MongoDB 5.0 起必须用 $setWindowFields 实现滑动平均，需前置 $sort、显式 partitionBy: null、sortBy 单字段排序及 documents/range 窗口定义，缺一不可。
滑动平均值在 MongoDB 5.0 中必须用 $setWindowFields，没有替代方案
MongoDB 5.0 是首个支持窗口函数的版本，$setWindowFields 是唯一能做滑动（滚动）平均的聚合阶段。此前版本只能靠应用层计算或预聚合，无法在单次查询中动态按时间/顺序窗口求均值。
注意：$setWindowFields 要求集合有明确的排序字段（如 timestamp 或 seq），且该字段必须建索引，否则会报错 "Pipeline requires a sort before setWindowFields"。
$setWindowFields 的三个必要组成部分缺一不可
一个可用的滑动平均必须同时指定：partitionBy（可选但建议显式设为 null）、sortBy（必需）、output（含 $avg + window）。
-
sortBy: { timestamp: 1 }—— 必须是单字段升序或降序，不支持复合排序 -
window: { documents: [-2, 0] }—— 表示“当前文档及其前两行”，documents窗口最常用；也可用range（需字段为数字/日期且已索引） -
partitionBy: null—— 显式设为null表示不分组全局滑动；若省略，MongoDB 可能意外按 _id 分区，导致结果错乱
示例：对每条记录计算最近 3 条（含自身）的 value 平均值
[
{ $sort: { timestamp: 1 } },
{
$setWindowFields: {
partitionBy: null,
sortBy: { timestamp: 1 },
output: {
moving_avg: {
$avg: "$value",
window: { documents: [-2, 0] }
}
}
}
}
]
常见错误：窗口越界、排序缺失、字段类型不匹配
实际使用中最容易卡在这三类问题上：
- 没加
$sort阶段就直接写$setWindowFields—— 报错"setWindowFields requires a prior $sort"，且这个$sort必须紧邻其前（中间不能插其他阶段） -
documents: [-n, 0]中n超出数据边界（比如开头两条记录尝试取前 5 行）—— MongoDB 自动忽略越界部分，不报错但结果偏小，需用$cond补零或标记 -
$avg字段是字符串或null—— 会被静默跳过，导致平均值偏低；建议先用$toDouble或$ifNull清洗
补零示例（当窗口内有效数值不足 3 个时设为 null）：
{
$setWindowFields: {
output: {
moving_avg: {
$avg: {
$cond: [
{ $gte: [{ $sum: "$value" }, 0] }, // 粗略判断非空（实际应更严谨）
"$value",
"$$REMOVE"
]
},
window: { documents: [-2, 0] }
}
}
}
}
性能敏感点：索引、文档窗口长度、内存限制
$setWindowFields 不走索引加速窗口计算，只依赖 $sort 阶段的索引。窗口越大，内存占用越高：
-
documents: [-99, 0]（100 行窗口）在万级数据集上基本无压力；超过 500 行可能触发"Sort exceeded memory limit" -
range: { bounds: [ -86400000, 0 ] }（24 小时窗口）要求sortBy字段是Date类型，且对应索引存在，否则退化为全表扫描 - 聚合管道不能分片执行
$setWindowFields—— 如果集合已分片，该阶段会在 mongos 合并后执行，大数据量下延迟明显
真实场景中，如果窗口固定且高频访问，建议用物化视图（$merge 到新集合）代替实时计算。
