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L'array vuoto impedisce al documento di apparire nella query

Puoi utilizzare $cond operatore in un $project stage per sostituire il vuoto attr array con uno che contiene un segnaposto come null che può essere utilizzato come indicatore per indicare che questo documento non contiene alcun attr elementi.

Quindi inseriresti un ulteriore $project stage in questo modo subito prima di $unwind :

    {
        $project: {
            attrs: {$cond: {
               if: {$eq: ['$attrs', [] ]},
               then: [null],
               else: '$attrs'
           }}
        }
    },

L'unico avvertimento è che finirai con un null valore nel attrs finale array per quei gruppi che contengono almeno un documento senza alcun attrs elementi, quindi è necessario ignorarli lato client.

Esempio

L'esempio utilizza un $match alterato stage perché quello nel tuo esempio non è valido.

Inserisci documenti

[
  {_id: {type: 1, id: 2}, attrs: []},
  {_id: {type: 2, id: 1}, attrs: []},
  {_id: {type: 2, id: 2}, attrs: [{name: 'john', type: 22}, {name: 'bob', type: 44}]}
]

Risultato

{
    "result" : [ 
        {
            "_id" : 1,
            "attrs" : [ 
                null
            ]
        }, 
        {
            "_id" : 2,
            "attrs" : [ 
                {
                    "name" : "bob",
                    "type" : 44
                }, 
                {
                    "name" : "john",
                    "type" : 22
                }, 
                null
            ]
        }
    ],
    "ok" : 1
}

Comando aggregato

db.test.aggregate([
    {
        $match: {
            '_id.servicePath': {
                $in: [
                    null
                ]
            }
        }
    },
    {
        $project: {
            _id: 1,
            "attrs.name": 1,
            "attrs.type": 1
        }
    },
    {
        $project: {
            attrs: {$cond: {
               if: {$eq: ['$attrs', [] ]},
               then: [null],
               else: '$attrs'
           }}
        }
    },
    {
        $unwind: "$attrs"
    },
    {
        $group: {
            _id: "$_id.type",
            attrs: {
                $addToSet: "$attrs"
            }
        }
    },
    {
        $sort: {
            _id: 1
        }
    }
])