Mongodb中的ObjectId

使用mongodb时，当集合中的文档没有_id字段时，会为文档自动生成一个ObjectId类型的_id。日常查询过程中，也能看到_id是ObjectId里带有一段字符串，这个字符串代表什么意义，和其他类型的ID有什么相同或不同。本文研究mongodb官方文档，并通过实践来解释ObjectID这个数据类型。

ObjectId定义

ObjectId是一种小型的，几乎是唯一的，易于产生和排序的数据结构。长度是12个字节，由3部分组成

4个字节的时间戳，表明objectId的创建时间，以秒为单位的unix时间
5个字节的随机字符串，在运行机器上的进程中是唯一的
3个字节的增长计数器，初始值是一个随机数

其中时间戳和增长计数器与其他BSON类型不同，是按照高位优先排序。

如果使用数字类型来创建ObjectID， ObjectID中的时间戳，会被数字值来替代。

//使用数字类型定义3个ObjectID
db.inventory.insertMany([{
    part: 'AB307',
    _id: ObjectId(1)
},{
    part: 'AB307',
    _id: ObjectId(2)
},{
    part: 'AB307',
    _id: ObjectId(3)
}])

// 产生的id中，数字类型替代了4个字节的时间戳
{
	"acknowledged" : true,
	"insertedId" : ObjectId("000000013e53cb5bc48f4e54")
}
{
	"acknowledged" : true,
	"insertedId" : ObjectId("000000023e53cb5bc48f4e55")
}
{
	"acknowledged" : true,
	"insertedId" : ObjectId("000000033e53cb5bc48f4e56")
}

上面代码的运行结果中可以看到，4个字节长度的00000001，00000002，00000003，替代了时间错。而后面3个字节长度的增长计数器，8f4e54，8f4e55，8f4e56在每一条新纪录插入时，都会增长。而中间3e53cb5bc4这个长度为5个字节的字符串，是由运行机器进程中随机产生的字符串。

时间戳+随机字符串+自增长字符串，保证了objectId的唯一性。

文档中的ObjectId

Mongodb的每一个文档都需要有唯一的_id字段作为主键。如果没有_id字段，mongodb自动添加一个ObjectId作为_id字段。这对于设置{upsert:true}的更新语句插入数据同样适用。

使用ObjectId作为_id字段的好处

在mongosh中，通过ObjectId.getTimestamp()方法，获取文档创建时间

//运行代码
ObjectId("655ef22e69185fac9ce3ce92").getTimestamp()
//获取创建时间
ISODate("2023-11-23T14:33:18.000+08:00")
按照_id排序，等价于按照文档创建时间排序

ObjectId的单调性

ObjectId虽然按照时间来产生，并带有随机数保证其唯一性。但objectId并不是单调的，受到两个因素影响

产生objectId仅仅以秒为单位，记录下来unix时间。当同一秒钟产生多个objectId时，并不能保证每一个objectid的排列顺序。
通过client产生的ObjectId，其时间错可能与服务器时间不一致