Един от начините да го направите е с $push
:
db.col.update(
{ name: 'doc', 'list.id': 2 },
{$push: {'list.$.items': {id: 5, name: 'item5'}}}
)
http://docs.mongodb.org/manual/reference/operator/push/
Можете също да замените $push
с други оператори като (евентуално) $addToSet
за да получите точните резултати, които търсите.