戳类型(Timestape)字段，包括_id字段。现在服务器会替换任何的顶级字段。

Date

BSON 日期类型是64位整型，表示从UNIX新纪元(Jan 1, 1970)来的毫秒数。这一结果表示了可表达的约2亿9000万年范围内的过去和未来。

官方的BSON规范指出DSON日期类型是通用协调时间(UTC datetime)。

BSON日期类型是有符号的，负值表示1970年之前的日期。

例如：

在mongo shell中，使用new Date()构建日期：var mydate1 = new Date()

在mongo shell中，使用ISODate()构建日期：var mydate2 = ISODate()

返回时间值的字符串：mydate1.toString()

返回日期中的月份，日期是基于0索引的，所以一月份就是：mydate1.getMonth()

MongoDB对JSON的扩展

JSON所表示的类型仅是BSON数据类型的子集。为了表示类型信息，MongoDB对JSON做如下扩展：

• strict模式。BSON类型的strict模式形式符合JSON RFC。任何的JSON分析器都能够分析这些键值对形式的strict模式形式。然而，仅MongoDB内部的JSON分析器识别转化为这种格式的信息。
• mongo Shell模式。MongoDB内部的JSON分析器和mongo shell都能解析这种模式。

这种形式被用于各种数据类型，这些类型依赖于JSON被解析的上下文环境。

解析器和支持的格式

以strict模式输入

以下能够解析strict模式形式，识别类型信息。

• REST Interfaces
• mongoimport
• 各种MongoDB工具的查询选项

其他的JSON解析器，包括mongo shell 和db.eval()能够解析键值对形式的strict模式表示，但是不能够识别类型信息。

以mongo Shell 模式输入

以下能够解析mongo Shell模式表达，识别类型信息。

• REST Interfaces
• mongoimport
• 各种MongoDB工具的查询选项
• mongo shell

以strict模式输出

mongoexport 和REST and HTTP Interfaces以Strict模式输出数据。

以mongo Shell 模式输出

bsondump以mongo Shell 模式输出数据。

BSON数据类型和相关的描述

下面展示了strict模式和mongo Shell模式的一些BSON数据类型及相关描述。

Binary

• 是base64编码形式的二进制字符串
• 表示用一个字节指明数据类型。在strict模式中它是十六进制字符串，在mongo Shell模式中它是整数。

Date

在strict模式中，是ISO-8601数据格式的强制性时区字段，它的模板为：YYYY-MM-DDTHH:mm:ss.mmm。

当前的MongoDB JSON解析器不支持加载Unix新纪元之前的ISO-8601 字符串日期。当格式化系统的time_t 类型的纪元之前和之后的时间时，采用下面的格式：{ "$date" : { "$numberLong" : "" } }

在Shell 模式中，是一个64字节有符号整数的JSON形式，这个整数的表示形式为协调世界时间(UTC)的毫秒数。

Timestamp

• 为32位无符号整型UTC毫秒形式的JSON表达
• 为自增的32位无符号整型

Regular Expression(正则表达式)

• 是由有效的JSON字符构成的字符串
• 是由有效的JSON字符和转义双引号字符构成的字符串，但可能不包含转义的正斜杠(/)，
• 是一个包含以字母表示的正则表达式选项的字符串
• 是一个仅可能包含‘g’, ‘i’, ‘m’ 和‘s’ 的字符串，因为JavaScript和Mongo shell表示支持有限的选择范围，当转化成这种表示时，不合格选项将被丢弃。

OID

DB Reference

• 是由有效的JSON字符构成的字符串。
• 是任何有效的JSON扩展类型。

Undefined Type

表示为JavaScript/BSON中未定义类型。

查询文档时不能使用未定义类型。将下面的文档插入people 集合：

db.people.insert( { name : "Sally