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在 C# .NETCore 中使用 MongoDB（第 2 部分）：使用过滤子句检索文档

news 2025/9/26 7:33:48

在上一篇中，我们了解了一些驱动程序的基础知识以及如何将文档插入到集合中。在本系列的这一部分中，我们将学习如何从数据库中检索文档。

在 C# .NETCore 中使用 MongoDB（第 1 部分）：驱动程序基础知识和插入文档：
https://blog.csdn.net/hefeng_aspnet/article/details/150556600

在 C# .NETCore 中使用 MongoDB（第 2 部分）：使用过滤子句检索文档：
https://blog.csdn.net/hefeng_aspnet/article/details/150557025

在 C# .NETCore 中使用 MongoDB（第 3 部分）：跳过、排序、限制和投影：
https://blog.csdn.net/hefeng_aspnet/article/details/150557338

如果您喜欢此文章，请收藏、点赞、评论，谢谢，祝您快乐每一天。

任何文档都属于一个集合，因此所有 CRUD 操作都只作用于一个集合。要从集合中检索文档，我们可以使用Find、FindSync和FindAsync函数。

FindSync 和 FindAsync

FindSync和FindAsync都包含两个重载函数，每个函数包含三个参数。FindSync和FindAsync有点类似，只是FindSync是同步的，并且会阻塞直到调用完成。FindSync返回，IAsyncCursorwhileFindAsync返回的任务IAsyncCursor。

什么是 IAsyncCursor

MongoDB 分批返回查询结果，并且批次大小不会超过 BSON 文档的最大大小。从 3.2 版开始，BSON 文档的最大大小为 16 MB。最大文档大小有助于确保单个文档不会使用过多的 RAM，或者在传输过程中占用过多的带宽。将文档添加到集合时也适用此限制，但为了存储更大的文档，MongoDB 已提供 GridFS API。对于大多数查询，第一批返回 101 个文档或刚好超过 1 MB 的文档，后续批次将为 4MB。可以覆盖默认批次大小，我们可以通过设置BatchSize的属性从驱动程序中执行此操作FindOptions，该属性作为第二个参数传递给任何 find 方法。所以基本上，游标是指向查询结果集的指针。

默认情况下，服务器会在游标闲置 10 分钟后或客户端耗尽游标时自动关闭游标。要覆盖此行为，您可以noTimeout在查询中使用类的 usingNoCursorTimeout属性指定标志FindOptions。但是，您应该手动关闭游标或耗尽游标。

驱动程序中IAsyncCursor的代表一个异步游标。要访问文档，我们需要手动迭代游标。

检索文档

让我们构建第一个读取查询，以获取students数据库中集合中的所有文档。MainAsync使用以下内容更新该方法：

static async Task MainAsync()
{

var client = new MongoClient();

IMongoDatabase db = client.GetDatabase("school");

var collection = db.GetCollection<BsonDocument>("students");

using (IAsyncCursor<BsonDocument> cursor = await collection.FindAsync(new BsonDocument()))
{
while (await cursor.MoveNextAsync())
{
IEnumerable<BsonDocument> batch = cursor.Current;
foreach (BsonDocument document in batch)
{
Console.WriteLine(document);
Console.WriteLine();
}
}
}
}

任何 find 方法的第一个重载都需要 3 个参数；一个FilterDefinition用于定义查询过滤器的参数，一个用于FindOptions指定查询选项（例如游标超时、批量大小等）的可选参数，以及一个可选的cancellationToken。

在上面的代码中，我们通过向BsonDocument方法传递一个空值来指定一个空的过滤器定义。另一种写法是使用FilterDefinition<BsonDocument>.Empty来指示一个空的过滤器。使用空过滤器，我们基本上是在告诉它返回一个集合中的所有文档。之后，我们迭代游标以批量获取文档（MoveNextAsync在 while 循环中），并调用cursor.Current来获取当前批次中的文档，然后将其打印出来。

运行上面的代码应该会给我们提供该集合中已有的所有文档

{ "_id" : ObjectId("58469c732adc9f5370e50c9c"), "FirstName" : "Gregor", "LastName" : "Felix", "Class" : "JSS 3", "Age" : 23, "Subjects" : ["English", "Mathematics", "Physics", "Biology"] }

{ "_id" : ObjectId("58469c732adc9f5370e50c9d"), "FirstName" : "Machiko", "LastName" : "Elkberg", "Class" : "JSS 3", "Age" : 23, "Subjects" : ["English", "Mathematics", "Spanish"] }

{ "_id" : ObjectId("58469c732adc9f5370e50c9e"), "FirstName" : "Julie", "LastName" : "Sandal", "Class" : "JSS 1", "Age" : 25, "Subjects" : ["English", "Mathematics", "Physics", "Chemistry"] }

{ "_id" : ObjectId("58469c732adc9f5370e50c9f"), "FirstName" : "Peter", "LastName" : "Cyborg", "Class" : "JSS 1", "Age" : 39, "Subjects" : ["English", "Mathematics", "Physics", "Chemistry"] }

{ "_id" : ObjectId("58469c732adc9f5370e50ca0"), "FirstName" : "James", "LastName" : "Cyborg", "Class" : "JSS 1", "Age" : 39, "Subjects" : ["English", "Mathematics", "Physics", "Chemistry"] }

我们可以看到它与上一篇文章中添加的文档类似，但多了一个属性_id。所有集合都在此字段上拥有唯一的主索引，如果您在创建文档时未提供该属性，MongoDB 会默认提供一个。它的类型为ObjectId，并在 Bson 规范中定义。

为了演示FindOptions，我将添加一个选项，将批次大小限制为 2，然后在控制台中显示我们正在循环的批次。使用以下内容更新您的代码

FilterDefinition<BsonDocument> filter = FilterDefinition<BsonDocument>.Empty;
FindOptions<BsonDocument> options = new FindOptions<BsonDocument>
{
BatchSize = 2,
NoCursorTimeout = false
};

using (IAsyncCursor<BsonDocument> cursor = await collection.FindAsync(filter, options))
{

var batch = 0;
while (await cursor.MoveNextAsync())
{
IEnumerable<BsonDocument> documents = cursor.Current;
batch++;

Console.WriteLine($"Batch: {batch}");

foreach (BsonDocument document in documents)
{
Console.WriteLine(document);
Console.WriteLine();
}
}

Console.WriteLine($"Total Batch: { batch}");
}

并运行得到以下结果：

Batch: 1
{ "_id" : ObjectId("58469c732adc9f5370e50c9c"), "FirstName" : "Gregor", "LastName" : "Felix", "Class" : "JSS 3", "Age" : 23, "Subjects" : ["English", "Mathematics", "Physics", "Biology"] }

{ "_id" : ObjectId("58469c732adc9f5370e50c9d"), "FirstName" : "Machiko", "LastName" : "Elkberg", "Class" : "JSS 3", "Age" : 23, "Subjects" : ["English", "Mathematics", "Spanish"] }

Batch: 2
{ "_id" : ObjectId("58469c732adc9f5370e50c9e"), "FirstName" : "Julie", "LastName" : "Sandal", "Class" : "JSS 1", "Age" : 25, "Subjects" : ["English", "Mathematics", "Physics", "Chemistry"] }

{ "_id" : ObjectId("58469c732adc9f5370e50c9f"), "FirstName" : "Peter", "LastName" : "Cyborg", "Class" : "JSS 1", "Age" : 39, "Subjects" : ["English", "Mathematics", "Physics", "Chemistry"] }

Batch: 3
{ "_id" : ObjectId("58469c732adc9f5370e50ca0"), "FirstName" : "James", "LastName" : "Cyborg", "Class" : "JSS 1", "Age" : 39, "Subjects" : ["English", "Mathematics", "Physics", "Chemistry"] }

Total Batch: 3

我们也可以用更简洁、更干净的方式编写代码，通过调用ToListAsync或ForEachAsync从游标中获取所有文档并将其放入内存。有一些扩展方法IAsyncCursor可以执行此操作。以下是一些代码片段：

collection.FindSync(filter).ToList();

await collection.FindSync(filter).ToListAsync();

await collection.FindSync(filter).ForEachAsync(doc => Console.WriteLine());

collection.FindSync(filter).FirstOrDefault();

await collection.FindSync(filter).FirstOrDefaultAsync();

从代码角度来看，这看起来简洁明了，但它的作用是强制所有文档驻留在内存中。在某些情况下，这可能并不理想，而当查询结果很大时，游标会很有帮助，我们可以通过调用MoveNextAsync或来移动游标MoveNext。

寻找

此方法与其对应方法类似，只是它返回一个IFindFluent接口。这是一个流畅的接口，它为我们提供了诸如Count、Skip 、Sort 和Limit等操作的简单语法（稍后会详细介绍）。IFindFluent我们还可以从中返回一个游标（通过在其上调用ToCursor或ToCursorAsync）或一个列表（通过调用ToList或）。使用以下代码，我们可以获取所有文档，并使用方法ToListAsync将它们打印到控制台。Find

await collection.Find(FilterDefinition<BsonDocument>.Empty)
.ForEachAsync(doc => Console.WriteLine(doc));

结果

{ "_id" : ObjectId("58469c732adc9f5370e50c9c"), "FirstName" : "Gregor", "LastName" : "Felix", "Class" : "JSS 3", "Age" : 23, "Subjects" : ["English", "Mathematics", "Physics", "Biology"] }
{ "_id" : ObjectId("58469c732adc9f5370e50c9d"), "FirstName" : "Machiko", "LastName" : "Elkberg", "Class" : "JSS 3", "Age" : 23, "Subjects" : ["English", "Mathematics", "Spanish"] }
{ "_id" : ObjectId("58469c732adc9f5370e50c9e"), "FirstName" : "Julie", "LastName" : "Sandal", "Class" : "JSS 1", "Age" : 25, "Subjects" : ["English", "Mathematics", "Physics", "Chemistry"] }
{ "_id" : ObjectId("58469c732adc9f5370e50c9f"), "FirstName" : "Peter", "LastName" : "Cyborg", "Class" : "JSS 1", "Age" : 39, "Subjects" : ["English", "Mathematics", "Physics", "Chemistry"] }
{ "_id" : ObjectId("58469c732adc9f5370e50ca0"), "FirstName" : "James", "LastName" : "Cyborg", "Class" : "JSS 1", "Age" : 39, "Subjects" : ["English", "Mathematics", "Physics", "Chemistry"] }

查找特定文档

大多数情况下，我们并不想检索所有文档，而是指定一个过滤器，返回与该过滤器匹配的文档。现在让我们看看如何在查询中指定过滤器。

使用 BsonDocument 或字符串

我们可以定义一个 BsonDocument 作为过滤器，查询将查找与文档中定义的字段匹配的文档。将以下代码添加到您的方法中并运行它以检索姓名为“Peter”的学生。

var filter = new BsonDocument("FirstName", "Peter");

await collection.Find(filter)
.ForEachAsync(document => Console.WriteLine(document));

我们只得到一份文件

{ "_id" : ObjectId("58469c732adc9f5370e50c9f"), "FirstName" : "Peter", "LastName" : "Cyborg", "Class" : "JSS 1", "Age" : 39, "Subjects" : ["English", "Mathematics", "Physics", "Chemistry"] }

你可能会有点困惑，因为这些方法接受一个，FilterDefinition但我们传入的是一个 BsonDocument 对象，它却没有报错。这是因为它会被隐式转换，我们也可以从字符串中执行此操作。要使用字符串，我们需要定义一个有效的 JSON 字符串来指定过滤器。我们可以使用下面的代码对字符串执行相同的操作，并且仍然会得到相同的结果：

var filter = "{ FirstName: 'Peter'}";

await collection.Find(filter)
.ForEachAsync(document => Console.WriteLine(document));

我们还可以指定比较运算符或逻辑运算符。例如，获取年龄为 23 岁的学生。我们可以按如下方式构建查询：

var filter = new BsonDocument("Age", new BsonDocument("$eq", 23));

或使用字符串

var filter = "{ Age: {'$eq': 23}}";
我们所做的就是为运算符添加一个标识符，在本例中是$eq。查看此页面以获取运算符列表及其功能。让我们用上面的代码之一运行我们的代码，看看它会返回年龄为 23 岁的学生。

使用 FilterDefinitionBuilder

您可以使用FilterDefinitionBuilder，它是的构建器FilterDefinition。它提供了一套方法来构建查询，而Lt是其中之一，它指定了小于比较。因此，我们可以使用定义一个过滤器，FilterDefinitionBuilder如下所示：

var filter = new FilterDefinitionBuilder<BsonDocument>().Lt("age", 25);

或者使用接受 LINQ 表达式的重载方法：

var filter = new FilterDefinitionBuilder<Student>().Lt( student => student.Age, 25);
另外，您可以使用静态Builders类来构建过滤器定义，并且此类还具有用于构建其他内容的静态辅助方法，例如投影定义、排序定义和其他一些内容。

var filter = Builders<BsonDocument>.Filter.Lt("age", 25);
var filter = Builders<Student>.Filter.Lt(student => student.Age, 25);

驱动程序还为过滤器定义重载了 3 个运算符。分别是and (&)、or (|)和not (!)运算符。例如，我们想要获取年龄小于 25 岁且名字为 Peter 的学生，我们可以使用构建器助手和&重载运算符构建此类查询，如下所示

var builder = Builders<BsonDocument>.Filter;
var filter = builder.Lt("Age", 40) & builder.Eq("FirstName", "Peter");

从而运行并获取单个文档

{ "_id" : ObjectId("58469c732adc9f5370e50c9f"), "FirstName" : "Peter", "LastName" : "Cyborg", "Class" : "JSS 1", "Age" : 39, "Subjects" : ["English", "Mathematics", "Physics", "Chemistry"] }

LINQ 表达式

我们还没有讨论的最后一部分是这些方法的重载，它们接受一个 LINQ 表达式作为参数。当我们拥有一个强类型对象时，我们可以使用 LINQ 表达式构建一个过滤查询。假设我们想要获取年龄小于 25 岁且名字不是 Peter 的学生，并打印出他们的名字和姓氏。我们使用以下代码来实现：

var collection = db.GetCollection<Student>("students");
await collection.Find(student => student.Age < 25 && student.FirstName != "Peter")
.ForEachAsync(student => Console.WriteLine(student.FirstName + " " + student.LastName));

我们将集合类型更改为Student并运行以下代码，控制台上出现错误：

错误描述为“元素 ' id'与Student类型的任何字段或属性都不匹配” ，这是因为无法将_id数据库中的字段映射到 Student 类型的任何属性。这条错误信息在我们创建文档时自动添加。让我们通过添加一个在 MongoDB.Bson 包中定义的Student类型的属性来更新类型。ObjectId

class Student
{
public ObjectId Id { get; set; }
public string FirstName { get; set; }
public string LastName { get; set; }
public string Class { get; set; }
public int Age { get; set; }
public IEnumerable<string> Subjects { get; set; }
}

修改代码，也打印出ID并运行：

await collection.Find(student => student.Age < 25 && student.FirstName != "Peter")
.ForEachAsync(student => Console.WriteLine($"Id: {student.Id}, FirstName: {student.FirstName}, LastName: {student.LastName}"));

结果：

Id: 58469c732adc9f5370e50c9c, FirstName: Gregor, LastName: Felix
Id: 58469c732adc9f5370e50c9d, FirstName: Machiko, LastName: Elkberg

它确实有效。所以大多数情况下，你会想要使用表达式树语法来构建查询。有时，你想要更精细的查询，也可以使用其他方法。

在下一个教程中，我们将了解如何进行投影、排序、跳过、限制和排序。

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