MongoDB聚合管道的限制

MongoDB聚合管道功能非常丰富且强大，能够实现各种复杂的聚合查询和数据处理，我们在利用强大功能的同时，也需要了解其限制和约束，这样才能在系统设计时做到用其长避其短。聚合管道的限制主要有几个方面，分别是结果结果、阶段数量、内存等三个方面的限制。

返回结果大小的限制

聚合管道命令可以返回游标也可以返回集合，但是结果集中单个文档大小不能超过BSON文档16M的限制（单个BSON文档大小<=16M），如果超过BSON文档大小的限制聚合会产生错误。这个限制只针对返回结果，对于聚合的处理过程则没有影响。缺省情况下db.collection.aggregate()返回游标。

聚合阶段数量的限制

从MongoDB 5.0开始，单个管道中允许的最多聚合管道级数1000。通常手写的管道不会这么长了，一些程序自动生成的管道应该稍注意下这一问题，不要突破这一限制，不够的时候可以把结果暂存，对管道阶段进行适当的拆分。

内存的限制

在默认情况下，MongoDB为每个操作分配了100兆字节（MB）的内存。当聚合结果数据量太大时，有些操作如：排序就可能会占用更多的内存，导致超出限制。从MongoDB 6.0开始，allowDiskUseByDefault参数可控制当内存超出限制时是否默认写入磁盘。

• 当allowDiskUseByDefault为true时，如果执行管道需要的内存超过100M，默认会把临时文件写入磁盘，使用 { allowDiskUse: false } 选项可以禁止将特定查找或聚合命令的临时文件写入磁盘。

• 当allowDiskUseByDefault为false时，超过 100 MB 内存才能执行的管道阶段默认会出错。此时也可以使用{ allowDiskUse: true }选项为特定的查找或聚合启用向磁盘写入临时文件的功能。

不过$search阶段没有100M内存的限制，因为它在一个单独的进程中运行。

当allowDiskUse为true时，下面的这些聚合阶段可以把运行时的临时文件写入到磁盘上：$bucket、$bucketAuto、$group、$setWindowFields、$sort（当索引不支持排序操作时）、$sortByCount。

注意：

聚合管道的每个阶段处理的过程都有三个步骤：接收文档、处理文档、输出生成文档。有些管道阶段只有在处理完所有输入文档后才能输出文档，因此需要把数据存储在内存中，当数据较多时，就可能会超过100M的限制。要避免这个问题需要一方面对业务数据有一个大致的估算，另一方面可以根据情况使用allowDiskUseByDefault和allowDiskUse来启用磁盘缓存。比如$sort操作时，如果超过了内存限制，也可以加个$limit阶段.