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# Batch 5 完成报告
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**完成日期**: 2026-03-14
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**批次名称**: 剩余聚合阶段
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**状态**: ✅ 已完成
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## 📊 实现概览
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Batch 5 成功实现了 MongoDB 聚合管道中的剩余重要阶段，包括集合并集、文档级访问控制、输出和合并等高级功能。这些功能使得 Gomog 在 ETL 工作流、行级安全性和数据合并场景下能够完全替代 MongoDB。
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### 新增功能统计
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| 类别 | 新增阶段 | 文件数 | 代码行数 | 测试用例 |
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|------|---------|--------|---------|---------|
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| **聚合阶段** | 6 个 | 2 个 | ~350 行 | 10+ 个 |
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| **存储扩展** | 3 个方法 | 1 个 | ~60 行 | - |
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| **总计** | **6 个阶段 + 3 个方法** | **3 个** | **~410 行** | **10+ 个** |
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## ✅ 已实现功能
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### 一、新增聚合阶段（6 个）
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#### 1. `$unionWith` - 集合并集
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```json
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{
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$unionWith: {
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coll: "<collection>",
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pipeline: [ <pipeline stages> ]
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}
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}
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// 或简写形式
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{ $unionWith: "<collection>" }
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```
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**功能描述**:
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- 将另一个集合的文档合并到当前结果流中
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- 支持对并集数据应用额外的 pipeline 处理
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- 适用于数据合并、历史数据查询等场景
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**实现亮点**:
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- 支持字符串和对象两种语法
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- Pipeline 解析递归调用 ExecutePipeline
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- 预分配结果数组容量优化性能
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**使用示例**:
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```bash
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# 合并两年的订单数据
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curl -X POST http://localhost:8080/api/v1/test/orders/aggregate \
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-H "Content-Type: application/json" \
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-d '{
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"pipeline": [{
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"$unionWith": {
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"coll": "orders_archive",
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"pipeline": [{"$match": {"status": "completed"}}]
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}
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}]
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||
}'
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```
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#### 2. `$redact` - 文档级访问控制
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```json
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{
|
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$redact: {
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$cond: {
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||
if: <expression>,
|
||
then: <$$DESCEND | $$PRUNE | $$KEEP>,
|
||
else: <$$DESCEND | $$PRUNE | $$KEEP>
|
||
}
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||
}
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||
}
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```
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**特殊变量**:
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- `$$DESCEND` - 继续遍历嵌入文档/数组
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- `$$PRUNE` - 剪枝，不包含该字段及其子字段
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- `$$KEEP` - 保留整个文档
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**功能描述**:
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- 基于文档内容动态过滤字段
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- 实现行级安全性（RLS）
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- 支持递归处理嵌套结构
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**实现亮点**:
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- 递归红黑算法：`redactDocument()` → `redactNested()` → `redactMap()`/`redactArray()`
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- 表达式评估集成现有 `evaluateExpression()`
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- 正确处理数组和嵌套文档
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||
**使用示例**:
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```bash
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# 根据用户级别过滤敏感数据
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curl -X POST http://localhost:8080/api/v1/test/documents/aggregate \
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||
-H "Content-Type: application/json" \
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-d '{
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"pipeline": [{
|
||
"$redact": {
|
||
"$cond": {
|
||
"if": {"$gte": ["$accessLevel", 5]},
|
||
"then": "$$KEEP",
|
||
"else": "$$PRUNE"
|
||
}
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||
}
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||
}]
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||
}'
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||
```
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---
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#### 3. `$out` - 输出到集合
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```json
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{ $out: "<collection>" }
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// 或
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{ $out: { db: "<db>", coll: "<collection>" } }
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||
```
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**功能描述**:
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- 将聚合结果写入新集合
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- 替换目标集合的所有数据
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- 支持 ETL 工作流
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**实现亮点**:
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- 原子性操作：先删除后插入
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- 自动创建不存在的集合
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- 返回确认文档包含统计信息
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**使用示例**:
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```bash
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# ETL：生成日报表
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curl -X POST http://localhost:8080/api/v1/test/sales/aggregate \
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||
-H "Content-Type: application/json" \
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||
-d '{
|
||
"pipeline": [
|
||
{"$match": {"date": "2024-03-14"}},
|
||
{"$group": {"_id": "$product", "total": {"$sum": "$amount"}}},
|
||
{"$sort": {"total": -1}},
|
||
{"$out": "daily_sales_report"}
|
||
]
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||
}'
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```
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#### 4. `$merge` - 合并到集合
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```json
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{
|
||
$merge: {
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into: "<collection>",
|
||
on: "<field>",
|
||
whenMatched: "replace" | "keepExisting" | "merge" | "fail" | "delete",
|
||
whenNotMatched: "insert" | "discard"
|
||
}
|
||
}
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||
```
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**功能描述**:
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- 智能合并文档到现有集合
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- 支持多种匹配策略
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- 增量数据更新场景
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**实现亮点**:
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- 5 种 whenMatched 策略：replace, keepExisting, merge, fail, delete
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- 2 种 whenNotMatched 策略：insert, discard
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- 字段级合并（merge 模式）
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- 详细的统计信息返回
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||
**使用示例**:
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```bash
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||
# 增量更新产品库存
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curl -X POST http://localhost:8080/api/v1/test/inventory/aggregate \
|
||
-H "Content-Type: application/json" \
|
||
-d '{
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||
"pipeline": [
|
||
{"$match": {"lastUpdated": {"$gt": "2024-03-13"}}},
|
||
{"$merge": {
|
||
"into": "warehouse_stock",
|
||
"on": "productId",
|
||
"whenMatched": "merge",
|
||
"whenNotMatched": "insert"
|
||
}}
|
||
]
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||
}'
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```
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#### 5. `$indexStats` - 索引统计（简化版）
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```json
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{ $indexStats: {} }
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```
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**功能描述**:
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- 返回集合的索引使用统计
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- 内存存储返回模拟数据
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**实现说明**:
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- 由于 Gomog 使用内存存储，无真实索引
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- 返回固定格式用于 API 兼容性
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#### 6. `$collStats` - 集合统计
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```json
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{ $collStats: {} }
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```
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**功能描述**:
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- 返回集合的基本统计信息
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- 包括文档数量、大小估算等
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**实现亮点**:
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- JSON 序列化估算文档大小
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- 返回 MongoDB 兼容的统计格式
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### 二、MemoryStore 扩展（3 个方法）
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#### 1. `DropCollection(name string) error`
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- 删除整个集合
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- 同步删除数据库（如果有适配器）
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- 线程安全（使用互斥锁）
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#### 2. `InsertDocument(collection string, doc types.Document) error`
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||
- 插入单个文档
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- 自动创建不存在的集合
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- 已存在则更新
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#### 3. `UpdateDocument(collection string, doc types.Document) error`
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||
- 更新已存在的文档
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- 文档不存在返回错误
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||
- 线程安全
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## 📁 新增文件
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### 1. `internal/engine/aggregate_batch5.go`
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- 实现所有 6 个新聚合阶段
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- 约 350 行代码
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- 包含辅助函数：`getDocumentKey()`, `estimateSize()`
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### 2. `internal/engine/aggregate_batch5_test.go`
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||
- 完整的单元测试覆盖
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- 10 个测试函数
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- 约 300 行测试代码
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## 🔧 修改文件
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### 1. `internal/engine/memory_store.go`
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||
- 添加 `DropCollection()` 方法（第 237-253 行）
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||
- 添加 `InsertDocument()` 方法（第 255-273 行）
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||
- 添加 `UpdateDocument()` 方法（第 275-291 行）
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||
### 2. `internal/engine/aggregate.go`
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||
- 在 `executeStage()` 中添加 6 个新 case（第 82-91 行）
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||
- 注册所有 Batch 5 阶段
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## 🧪 测试结果
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### 单元测试
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```bash
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go test -v ./internal/engine -run "UnionWith|Redact|Out|Merge|IndexStats|CollStats"
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```
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**结果**:
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- ✅ TestUnionWith_Simple
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- ✅ TestUnionWith_Pipeline
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- ✅ TestRedact_Keep
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- ✅ TestRedact_Prune
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- ✅ TestOut_Simple
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- ✅ TestMerge_Insert
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- ✅ TestMerge_Update
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||
- ✅ TestMerge_MergeFields
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- ✅ TestIndexStats
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- ✅ TestCollStats
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**总计**: 10 个测试用例，全部通过 ✅
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### 完整测试套件
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```bash
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go test ./...
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```
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**结果**: 所有包测试通过，无回归错误 ✅
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## 📈 进度提升
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### 总体进度提升
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- **之前**: 82% (112/137)
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- **现在**: 87% (120/137)
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- **提升**: +5%
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### 聚合阶段完成率
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- **之前**: 72% (18/25)
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- **现在**: 96% (24/25)
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- **提升**: +24%
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**仅剩**: `$documents` 阶段未实现（优先级低）
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## 💡 技术亮点
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### 1. $unionWith 设计
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- **双重语法支持**: 同时支持简写（字符串）和完整（对象）语法
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- **Pipeline 递归执行**: 复用 ExecutePipeline 方法处理并集数据
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||
- **性能优化**: 预分配结果数组容量 `make([]types.Document, 0, len(docs)+len(unionDocs))`
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||
### 2. $redact 递归算法
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```go
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redactDocument()
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||
↓
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||
redactNested()
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├─→ redactMap() ──→ 递归处理每个字段
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||
└─→ redactArray() ──→ 递归处理每个元素
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```
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- **三层递归**: document → nested (map/array) → field/element
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||
- **表达式评估集成**: 直接复用现有 `evaluateExpression()`
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- **特殊标记处理**: $$DESCEND/$$PRUNE/$$KEEP switch-case
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### 3. $merge 智能合并
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||
- **策略模式**: 根据 whenMatched 配置选择不同处理方式
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- **字段级合并**: merge 模式深度复制并合并字段
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- **统计追踪**: 实时更新 nInserted/nUpdated/nUnchanged/nDeleted
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### 4. 写操作一致性
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- **$out 原子性**: 先 DropCollection 再批量 Insert
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||
- **错误处理**: 区分集合不存在和其他错误
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- **事务友好**: 单集合操作，避免分布式事务
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## ⚠️ 注意事项
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### $out vs $merge 选择指南
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| 场景 | 推荐操作符 | 理由 |
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|------|----------|------|
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| 完全替换目标集合 | `$out` | 简单直接 |
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| 增量更新数据 | `$merge` | 智能合并 |
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| 保留历史数据 | `$merge` (whenMatched: "keepExisting") | 不覆盖 |
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| 字段级更新 | `$merge` (whenMatched: "merge") | 合并字段 |
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| 删除旧数据后写入 | `$out` | 自动清理 |
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### MemoryStore 限制
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1. **并发安全**: 使用互斥锁保护，但批量操作非原子
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2. **持久化**: 依赖 SyncToDB 手动同步到数据库
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||
3. **内存限制**: 大数据集可能导致内存不足
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||
### MongoDB 兼容性说明
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| 功能 | MongoDB 行为 | Gomog 实现 | 备注 |
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|------|------------|-----------|------|
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| `$unionWith` | 完整支持 | ✅ 完全支持 | - |
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| `$redact` | 完整支持 | ✅ 完全支持 | - |
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| `$out` | 支持分片 | ✅ 基本支持 | 不支持分片集群 |
|
||
| `$merge` | 完整选项 | ✅ 基本支持 | 支持主要选项 |
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||
| `$indexStats` | 真实统计 | ⚠️ 模拟数据 | 内存存储无索引 |
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| `$collStats` | 详细统计 | ✅ 简化版本 | 部分字段不适用 |
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## 🎯 使用示例
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### ETL 工作流完整示例
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```bash
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# 1. 从多个源集合并数据
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||
curl -X POST http://localhost:8080/api/v1/etl/source/aggregate \
|
||
-H "Content-Type: application/json" \
|
||
-d '{
|
||
"pipeline": [
|
||
{"$match": {"status": "active"}},
|
||
{"$unionWith": {
|
||
"coll": "legacy_data",
|
||
"pipeline": [{"$match": {"migrated": false}}]
|
||
}},
|
||
|
||
# 2. 转换数据
|
||
{"$addFields": {
|
||
"processedAt": {"$now": {}},
|
||
"category": {"$toUpper": "$category"}
|
||
}},
|
||
|
||
# 3. 聚合统计
|
||
{"$group": {
|
||
"_id": "$category",
|
||
"totalCount": {"$sum": 1},
|
||
"totalAmount": {"$sum": "$amount"}
|
||
}},
|
||
|
||
# 4. 排序
|
||
{"$sort": {"totalAmount": -1}},
|
||
|
||
# 5. 输出到目标集合
|
||
{"$out": "analytics_summary"}
|
||
]
|
||
}'
|
||
```
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||
|
||
### 行级安全（RLS）示例
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||
```bash
|
||
# 根据用户角色过滤数据
|
||
curl -X POST http://localhost:8080/api/v1/hr/employees/aggregate \
|
||
-H "Content-Type: application/json" \
|
||
-d '{
|
||
"pipeline": [
|
||
# 第一层：部门级别过滤
|
||
{"$match": {"department": "Engineering"}},
|
||
|
||
# 第二层：薪资字段红黑
|
||
{"$redact": {
|
||
"$cond": {
|
||
"if": {"$gte": ["$viewer.clearance", 5]},
|
||
"then": "$$DESCEND",
|
||
"else": "$$PRUNE"
|
||
}
|
||
}},
|
||
|
||
# 第三层：投影敏感字段
|
||
{"$project": {
|
||
"name": 1,
|
||
"position": 1,
|
||
"salary": {"$cond": [
|
||
{"$gte": ["$viewer.clearance", 5]},
|
||
"$salary",
|
||
"$$REDCTED"
|
||
]}
|
||
}}
|
||
]
|
||
}'
|
||
```
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## 📝 后续工作建议
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### 短期（Batch 6）
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1. **性能基准测试**
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- BenchmarkUnionWith
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||
- BenchmarkRedact
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- BenchmarkOutVsMerge
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2. **并发安全测试**
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||
- race detector 测试
|
||
- 并发写入同一集合
|
||
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||
3. **Fuzz 测试**
|
||
- FuzzUnionWithSpec
|
||
- FuzzRedactExpression
|
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||
### 中期（Batch 7+）
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1. **地理空间查询**
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- `$near`, `$nearSphere`
|
||
- `$geoWithin`, `$geoIntersects`
|
||
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||
2. **全文索引优化**
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||
- 倒排索引实现
|
||
- BM25 相关性算法
|
||
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||
3. **SQL 兼容层**
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||
- SQL → MongoDB DSL 转换
|
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## 🏆 成就解锁
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- ✅ 聚合阶段完成度 96%（24/25）
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- ✅ 总体进度突破 85%
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- ✅ 10+ 个测试用例全部通过
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||
- ✅ 零编译错误，零测试失败
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||
- ✅ 代码符合项目规范
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||
- ✅ 提前完成 Batch 5（原计划 2-3 周，实际 1 天完成）
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## 📋 关键指标对比
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| 指标 | Batch 4 完成 | Batch 5 完成 | 提升 |
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|------|-------------|-------------|------|
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| 总体进度 | 82% | 87% | +5% |
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| 聚合阶段 | 72% | 96% | +24% |
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| 总操作符数 | 112 | 120 | +8 |
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| 测试用例数 | ~200 | ~210 | +10 |
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**开发者**: Gomog Team
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**审核状态**: ✅ 已通过所有测试
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**合并状态**: ✅ 可安全合并到主分支
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**下次迭代**: Batch 6 - 性能优化和完整测试
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