MongoDB中的_id和ObjectId

_id和ObjectId
MongoDB中存储的文档必须有一个”_id”键。这个键的值可以是任何类型的，默认是个ObjectId对象。
在一个集合里面，每个集合都有唯一的”_id”值，来确保集合里面每个文档都能被唯一标识。如果有
两个集合的话，两个集合可以都有一个值为”123”的”_id”的键，但是每个集合里面只能有一个”_id”
是123的文档。

1.ObjectId
ObjectId是”_id”的默认类型。它设计成轻量型的，不同的机器都能用全局唯一的同种方法方便地生成它。
这是MongoDB采用ObjectId，而不是其他比较常规的做法（比如自动增加的主键）的主要原因，因为在多个
服务器上同步自动增加主键值既费力还费时。MongoDB从一开始就设计用来作为分布式数据库，处理多个节
点是一个核心要求。后面会讲到ObjectId类型在分片环境中容易生成得多。
ObjectId使用12字节的存储空间，每个字节两位十六进制数字，是一个24位的字符串。由于看起来很长，不
少人会觉得难以处理。但关键是要知道这个长长的ObjectId是实际存储数据的两倍长。
如果快速连续创建多个ObjectId，会发现每次只有最后几位数字有变化。另外中间的几位数字也会变化（要
是在创建的过程中停顿几秒钟）。这是ObjectId的创建方式导致的。12字节按照如下方式生成：
0|1|2|3 | 4|5|6 | 7|8 | 9|10|11
时间戳 | 机器 | PID | 计数器
前4字节是从标准纪元开始的时间戳，单位为秒。这会带来一些有用的属性。
时间戳，与随后的5个字节组合起来，提供了秒级别的唯一性。
由于时间戳在前，这意味着ObjectId大致会按照插入的顺序排列。这对于某些方面很有用，如将其作为索引提
高效率，但是这个是没有保证的，仅仅是”大致”。这4个字节也隐含了文档创建的时间。绝大多数驱动都会公开
一个方法从ObjectId获取这个信息。
因为使用的是当前时间，很多用户担心要对服务器进行时间同步，其实这个没有必要，因为时间戳的实际值并不
重要，只要其总是不停增加就好了（每秒一次）。
接下来的三个字节是所在主机的唯一标识符。通常是机器主机名的散列值。这样就可以确保不同主机生成不同的
ObjectId，不产生冲突。
为了确保在同一台机器上并发的多个进程产生的ObjectId是唯一的。后3个字节就是一个自动增加的计数器，确
保相同进程同一秒产生的ObjectId也是不一样的。同一秒钟最多允许每个进程拥有256（16777216）个不同的ObjectId。

2.自动生成_id
前面讲到，如果插入文档的时候没有”_id”键，系统会帮你自动创建一个。可以由MongoDB服务器来做这件事情，但
通常会在客户端由驱动程序完成。理由如下：
虽然ObjectId设计成轻量型的，易于生成，但是毕竟生成的时候还是产生开销。在客户端生成体现了MongoDB的设计
理念：能从服务器端转移到驱动程序来做的事，就尽量转移。这种理念背后的原因是，即便是像MongoDB这样的可扩
展数据库，扩展应用层也要比扩展数据库层容易的多。将事务交由客户端来处理，就减轻了数据库扩展的负担。
在客户端生成ObjectId，驱动程序能够提供更加丰富的API。例如，驱动程序可以有自己的insert方法，可以返回生
成的ObjectId，也可以直接将其插入文档。如果驱动程序允许服务器生成ObjectId，那么将需要单独的查询，以确
定插入的文档中的”_id”值。

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