我想从一个巨大的集合(1亿条记录)中获得一个随机记录。

最快最有效的方法是什么?

数据已经在那里,没有字段可以生成随机数并获得随机行。


当前回答

从MongoDB 3.2版本开始,你可以使用$sample聚合管道操作符从集合中随机获得N个文档:

// Get one random document from the mycoll collection.
db.mycoll.aggregate([{ $sample: { size: 1 } }])

如果你想从集合的筛选子集中选择随机文档,在管道中预先添加$match阶段:

// Get one random document matching {a: 10} from the mycoll collection.
db.mycoll.aggregate([
    { $match: { a: 10 } },
    { $sample: { size: 1 } }
])

正如注释中所指出的,当size大于1时,返回的文档样例中可能有重复项。

其他回答

您还可以使用MongoDB的地理空间索引功能来选择与随机数“最近”的文档。

首先,在集合上启用地理空间索引:

db.docs.ensureIndex( { random_point: '2d' } )

用x轴上的随机点创建一堆文档:

for ( i = 0; i < 10; ++i ) {
    db.docs.insert( { key: i, random_point: [Math.random(), 0] } );
}

然后你可以像这样从集合中随机获得一个文档:

db.docs.findOne( { random_point : { $near : [Math.random(), 0] } } )

或者你可以检索几个文档最近的随机点:

db.docs.find( { random_point : { $near : [Math.random(), 0] } } ).limit( 4 )

这只需要一个查询,没有空检查,加上代码干净,简单和灵活。您甚至可以使用地理点的y轴为查询添加第二个随机性维度。

从MongoDB 3.2版本开始,你可以使用$sample聚合管道操作符从集合中随机获得N个文档:

// Get one random document from the mycoll collection.
db.mycoll.aggregate([{ $sample: { size: 1 } }])

如果你想从集合的筛选子集中选择随机文档,在管道中预先添加$match阶段:

// Get one random document matching {a: 10} from the mycoll collection.
db.mycoll.aggregate([
    { $match: { a: 10 } },
    { $sample: { size: 1 } }
])

正如注释中所指出的,当size大于1时,返回的文档样例中可能有重复项。

我建议使用map/reduce,其中使用map函数只在随机值高于给定概率时发出。

function mapf() {
    if(Math.random() <= probability) {
    emit(1, this);
    }
}

function reducef(key,values) {
    return {"documents": values};
}

res = db.questions.mapReduce(mapf, reducef, {"out": {"inline": 1}, "scope": { "probability": 0.5}});
printjson(res.results);

上面的reducef函数可以工作,因为map函数只发出一个键('1')。

“probability”的值在“scope”中定义,当调用mapRreduce(…)

像这样使用mapReduce在分片数据库上也可以使用。

如果你想从db中选择n (m)个文档,你可以这样做:

function mapf() {
    if(countSubset == 0) return;
    var prob = countSubset / countTotal;
    if(Math.random() <= prob) {
        emit(1, {"documents": [this]}); 
        countSubset--;
    }
    countTotal--;
}

function reducef(key,values) {
    var newArray = new Array();
for(var i=0; i < values.length; i++) {
    newArray = newArray.concat(values[i].documents);
}

return {"documents": newArray};
}

res = db.questions.mapReduce(mapf, reducef, {"out": {"inline": 1}, "scope": {"countTotal": 4, "countSubset": 2}})
printjson(res.results);

其中“countTotal”(m)是数据库中的文档数量,“count子集”(n)是要检索的文档数量。

这种方法可能会在分片数据库上产生一些问题。

如果您使用的是mongoid(文档到对象的包装器),您可以执行以下操作 Ruby。(假设你的模型是User)

User.all.to_a[rand(User.count)]

在我的。irbrc,我有

def rando klass
    klass.all.to_a[rand(klass.count)]
end

所以在rails控制台,我可以做,例如,

rando User
rando Article

从任何集合中随机获取文件。

使用Map/Reduce,您当然可以获得一个随机记录,只是不一定非常有效,这取决于您最终使用的过滤集合的大小。

我已经用5万个文档测试了这个方法(过滤器将其减少到大约3万个),它在Intel i3、16GB ram和SATA3 HDD上执行大约400毫秒……

db.toc_content.mapReduce(
    /* map function */
    function() { emit( 1, this._id ); },

    /* reduce function */
    function(k,v) {
        var r = Math.floor((Math.random()*v.length));
        return v[r];
    },

    /* options */
    {
        out: { inline: 1 },
        /* Filter the collection to "A"ctive documents */
        query: { status: "A" }
    }
);

Map函数简单地创建一个数组,其中包含所有与查询匹配的文档的id。在我的例子中,我测试了5万个可能的文档中的大约3万个。

Reduce函数只是在数组中从0到项数(-1)之间选择一个随机整数,然后从数组中返回该_id。

400ms听起来是一段很长的时间,而且确实如此,如果您有5000万条记录而不是5万条记录,这可能会增加开销,以至于在多用户情况下无法使用。

MongoDB在核心中包含这个功能有一个悬而未决的问题…https://jira.mongodb.org/browse/SERVER-533

如果将这种“随机”选择构建到索引查找中,而不是将id收集到一个数组中然后选择一个,这将非常有帮助。(去投票吧!)