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

下面的方法比mongo烹饪书解决方案稍慢(在每个文档上添加一个随机键),但是返回分布更均匀的随机文档。与跳过(随机)解决方案相比,它的分布稍微不那么均匀,但在删除文档时要快得多,而且更安全。

function draw(collection, query) {
    // query: mongodb query object (optional)
    var query = query || { };
    query['random'] = { $lte: Math.random() };
    var cur = collection.find(query).sort({ rand: -1 });
    if (! cur.hasNext()) {
        delete query.random;
        cur = collection.find(query).sort({ rand: -1 });
    }
    var doc = cur.next();
    doc.random = Math.random();
    collection.update({ _id: doc._id }, doc);
    return doc;
}

它还要求您添加一个随机的“random”字段到您的文档中,所以不要忘记在创建它们时添加这个:您可能需要初始化您的集合,如Geoffrey所示

function addRandom(collection) { 
    collection.find().forEach(function (obj) {
        obj.random = Math.random();
        collection.save(obj);
    }); 
} 
db.eval(addRandom, db.things);

基准测试结果

该方法比(ceejayoz)的skip()方法快得多,并且比Michael报告的“cookbook”方法生成更均匀的随机文档:

对于包含1,000,000个元素的集合:

这种方法在我的机器上花费的时间不到1毫秒 skip()方法平均花费180毫秒

cookbook方法将导致大量文档永远不会被选中,因为它们的随机数对它们不利。

该方法将在一段时间内均匀地挑选所有元素。 在我的基准测试中,它只比食谱方法慢了30%。 随机性并不是100%完美的,但是它已经很好了(如果有必要的话还可以进行改进)

这个配方并不完美——正如其他人所指出的那样,完美的解决方案将是内置功能。 然而,对于许多目的来说,这应该是一个很好的折衷方案。

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。

对所有记录进行计数,生成一个0到计数之间的随机数,然后执行:

db.yourCollection.find().limit(-1).skip(yourRandomNumber).next()

使用Python (pymongo),聚合函数也可以工作。

collection.aggregate([{'$sample': {'size': sample_size }}])

这种方法比对随机数(例如collection.find([random_int]))运行查询要快得多。对于大型收藏来说尤其如此。

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。