Preencher objeto em uma matriz

O que você basicamente perdeu aqui é o "caminho" para o campo que você deseja populate() é na verdade 'portfolio.formatType' e não apenas 'portfolio' como você digitou. Devido a esse erro e à estrutura, você pode ter alguns equívocos gerais.

Preencher correção

A correção básica precisa apenas do caminho correto e você não precisa do model argumento, pois isso já está implícito no esquema:

User.findById(req.params.id).populate('portfolio.formatType');

No entanto, geralmente não é uma boa ideia "misturar" dados "incorporados" e dados "referenciados" dentro de matrizes, e você realmente deve incorporar tudo ou simplesmente referenciar tudo. Também é um pouco um "anti-padrão" em geral manter uma matriz de referências no documento se sua intenção for fazer referência, pois sua razão deve ser não fazer com que o documento cresça além do limite de 16 MB BSON. E onde esse limite nunca seria alcançado pelos seus dados, geralmente é melhor "incorporar totalmente". Essa é realmente uma discussão mais ampla, mas algo que você deve estar ciente.

O próximo ponto geral aqui é populate() em si é um pouco "chapéu velho", e realmente não é a coisa "mágica" que a maioria dos novos usuários percebem que é. Para ser claro populate() é NÃO UM JOIN , e tudo o que ele está fazendo é executar outra consulta ao servidor para retornar os itens "relacionados" e, em seguida, mesclar esse conteúdo nos documentos retornados da consulta anterior.

Alternativa $lookup

Se você estiver procurando por "junções", provavelmente você provavelmente queria "incorporar", como mencionado anteriormente. Esta é realmente a "Maneira MongoDB" de lidar com "relações", mas mantendo todos os dados "relacionados" juntos em um único documento. O outro meio de uma "junção" em que os dados estão em coleções separadas é por meio do $lookup operador em versões modernas.

Isso fica um pouco mais complexo devido ao seu formulário de matriz de conteúdo "misto", mas geralmente pode ser representado como:

// Aggregation pipeline don't "autocast" from schema
const { Types: { ObjectId } } = require("mongoose");

User.aggregate([
  { "$match": { _id: ObjectId(req.params.id)  } },
  { "$lookup": {
    "from": FormatType.collection.name,
    "localField": "portfolio.formatType",
    "foreignField": "_id",
    "as": "formats"
  }},
  { "$project": {
    "name": 1,
    "portfolio": {
      "$map": {
        "input": "$portfolio",
        "in": {
          "name": "$$this.name",
          "formatType": {
            "$arrayElemAt": [
              "$formats",
              { "$indexOfArray": [ "$formats._id", "$$this.formatType" ] }
            ]
          }
        }
      }
    }
  }}
]);

Ou com a forma mais expressiva de $lookup desde o MongoDB 3.6:

User.aggregate([
  { "$match": { _id: ObjectId(req.params.id)  } },
  { "$lookup": {
    "from": FormatType.collection.name,
    "let": { "portfolio": "$portfolio" },
    "as": "portfolio",
    "pipeline": [
      { "$match": {
        "$expr": {
          "$in": [ "$_id", "$$portfolio.formatType" ]
        }
      }},
      { "$project": {
        "_id": {
          "$arrayElemAt": [
            "$$portfolio._id",
            { "$indexOfArray": [ "$$portfolio.formatType", "$_id" ] }
          ]
        },
        "name": {
          "$arrayElemAt": [
            "$$portfolio.name",
            { "$indexOfArray": [ "$$portfolio.formatType", "$_id" ] }
          ]
        },
        "formatType": "$$ROOT",
      }}
    ]
  }}
]);

As duas abordagens funcionam de maneira um pouco diferente, mas ambas funcionam essencialmente com o conceito de retornar as entradas "relacionadas" correspondentes e, em seguida, "remapear" no conteúdo da matriz existente para mesclar com o "name" propriedades "incorporadas" dentro do array. Essa é, na verdade, a principal complicação que, de outra forma, é um método bastante simples de recuperação.

É praticamente o mesmo processo que populate() realmente faz no "cliente", mas executado no "servidor". Portanto, as comparações estão usando o $indexOfArray operador para encontrar onde o ObjectId correspondente os valores são e, em seguida, retornam uma propriedade da matriz no "índice" correspondente por meio do $arrayElemAt Operação.

A única diferença é que na versão compatível com MongoDB 3.6, fazemos essa "substituição" dentro do conteúdo "estrangeiro" "antes" os resultados combinados são retornados ao pai. Em versões anteriores, retornamos toda a matriz estrangeira correspondente e, em seguida, "casamos" as duas para formar uma matriz "mesclada" singular usando $map .

Embora inicialmente pareçam "mais complexos", a grande vantagem aqui é que constituem uma "solicitação única" ao servidor com uma "resposta única" e não emitir e receber solicitações "múltiplas" como populate() faz. Isso realmente economiza muita sobrecarga no tráfego de rede e aumenta muito o tempo de resposta.

Além disso, essas são "junções reais", portanto, há muito mais que você pode fazer, o que não pode ser alcançado com "várias consultas". Por exemplo, você pode "classificar" os resultados no "join" e retornar apenas os principais resultados, enquanto usando populate() precisa atrair "todos os pais" antes mesmo de poder procurar quais "filhos" retornar como resultado. O mesmo vale para as condições de "filtragem" na "junção" da criança.

Há mais detalhes sobre isso em Consultar depois de preencher no Mongoose sobre as limitações gerais e o que você realmente pode fazer na prática para "automatizar" a geração de tais declarações de pipeline de agregação "complexas" quando necessário.

Demonstração

Outro problema comum em fazer essas "junções" e entender o esquema referenciado em geral é que as pessoas geralmente erram os conceitos sobre onde e quando armazenar as referências e como tudo funciona. Portanto, as listagens a seguir servem como demonstração do armazenamento e da recuperação de tais dados.

Em uma implementação nativa de Promises para versões mais antigas do NodeJS:

const { Schema } = mongoose = require('mongoose');

const uri = 'mongodb://localhost/usertest';

mongoose.Promise = global.Promise;
mongoose.set('debug',true);

const formatTypeSchema = new Schema({
  name: String
});

const portfolioSchema = new Schema({
  name: String,
  formatType: { type: Schema.Types.ObjectId, ref: 'FormatType' }
});

const userSchema = new Schema({
  name: String,
  portfolio: [portfolioSchema]
});

const FormatType = mongoose.model('FormatType', formatTypeSchema);
const User = mongoose.model('User', userSchema);

const log = data => console.log(JSON.stringify(data, undefined, 2));

(function() {

  mongoose.connect(uri).then(conn => {

    let db = conn.connections[0].db;

    return db.command({ buildInfo: 1 }).then(({ version }) => {
      version = parseFloat(version.match(new RegExp(/(?:(?!-).)*/))[0]);

      return Promise.all(Object.entries(conn.models).map(([k,m]) => m.remove()))
        .then(() => FormatType.insertMany(
          [ 'A', 'B', 'C' ].map(name => ({ name }))
        )
        .then(([A, B, C]) => User.insertMany(
          [
            {
              name: 'User 1',
              portfolio: [
                { name: 'Port A', formatType: A },
                { name: 'Port B', formatType: B }
              ]
            },
            {
              name: 'User 2',
              portfolio: [
                { name: 'Port C', formatType: C }
              ]
            }
          ]
        ))
        .then(() => User.find())
        .then(users => log({ users }))
        .then(() => User.findOne({ name: 'User 1' })
          .populate('portfolio.formatType')
        )
        .then(user1 => log({ user1 }))
        .then(() => User.aggregate([
          { "$match": { "name": "User 2" } },
          { "$lookup": {
            "from": FormatType.collection.name,
            "localField": "portfolio.formatType",
            "foreignField": "_id",
            "as": "formats"
          }},
          { "$project": {
            "name": 1,
            "portfolio": {
              "$map": {
                "input": "$portfolio",
                "in": {
                  "name": "$$this.name",
                  "formatType": {
                    "$arrayElemAt": [
                      "$formats",
                      { "$indexOfArray": [ "$formats._id", "$$this.formatType" ] }
                    ]
                  }
                }
              }
            }
          }}
        ]))
        .then(user2 => log({ user2 }))
        .then(() =>
          ( version >= 3.6 ) ?
            User.aggregate([
              { "$lookup": {
                "from": FormatType.collection.name,
                "let": { "portfolio": "$portfolio" },
                "as": "portfolio",
                "pipeline": [
                  { "$match": {
                    "$expr": {
                      "$in": [ "$_id", "$$portfolio.formatType" ]
                    }
                  }},
                  { "$project": {
                    "_id": {
                      "$arrayElemAt": [
                        "$$portfolio._id",
                        { "$indexOfArray": [ "$$portfolio.formatType", "$_id" ] }
                      ]
                    },
                    "name": {
                      "$arrayElemAt": [
                        "$$portfolio.name",
                        { "$indexOfArray": [ "$$portfolio.formatType", "$_id" ] }
                      ]
                    },
                    "formatType": "$$ROOT",
                  }}
                ]
              }}
            ]).then(users => log({ users })) : ''
        );
  })
  .catch(e => console.error(e))
  .then(() => mongoose.disconnect());

})()

E com async/await sintaxe para versões mais recentes do NodeJS, incluindo a série LTS v.8.x atual:

const { Schema } = mongoose = require('mongoose');

const uri = 'mongodb://localhost/usertest';

mongoose.Promise = global.Promise;
mongoose.set('debug',true);

const formatTypeSchema = new Schema({
  name: String
});

const portfolioSchema = new Schema({
  name: String,
  formatType: { type: Schema.Types.ObjectId, ref: 'FormatType' }
});

const userSchema = new Schema({
  name: String,
  portfolio: [portfolioSchema]
});

const FormatType = mongoose.model('FormatType', formatTypeSchema);
const User = mongoose.model('User', userSchema);

const log = data => console.log(JSON.stringify(data, undefined, 2));

(async function() {

  try {

    const conn = await mongoose.connect(uri);
    let db = conn.connections[0].db;

    let { version } = await db.command({ buildInfo: 1 });
    version = parseFloat(version.match(new RegExp(/(?:(?!-).)*/))[0]);
    log(version);

    // Clean data
    await Promise.all(Object.entries(conn.models).map(([k,m]) => m.remove()));

    // Insert some things
    let [ A, B, C ] = await FormatType.insertMany(
      [ 'A', 'B', 'C' ].map(name => ({ name }))
    );

    await User.insertMany(
      [
        {
          name: 'User 1',
          portfolio: [
            { name: 'Port A', formatType: A },
            { name: 'Port B', formatType: B }
          ]
        },
        {
          name: 'User 2',
          portfolio: [
            { name: 'Port C', formatType: C }
          ]
        }
      ]
    );


    // Show plain users
    let users = await User.find();
    log({ users });

    // Get user with populate

    let user1 = await User.findOne({ name: 'User 1' })
      .populate('portfolio.formatType');

    log({ user1 });

    // Get user with $lookup
    let user2 = await User.aggregate([
      { "$match": { "name": "User 2" } },
      { "$lookup": {
        "from": FormatType.collection.name,
        "localField": "portfolio.formatType",
        "foreignField": "_id",
        "as": "formats"
      }},
      { "$project": {
        "name": 1,
        "portfolio": {
          "$map": {
            "input": "$portfolio",
            "in": {
              "name": "$$this.name",
              "formatType": {
                "$arrayElemAt": [
                  "$formats",
                  { "$indexOfArray": [ "$formats._id", "$$this.formatType" ] }
                ]
              }
            }
          }
        }
      }}
    ]);

    log({ user2 });

    // Expressive $lookup
    if ( version >= 3.6 ) {
      let users = await User.aggregate([
        { "$lookup": {
          "from": FormatType.collection.name,
          "let": { "portfolio": "$portfolio" },
          "as": "portfolio",
          "pipeline": [
            { "$match": {
              "$expr": {
                "$in": [ "$_id", "$$portfolio.formatType" ]
              }
            }},
            { "$project": {
              "_id": {
                "$arrayElemAt": [
                  "$$portfolio._id",
                  { "$indexOfArray": [ "$$portfolio.formatType", "$_id" ] }
                ]
              },
              "name": {
                "$arrayElemAt": [
                  "$$portfolio.name",
                  { "$indexOfArray": [ "$$portfolio.formatType", "$_id" ] }
                ]
              },
              "formatType": "$$ROOT",
            }}
          ]
        }}
      ]);
      log({ users })
    }

    mongoose.disconnect();    
  } catch(e) {
    console.log(e)
  } finally {
    process.exit()
  }

})()

A última listagem é comentada em cada etapa para explicar as partes, e você pode pelo menos ver por comparação como as duas formas de sintaxe se relacionam uma com a outra.

Observe que o "expressivo" $lookup example só é executado onde o servidor MongoDB conectado realmente suporta a sintaxe.

E a "saída" para aqueles que não se incomodam em executar o código por conta própria:

Mongoose: formattypes.remove({}, {})
Mongoose: users.remove({}, {})
Mongoose: formattypes.insertMany([ { _id: 5b1601d8be9bf225554783f5, name: 'A', __v: 0 }, { _id: 5b1601d8be9bf225554783f6, name: 'B', __v: 0 }, { _id: 5b1601d8be9bf225554783f7, name: 'C', __v: 0 } ], {})
Mongoose: users.insertMany([ { _id: 5b1601d8be9bf225554783f8, name: 'User 1', portfolio: [ { _id: 5b1601d8be9bf225554783fa, name: 'Port A', formatType: 5b1601d8be9bf225554783f5 }, { _id: 5b1601d8be9bf225554783f9, name: 'Port B', formatType: 5b1601d8be9bf225554783f6 } ], __v: 0 }, { _id: 5b1601d8be9bf225554783fb, name: 'User 2', portfolio: [ { _id: 5b1601d8be9bf225554783fc, name: 'Port C', formatType: 5b1601d8be9bf225554783f7 } ], __v: 0 } ], {})
Mongoose: users.find({}, { fields: {} })
{
  "users": [
    {
      "_id": "5b1601d8be9bf225554783f8",
      "name": "User 1",
      "portfolio": [
        {
          "_id": "5b1601d8be9bf225554783fa",
          "name": "Port A",
          "formatType": "5b1601d8be9bf225554783f5"
        },
        {
          "_id": "5b1601d8be9bf225554783f9",
          "name": "Port B",
          "formatType": "5b1601d8be9bf225554783f6"
        }
      ],
      "__v": 0
    },
    {
      "_id": "5b1601d8be9bf225554783fb",
      "name": "User 2",
      "portfolio": [
        {
          "_id": "5b1601d8be9bf225554783fc",
          "name": "Port C",
          "formatType": "5b1601d8be9bf225554783f7"
        }
      ],
      "__v": 0
    }
  ]
}
Mongoose: users.findOne({ name: 'User 1' }, { fields: {} })
Mongoose: formattypes.find({ _id: { '$in': [ ObjectId("5b1601d8be9bf225554783f5"), ObjectId("5b1601d8be9bf225554783f6") ] } }, { fields: {} })
{
  "user1": {
    "_id": "5b1601d8be9bf225554783f8",
    "name": "User 1",
    "portfolio": [
      {
        "_id": "5b1601d8be9bf225554783fa",
        "name": "Port A",
        "formatType": {
          "_id": "5b1601d8be9bf225554783f5",
          "name": "A",
          "__v": 0
        }
      },
      {
        "_id": "5b1601d8be9bf225554783f9",
        "name": "Port B",
        "formatType": {
          "_id": "5b1601d8be9bf225554783f6",
          "name": "B",
          "__v": 0
        }
      }
    ],
    "__v": 0
  }
}
Mongoose: users.aggregate([ { '$match': { name: 'User 2' } }, { '$lookup': { from: 'formattypes', localField: 'portfolio.formatType', foreignField: '_id', as: 'formats' } }, { '$project': { name: 1, portfolio: { '$map': { input: '$portfolio', in: { name: '$$this.name', formatType: { '$arrayElemAt': [ '$formats', { '$indexOfArray': [ '$formats._id', '$$this.formatType' ] } ] } } } } } } ], {})
{
  "user2": [
    {
      "_id": "5b1601d8be9bf225554783fb",
      "name": "User 2",
      "portfolio": [
        {
          "name": "Port C",
          "formatType": {
            "_id": "5b1601d8be9bf225554783f7",
            "name": "C",
            "__v": 0
          }
        }
      ]
    }
  ]
}
Mongoose: users.aggregate([ { '$lookup': { from: 'formattypes', let: { portfolio: '$portfolio' }, as: 'portfolio', pipeline: [ { '$match': { '$expr': { '$in': [ '$_id', '$$portfolio.formatType' ] } } }, { '$project': { _id: { '$arrayElemAt': [ '$$portfolio._id', { '$indexOfArray': [ '$$portfolio.formatType', '$_id' ] } ] }, name: { '$arrayElemAt': [ '$$portfolio.name', { '$indexOfArray': [ '$$portfolio.formatType', '$_id' ] } ] }, formatType: '$$ROOT' } } ] } } ], {})
{
  "users": [
    {
      "_id": "5b1601d8be9bf225554783f8",
      "name": "User 1",
      "portfolio": [
        {
          "_id": "5b1601d8be9bf225554783fa",
          "name": "Port A",
          "formatType": {
            "_id": "5b1601d8be9bf225554783f5",
            "name": "A",
            "__v": 0
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