Mongoose 7.0.0 版本中投影查询与默认值处理的变更分析

问题背景

在使用 Mongoose 进行 MongoDB 操作时，开发人员经常需要利用投影(projection)来限制查询返回的字段。特别是在处理包含嵌套数组的文档时，$elemMatch 操作符是一个非常实用的工具，它允许我们精确匹配数组中的特定元素并只返回匹配项。

在 Mongoose 6.x 版本中，当使用 $elemMatch 进行投影查询时，系统会严格遵循投影规则，只返回指定的字段。然而，升级到 Mongoose 7.0.0 及以上版本后，开发者发现查询行为发生了变化——即使明确指定了投影字段，返回的文档中也会包含未请求字段的默认值。

技术细节分析

预期行为与实际行为对比

在 Mongoose 6.x 版本中，执行如下查询：

const doc = await Model.findById(id, 'details')
  .select({details: {$elemMatch: {id: someId}}})
  .exec();

返回结果仅包含请求的 details 数组字段及其匹配元素：

{
  "details": [{
    "name": "Gary",
    "age": 23,
    "id": "12345"
  }]
}

而在 Mongoose 7.x 版本中，同样的查询会返回包含所有默认值的完整文档结构：

{
  "details": [{
    "name": "Gary",
    "age": 23,
    "id": "12345"
  }],
  "addresses": [],
  "permissions": {
    "add": false,
    "other": 3
  }
}

问题影响

这种行为的改变会导致两个主要问题：

1. 数据泄露风险：即使开发者明确指定了只查询特定字段，系统也会返回包含默认值的其他字段，可能导致敏感信息意外泄露。

2. 数据完整性问题：当开发者修改查询结果并保存时，Mongoose 会将所有默认值写入数据库，覆盖原有的非默认值，造成数据丢失。

版本变更溯源

通过版本对比测试，我们发现：

1. 6.2.1 → 6.2.2：这是行为开始变化的第一个版本点，从严格遵循投影变为返回投影字段加默认值。

2. 7.6.6 → 7.6.7：这是第二个关键变更点，即使投影中包含未定义字段(如 'field2 ' + undefined)，也会返回默认值。

解决方案与最佳实践

对于遇到此问题的开发者，可以考虑以下解决方案：

1. 明确指定所有需要的字段：确保投影参数清晰明确，避免使用可能产生未定义值的字符串拼接。

2. 使用 .lean() 查询：对于只读操作，使用 .lean() 可以避免 Mongoose 文档实例化过程中的默认值处理。

3. 手动过滤结果：在应用层对查询结果进行二次过滤，确保只返回需要的字段。

4. 谨慎处理保存操作：在修改并保存文档前，确保了解文档中包含的所有字段，避免意外覆盖。

技术原理探讨

Mongoose 的这种行为变化可能源于其对文档完整性的强化。在早期版本中，Mongoose 更严格地遵循 MongoDB 的投影行为；而在新版本中，它可能在实例化文档时更积极地应用模式定义，包括默认值。

这种行为在某些场景下是有价值的，比如确保文档实例始终符合模式定义。但在需要严格投影控制的场景下，它可能带来意外的副作用。

结论

Mongoose 7.x 在文档投影处理上的这一变更，反映了框架在易用性与精确控制之间的权衡。开发者需要了解这一变化，并根据自己的应用场景选择合适的查询策略。对于需要严格投影控制的应用，建议进行充分的测试，或考虑使用 .lean() 等替代方案来确保查询行为的可预测性。