$sort（聚合阶段）

性能

$sort 是一个阻塞阶段，这会导致管道在处理数据前等待为阻塞阶段检索所有输入数据。阻塞阶段可能会降低性能，因为它会减少具有多个阶段的管道的并行处理。对于大型数据集，阻塞阶段还可能使用大量内存。

限制

• 您最多可以对 32 个键进行排序。

• 为排序模式提供重复字段会导致错误。

排序一致性

MongoDB 不按特定顺序将文档存储在集合中。对包含重复值的字段进行排序时，可能会以任何顺序返回包含这些值的文档。

$sort 操作不是“稳定排序”，这意味着具有等效排序键的文档在输出中不一定能保持与输入相同的相对顺序。

如果排序条件中指定的字段在两个文档中都不存在，那么它们排序所依据的值是相同的。这两个文档可以以任何顺序返回。

如果需要一致的排序顺序，请在排序中至少纳入一个包含唯一值的字段。最简单方法是在排序查询中纳入 _id 字段。

考虑 sample_mflix 示例数据集中的 movies 集合。以下命令按 year 升序对 1925 或 1926 年发行的电影进行排序：

db.movies.aggregate( [
   { $match: { year: { $in: [ 1925, 1926 ] } } },
   { $sort: { year: 1 } },
   { $project: { _id: 0, title: 1, year: 1 } }
] )

由于 year 字段在 1925 和 1926 中具有重复值，因此具有相同值的文档在不同运行中的排序方式可能会有所不同。示例，运行两次上一个命令会产生不同的排序：

[
   { title: "Clash of the Wolves", year: 1925 },
   { title: "Lady Windermere's Fan", year: 1925 },
   { title: "Grass: A Nation's Battle for Life", year: 1925 },
   { title: "Beau Geste", year: 1926 },
   { title: "The Black Pirate", year: 1926 },
   { title: "Ella Cinders", year: 1926 },
   { title: "For Heaven's Sake", year: 1926 },
   { title: "The Son of the Sheik", year: 1926 },
   { title: "The Strong Man", year: 1926 }
]

[
   { title: "Lady Windermere's Fan", year: 1925 },
   { title: "Grass: A Nation's Battle for Life", year: 1925 },
   { title: "Clash of the Wolves", year: 1925 },
   { title: "The Strong Man", year: 1926 },
   { title: "The Black Pirate", year: 1926 },
   { title: "Ella Cinders", year: 1926 },
   { title: "Beau Geste", year: 1926 },
   { title: "The Son of the Sheik", year: 1926 },
   { title: "For Heaven's Sake", year: 1926 }
]

一个操作按升序对 year 的值进行排序，但包含 year 重复值的文档的顺序并不相同。示例，1925 和 1926 的重复值。

要实现一致的排序，请在排序中添加一个仅包含唯一值的字段。以下命令同时对 year 字段和 _id 字段进行排序：

db.movies.aggregate( [
   { $match: { year: { $in: [ 1925, 1926 ] } } },
   { $sort: { year: 1, _id: 1 } }
] )

_id 字段始终包含唯一值，并且多次排序执行的排序顺序保持一致。

按数组字段排序

当 MongoDB 按数组值字段对文档进行排序时，排序键取决于排序是升序还是降序：

• 在升序排序中，排序键是数组中的最低值。

• 在降序排序中，排序键是数组中的最高值。

查询过滤器不影响排序键的选择。

例如，考虑 sample_mflix 示例数据集中的 movies 集合中的这些文档：

{
  _id: ObjectId("573a1395f29313caabce166c"),
  title: "The Comancheros",
  genres: [ "Action", "Western", "Adventure" ]
}
{
  _id: ObjectId("573a1391f29313caabcd8521"),
  title: "The Son of the Sheik",
  genres: [ "Adventure", "Drama" ]
}

以下查询按 genres 字段以升序和降序对文档进行排序：

// Ascending sort
db.movies.aggregate( [
   {
      $match: {
         title: { $in: [
            "The Comancheros", "The Son of the Sheik"
         ] }
      }
   },
   {
      $sort: { genres: 1 }
   }
] )

// Descending sort
db.movies.aggregate( [
   {
      $match: {
         title: { $in: [
            "The Comancheros", "The Son of the Sheik"
         ] }
      }
   },
   {
      $sort: { genres: -1 }
   }
] )

上述两个查询均首先返回 The Comancheros，因为 Action 和 Western 分别是其 genres 数组中最低和最高的条目。

按数组字段进行过滤和排序

当您按包含数组的字段进行过滤和排序时，过滤器不会影响用作排序键的值。此排序总是会将所有数组值视为潜在的排序键。

示例，以下查询将查找其 genres 数组包含 "Drama" 或 "Western" 的电影，并按 genres 对结果进行升序排序：

db.movies.aggregate( [
   {
      $match: {
         title: { $in: [
            "The Comancheros", "The Son of the Sheik"
         ] },
         genres: { $in: [ "Drama", "Western" ] }
      }
   },
   {
      $sort: { genres: 1 }
   }
] )

排序为升序。当按字母顺序排序时，排序键是 genres 数组中的第一个值：

• 在 The Comancheros 中，第一个 genres 元素是 Action。即使该值与过滤器 { genres: { $in: [ "Drama", "Western" ] } } 不匹配，也将其用作排序键。

• 在 The Son of the Sheik 中，第一个 genres 元素是 Adventure。同样，即使此操作与过滤器不匹配，它仍使用 Adventure 作为排序键。

查询首先返回 The Comancheros。

$sort 操作符与内存

$sort 和 $limit 内存优化

When a $sort precedes a $limit and there are no intervening stages that modify the number of documents, the optimizer can coalesce the $limit into the $sort. This allows the $sort operation to only maintain the top n results as it progresses, where n is the specified limit, and ensures that MongoDB only needs to store n items in memory. This optimization still applies when allowDiskUse is true and the n items exceed the aggregation memory limit.

优化可能因版本而异。

$sort 和内存限制

默认下，需要超过 100 MB 内存才能执行的管道阶段会将临时文件写入磁盘。这些临时文件在管道执行期间持续存在，并且可能影响实例上的存储空间。

单个 find 和 aggregate 命令可以通过以下任一方式覆盖 allowDiskUseByDefault 参数：

• 使用 { allowDiskUse: true } 以允许在 allowDiskUseByDefault 设置为 false 时将临时文件写入磁盘

• 使用 { allowDiskUse: false } 以禁止在 allowDiskUseByDefault 设置为 true 时将临时文件写入磁盘

有关更多详细信息，请参阅聚合管道限制。

$sort 索引使用

如果 $sort 操作符是管道中的第一个阶段，或者其前面仅有 $match 阶段，则该操作符可以使用索引。

当您在分片集群上使用 $sort 时，每个分片都会使用可用索引对其结果文档排序。然后 mongos 或一个分片会执行流式合并排序。