ElasticSearch (ES从入门到精通一篇就够了)

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ElasticSearch (ES从入门到精通一篇就够了)

2024-07-16 17:02:52| 来源: 网络整理| 查看: 265

 ElasticSearch (ES从入门到精通一篇就够了) Elasticsearch是位于 Elastic Stack 核心的分布式搜索和分析引擎。Elasticsearch 是索引、搜索和分析魔法发生的地方。lasticsearch 为所有类型的数据提供近乎实时的搜索和分析。无论您拥有结构化或非结构化文本、数字数据还是地理空间数据,Elasticsearch 都能以支持快速搜索的方式高效地存储和索引它。您可以超越简单的数据检索和聚合信息来发现数据中的趋势和模式。随着您的数据和查询量的增长,Elasticsearch 的分布式特性使您的部署能够随之无缝增长。 ES分布式搜索引擎

注意: 在没有创建库的时候搜索,ES会创建一个库并自动创建该字段并且设置为String类型也就是text

什么是elasticsearch?

一个开源的分布式搜索引擎,可以用来实现搜索、日志统计、分析、系统监控等功能

什么是elastic stack(ELK)?

是以elasticsearch为核心的技术栈,包括beats、Logstash、kibana、elasticsearch

什么是Lucene?

是Apache的开源搜索引擎类库,提供了搜索引擎的核心API elasticsearch是一款非常强大的开源搜索引擎,具备非常多强大功能,可以帮助我们从海量数据中快速找到需要的内容

ELK技术栈

本文只使用了elasticsearch,以及kibana做可视化界面

elasticsearch结合kibana、Logstash、Beats,也就是elastic stack(ELK)。被广泛应用在日志数据分析、实时监控等领域:

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而elasticsearch是elastic stack的核心,负责存储、搜索、分析数据。

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初识elasticsearch 1. elasticsearch背景介绍

elasticsearch底层是基于lucene来实现的。

Lucene是一个Java语言的搜索引擎类库,是Apache公司的顶级项目,由DougCutting于1999年研发。官网地址:https://lucene.apache.org/ 。

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elasticsearch的发展历史:

2004年Shay Banon基于Lucene开发了Compass 2010年Shay Banon 重写了Compass,取名为Elasticsearch。

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2. 倒排索引

倒排索引的概念是基于MySQL这样的正向索引而言的。

2.1 正向索引

设置了索引的话挺快的,但要是模糊查询则就很慢!

那么什么是正向索引呢?例如给下表(tb_goods)中的id创建索引:

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如果是根据id查询,那么直接走索引,查询速度非常快。

但如果是基于title做模糊查询,只能是逐行扫描数据,流程如下:

1)用户搜索数据,条件是title符合"%手机%"

2)逐行获取数据,比如id为1的数据

3)判断数据中的title是否符合用户搜索条件

4)如果符合则放入结果集,不符合则丢弃。回到步骤1

逐行扫描,也就是全表扫描,随着数据量增加,其查询效率也会越来越低。当数据量达到数百万时,就是一场灾难。

2.2 倒排索引

倒排索引中有两个非常重要的概念:

文档(Document):用来搜索的数据,其中的每一条数据就是一个文档。例如一个网页、一个商品信息 词条(Term):对文档数据或用户搜索数据,利用某种算法分词,得到的具备含义的词语就是词条。例如:我是中国人,就可以分为:我、是、中国人、中国、国人这样的几个词条

创建倒排索引是对正向索引的一种特殊处理,流程如下:

将每一个文档的数据利用算法分词,得到一个个词条 创建表,每行数据包括词条、词条所在文档id、位置等信息 因为词条唯一性,可以给词条创建索引,例如hash表结构索引

如图:

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倒排索引的搜索流程如下(以搜索"华为手机"为例):

1)用户输入条件"华为手机"进行搜索。

2)对用户输入内容分词,得到词条:华为、手机。

3)拿着词条在倒排索引中查找,可以得到包含词条的文档id:1、2、3。

4)拿着文档id到正向索引中查找具体文档。

如图:

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虽然要先查询倒排索引,再查询倒排索引,但是无论是词条、还是文档id都建立了索引,查询速度非常快!无需全表扫描。

2.3 正向和倒排对比

概念区别:

正向索引是最传统的,根据id索引的方式。但根据词条查询时,必须先逐条获取每个文档,然后判断文档中是否包含所需要的词条,是根据文档找词条的过程。

而倒排索引则相反,是先找到用户要搜索的词条,根据词条得到保护词条的文档的id,然后根据id获取文档。是根据词条找文档的过程。

优缺点:

正向索引:

优点: 可以给多个字段创建索引 根据索引字段搜索、排序速度非常快 缺点: 根据非索引字段,或者索引字段中的部分词条查找时,只能全表扫描。

倒排索引:

优点: 根据词条搜索、模糊搜索时,速度非常快 缺点: 只能给词条创建索引,而不是字段 无法根据字段做排序 3. ES数据库基本概念

elasticsearch中有很多独有的概念,与mysql中略有差别,但也有相似之处。

3.1.文档和字段

一个文档就像数据库里的一条数据,字段就像数据库里的列

elasticsearch是面向文档(Document)存储的,可以是数据库中的一条商品数据,一个订单信息。文档数据会被序列化为json格式后存储在elasticsearch中:

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而Json文档中往往包含很多的字段(Field),类似于mysql数据库中的列。

3.2.索引和映射

索引就像数据库里的表,映射就像数据库中定义的表结构

索引(Index),就是相同类型的文档的集合【类似mysql中的表】

例如:

所有用户文档,就可以组织在一起,称为用户的索引; 所有商品的文档,可以组织在一起,称为商品的索引; 所有订单的文档,可以组织在一起,称为订单的索引;

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因此,我们可以把索引当做是数据库中的表。

数据库的表会有约束信息,用来定义表的结构、字段的名称、类型等信息。因此,索引库中就有映射(mapping),是索引中文档的字段约束信息,类似表的结构约束。

3.3.mysql与elasticsearch

各自长处:

Mysql:擅长事务类型操作,可以确保数据的安全和一致性

Elasticsearch:擅长海量数据的搜索、分析、计算

我们统一的把mysql与elasticsearch的概念做一下对比:

MySQL Elasticsearch 说明 Table Index 索引(index),就是文档的集合,类似数据库的表(table) Row Document 文档(Document),就是一条条的数据,类似数据库中的行(Row),文档都是JSON格式 Column Field 字段(Field),就是JSON文档中的字段,类似数据库中的列(Column) Schema Mapping Mapping(映射)是索引中文档的约束,例如字段类型约束。类似数据库的表结构(Schema) SQL DSL DSL是elasticsearch提供的JSON风格的请求语句,用来操作elasticsearch,实现CRUD

在企业中,往往是两者结合使用:

对安全性要求较高的写操作,使用mysql实现 对查询性能要求较高的搜索需求,使用elasticsearch实现 两者再基于某种方式,实现数据的同步,保证一致性

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4. 安装es、kibana、分词器

分词器的作用是什么?

创建倒排索引时对文档分词 用户搜索时,对输入的内容分词

IK分词器有几种模式?

ik_smart:智能切分,粗粒度 ik_max_word:最细切分,细粒度

IK分词器如何拓展词条?如何停用词条?

利用config目录的IkAnalyzer.cfg.xml文件添加拓展词典和停用词典 在词典中添加拓展词条或者停用词条 4.1 部署单点es 4.1.1.创建网络

因为我们还需要部署kibana容器,因此需要让es和kibana容器互联。这里先创建一个网络:

docker network create es-net 4.1.2.加载镜像

这里我们采用elasticsearch的7.12.1版本的镜像,这个镜像体积非常大,接近1G。不建议大家自己pull。

课前资料提供了镜像的tar包:

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大家将其上传到虚拟机中,然后运行命令加载即可:

# 导入数据 docker load -i es.tar

注意:同理还有kibana的tar包也需要这样做。

4.1.3.运行

运行docker命令,部署单点es:

docker run -d \ --name es \ -e "ES_JAVA_OPTS=-Xms512m -Xmx512m" \ -e "discovery.type=single-node" \ -v es-data:/usr/share/elasticsearch/data \ -v es-plugins:/usr/share/elasticsearch/plugins \ --privileged \ --network es-net \ -p 9200:9200 \ -p 9300:9300 \ elasticsearch:7.12.1

命令解释:

-e "cluster.name=es-docker-cluster":设置集群名称 -e "http.host=0.0.0.0":监听的地址,可以外网访问 -e "ES_JAVA_OPTS=-Xms512m -Xmx512m":内存大小 -e "discovery.type=single-node":非集群模式 -v es-data:/usr/share/elasticsearch/data:挂载逻辑卷,绑定es的数据目录 -v es-logs:/usr/share/elasticsearch/logs:挂载逻辑卷,绑定es的日志目录 -v es-plugins:/usr/share/elasticsearch/plugins:挂载逻辑卷,绑定es的插件目录 --privileged:授予逻辑卷访问权 --network es-net :加入一个名为es-net的网络中 -p 9200:9200:端口映射配置

在浏览器中输入:http://192.168.194.131/:9200 即可看到elasticsearch的响应结果:

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4.2.部署kibana

kibana可以给我们提供一个elasticsearch的可视化界面,便于我们学习。

4.2.1.部署

创建网络后,导入kibana压缩包,然后创建并启动相应容器。【和前面部署单点es一样做法】

再运行docker命令,部署kibana

docker run -d \ --name kibana \ -e ELASTICSEARCH_HOSTS=http://es:9200 \ --network=es-net \ -p 5601:5601 \ kibana:7.12.1 --network es-net :加入一个名为es-net的网络中,与elasticsearch在同一个网络中 -e ELASTICSEARCH_HOSTS=http://es:9200":设置elasticsearch的地址,因为kibana已经与elasticsearch在一个网络,因此可以用容器名直接访问elasticsearch -p 5601:5601:端口映射配置

kibana启动一般比较慢,需要多等待一会,可以通过命令:

docker logs -f kibana

查看运行日志,当查看到下面的日志,说明成功:

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此时,在浏览器输入地址访问:http://192.168.194.131:5601,即可看到结果如下图:

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kibana左侧中提供了一个DevTools界面:

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这个界面中可以编写DSL来操作elasticsearch。并且对DSL语句有自动补全功能。

4.3.安装IK分词器 4.3.1.在线安装ik插件(较慢) # 进入容器内部 docker exec -it elasticsearch /bin/bash # 在线下载并安装 ./bin/elasticsearch-plugin install https://github.com/medcl/elasticsearch-analysis-ik/releases/download/v7.12.1/elasticsearch-analysis-ik-7.12.1.zip #退出 exit #重启容器 docker restart elasticsearch 4.3.2.离线安装ik插件(推荐)

1)查看数据卷目录

安装插件需要知道elasticsearch的plugins目录位置,而我们用了数据卷挂载,因此需要查看elasticsearch的数据卷目录,通过下面命令查看:

docker volume inspect es-plugins

显示结果:

[ { "CreatedAt": "2022-05-06T10:06:34+08:00", "Driver": "local", "Labels": null, "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/es-plugins/_data", "Name": "es-plugins", "Options": null, "Scope": "local" } ]

说明plugins目录被挂载到了:/var/lib/docker/volumes/es-plugins/_data 这个目录中。

2)解压缩分词器安装包

下面我们需要把课前资料中的ik分词器解压缩,重命名为ik

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3)上传到es容器的插件数据卷中

也就是/var/lib/docker/volumes/es-plugins/_data :

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4)重启容器

# 4、重启容器 docker restart es # 查看es日志 docker logs -f es

5)测试:

IK分词器包含两种模式:

ik_smart:最少切分

ik_max_word:最细切分

在kibana的Dev tools中输入以下代码:

”analyzer“ 就是选择分词器模式

GET /_analyze { "analyzer": "ik_max_word", "text": "黑马程序员学习java太棒了" }

结果:

{ "tokens" : [ { "token" : "黑马", "start_offset" : 0, "end_offset" : 2, "type" : "CN_WORD", "position" : 0 }, { "token" : "程序员", "start_offset" : 2, "end_offset" : 5, "type" : "CN_WORD", "position" : 1 }, { "token" : "程序", "start_offset" : 2, "end_offset" : 4, "type" : "CN_WORD", "position" : 2 }, { "token" : "员", "start_offset" : 4, "end_offset" : 5, "type" : "CN_CHAR", "position" : 3 }, { "token" : "学习", "start_offset" : 5, "end_offset" : 7, "type" : "CN_WORD", "position" : 4 }, { "token" : "java", "start_offset" : 7, "end_offset" : 11, "type" : "ENGLISH", "position" : 5 }, { "token" : "太棒了", "start_offset" : 11, "end_offset" : 14, "type" : "CN_WORD", "position" : 6 }, { "token" : "太棒", "start_offset" : 11, "end_offset" : 13, "type" : "CN_WORD", "position" : 7 }, { "token" : "了", "start_offset" : 13, "end_offset" : 14, "type" : "CN_CHAR", "position" : 8 } ] } 4.3.3 扩展词词典

随着互联网的发展,“造词运动”也越发的频繁。出现了很多新的词语,在原有的词汇列表中并不存在。比如:“奥力给”,“白嫖” 等。

所以我们的词汇也需要不断的更新,IK分词器提供了扩展词汇的功能。

1)打开IK分词器config目录:

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2)在IKAnalyzer.cfg.xml配置文件内容添加:

IK Analyzer 扩展配置 ext.dic

3)新建一个 ext.dic,可以参考config目录下复制一个配置文件进行修改

白嫖 奥力给

4)重启elasticsearch

docker restart es # 查看 日志 docker logs -f elasticsearch

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日志中已经成功加载ext.dic配置文件

5)测试效果:

GET /_analyze { "analyzer": "ik_max_word", "text": "传智播客Java就业超过90%,奥力给!" }

注意当前文件的编码必须是 UTF-8 格式,严禁使用Windows记事本编辑

4.3.4 停用词词典

在互联网项目中,在网络间传输的速度很快,所以很多语言是不允许在网络上传递的,如:关于宗教、政治等敏感词语,那么我们在搜索时也应该忽略当前词汇。

IK分词器也提供了强大的停用词功能,让我们在索引时就直接忽略当前的停用词汇表中的内容。

1)IKAnalyzer.cfg.xml配置文件内容添加:

IK Analyzer 扩展配置 ext.dic stopword.dic

3)在 stopword.dic 添加停用词

大帅逼

4)重启elasticsearch

# 重启服务 docker restart es docker restart kibana # 查看 日志 docker logs -f elasticsearch

日志中已经成功加载stopword.dic配置文件

5)测试效果:

GET /_analyze { "analyzer": "ik_max_word", "text": "我是真的会谢Java就业率超过95%,大帅逼都点赞白嫖,奥力给!" }

注意当前文件的编码必须是 UTF-8 格式,严禁使用Windows记事本编辑

索引库操作

索引库就类似数据库表,mapping映射就类似表的结构。

我们要向es中存储数据,必须先创建“库”和“表”。

1. Mapping映射属性

mapping是对索引库中文档的约束,常见的mapping属性包括:

type:字段数据类型,常见的简单类型有:

字符串:text(可分词的文本)、keyword(精确值,例如:品牌、国家、ip地址)

keyword类型只能整体搜索,不支持搜索部分内容

数值:long、integer、short、byte、double、float、

布尔:boolean

日期:date

对象:object

index:是否创建索引,默认为true

analyzer:使用哪种分词器

properties:该字段的子字段

例如下面的json文档:

{     "age": 21,     "weight": 52.1,     "isMarried": false,     "info": "真相只有一个!", "email": "[email protected]", "score": [99.1, 99.5, 98.9],     "name": {         "firstName": "柯",         "lastName": "南"     } }

对应的每个字段映射(mapping):

age:类型为 integer;参与搜索,因此需要index为true;无需分词器 weight:类型为float;参与搜索,因此需要index为true;无需分词器 isMarried:类型为boolean;参与搜索,因此需要index为true;无需分词器 info:类型为字符串,需要分词,因此是text;参与搜索,因此需要index为true;分词器可以用ik_smart email:类型为字符串,但是不需要分词,因此是keyword;不参与搜索,因此需要index为false;无需分词器 score:虽然是数组,但是我们只看元素的类型,类型为float;参与搜索,因此需要index为true;无需分词器 name:类型为object,需要定义多个子属性 name.firstName;类型为字符串,但是不需要分词,因此是keyword;参与搜索,因此需要index为true;无需分词器 name.lastName;类型为字符串,但是不需要分词,因此是keyword;参与搜索,因此需要index为true;无需分词器 2. 索引库的CRUD

CRUD简单描述:

创建索引库:PUT /索引库名 查询索引库:GET /索引库名 删除索引库:DELETE /索引库名 修改索引库(添加字段):PUT /索引库名/_mapping

这里统一使用Kibana编写DSL的方式来演示。

2.1 创建索引库和映射

基本语法:

请求方式:PUT 请求路径:/索引库名,可以自定义 请求参数:mapping映射

格式:

PUT /索引库名称 {   "mappings": {     "properties": {       "字段名":{         "type": "text",         "analyzer": "ik_smart"       },       "字段名2":{         "type": "keyword",         "index": "false"       },       "字段名3":{         "properties": {           "子字段": {             "type": "keyword"           }         }       }, // ...略     }   } }

示例:

PUT /conan { "mappings": { "properties": { "column1":{ "type": "text", "analyzer": "ik_smart" }, "column2":{ "type": "keyword", "index": "false" }, "column3":{ "properties": { "子字段1": { "type": "keyword" }, "子字段2": { "type": "keyword" } } }, // ...略 } } } 2.2 查询索引库

基本语法:

请求方式:GET

请求路径:/索引库名

请求参数:无

格式:

GET /索引库名

示例:

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2.3 修改索引库

这里的修改是只能增加新的字段到mapping中

倒排索引结构虽然不复杂,但是一旦数据结构改变(比如改变了分词器),就需要重新创建倒排索引,这简直是灾难。因此索引库一旦创建,无法修改mapping。

虽然无法修改mapping中已有的字段,但是却允许添加新的字段到mapping中,因为不会对倒排索引产生影响。

语法说明:

PUT /索引库名/_mapping { "properties": { "新字段名":{ "type": "integer" } } }

示例:

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2.4 删除索引库

语法:

请求方式:DELETE

请求路径:/索引库名

请求参数:无

格式:

DELETE /索引库名

在kibana中测试:

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文档操作

文档操作有哪些?

创建文档:POST /{索引库名}/_doc/文档id 查询文档:GET /{索引库名}/_doc/文档id 删除文档:DELETE /{索引库名}/_doc/文档id 修改文档: 全量修改:PUT /{索引库名}/_doc/文档id 增量修改:POST /{索引库名}/_update/文档id { "doc": {字段}} 1. 文档的CRUD 1.1 新增文档

语法:

POST /索引库名/_doc/文档id {     "字段1": "值1",     "字段2": "值2",     "字段3": {         "子属性1": "值3",         "子属性2": "值4"     }, // ... }

示例:

POST /heima/_doc/1 {     "info": "真相只有一个!",     "email": "[email protected]",     "name": {         "firstName": "柯",         "lastName": "南"     } }

响应:

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1.2 查询文档

根据rest风格,新增是post,查询应该是get,不过查询一般都需要条件,这里我们把文档id带上。

语法:

GET /{索引库名称}/_doc/{id} //批量查询:查询该索引库下的全部文档 GET /{索引库名称}/_search

通过kibana查看数据:

GET /heima/_doc/1

查看结果:

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1.3 删除文档

删除使用DELETE请求,同样,需要根据id进行删除:

语法:

DELETE /{索引库名}/_doc/id值

示例:

# 根据id删除数据 DELETE /heima/_doc/1

结果:

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1.4 修改文档

修改有两种方式:

全量修改:直接覆盖原来的文档 增量修改:修改文档中的部分字段 1.4.1 全量修改

全量修改是覆盖原来的文档,其本质是:

根据指定的id删除文档 新增一个相同id的文档

注意:如果根据id删除时,id不存在,第二步的新增也会执行,也就从修改变成了新增操作了。

语法:

PUT /{索引库名}/_doc/文档id {     "字段1": "值1",     "字段2": "值2", // ... 略 }

示例:

PUT /heima/_doc/1 {     "info": "黑马程序员高级Java讲师",     "email": "[email protected]",     "name": {         "firstName": "云",         "lastName": "赵"     } } 1.4.2 增量修改

增量修改是只修改指定id匹配的文档中的部分字段。

语法:

POST /{索引库名}/_update/文档id {     "doc": { "字段名": "新的值", } }

示例:

POST /heima/_update/1 {   "doc": {     "email": "[email protected]"   } } RestAPI

ES官方提供了各种不同语言的客户端,用来操作ES。这些客户端的本质就是组装DSL语句,通过http请求发送给ES。官方文档地址:https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/client/index.html

其中的Java Rest Client又包括两种:

Java Low Level Rest Client Java High Level Rest Client

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我们使用的是Java HighLevel Rest Client客户端API

API操作索引库

JavaRestClient操作elasticsearch的流程基本类似。核心是client.indices()方法来获取索引库的操作对象。

索引库操作的基本步骤:【可以根据发送请求那步的第一个参数,发过来判断需要创建什么XXXXRequest】

初始化RestHighLevelClient 创建XxxIndexRequest。XXX是Create、Get、Delete 准备DSL( Create时需要,其它是无参) 发送请求。调用RestHighLevelClient#indices().xxx()方法,xxx是create、exists、delete 1. mapping映射分析

根据MySQL数据库表结构(建表语句),去写索引库结构JSON。表和索引库一一对应

注意:地理坐标、组合字段。索引库里的地理坐标是一个字段:坐标:维度,精度 。copy_to组合字段作用是供用户查询(输入关键字可以查询多个字段)

创建索引库,最关键的是mapping映射,而mapping映射要考虑的信息包括:

字段名 字段数据类型 是否参与搜索 是否需要分词 如果分词,分词器是什么?

其中:

字段名、字段数据类型,可以参考数据表结构的名称和类型 是否参与搜索要分析业务来判断,例如图片地址,就无需参与搜索 是否分词呢要看内容,内容如果是一个整体就无需分词,反之则要分词 分词器,我们可以统一使用ik_max_word

来看下酒店数据的索引库结构:

PUT /hotel { "mappings": { "properties": { "id": { "type": "keyword" }, "name":{ "type": "text", "analyzer": "ik_max_word", "copy_to": "all" }, "address":{ "type": "keyword", "index": false }, "price":{ "type": "integer" }, "score":{ "type": "integer" }, "brand":{ "type": "keyword", "copy_to": "all" }, "city":{ "type": "keyword", "copy_to": "all" }, "starName":{ "type": "keyword" }, "business":{ "type": "keyword" }, "location":{ "type": "geo_point" }, "pic":{ "type": "keyword", "index": false }, "all":{ "type": "text", "analyzer": "ik_max_word" } } } }

几个特殊字段说明:

location:地理坐标,里面包含精度、纬度 all:一个组合字段,其目的是将多字段的值 利用copy_to合并,提供给用户搜索

地理坐标说明:

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copy_to说明:

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2.初始化RestClient

在elasticsearch提供的API中,与elasticsearch一切交互都封装在一个名为RestHighLevelClient的类中,必须先完成这个对象的初始化,建立与elasticsearch的连接。

分为三步:

1)引入es的RestHighLevelClient依赖:

org.elasticsearch.client elasticsearch-rest-high-level-client

2)因为SpringBoot默认的ES版本是7.6.2,所以我们需要覆盖默认的ES版本:

1.8 7.12.1

3)初始化RestHighLevelClient:这里一般在启动类或者配置类里注入该Bean,用于告诉Java 访问ES的ip地址

初始化的代码如下:

@Bean public RestHighLevelClient client(){ return new RestHighLevelClient(RestClient.builder( HttpHost.create("http://192.168.150.101:9200") )); }

这里为了单元测试方便,我们创建一个测试类HotelIndexTest,然后将初始化的代码编写在@BeforeEach方法中:

package cn.itcast.hotel; import org.apache.http.HttpHost; import org.elasticsearch.client.RestHighLevelClient; import org.junit.jupiter.api.AfterEach; import org.junit.jupiter.api.BeforeEach; import org.junit.jupiter.api.Test; import java.io.IOException; public class HotelIndexTest { private RestHighLevelClient client; @BeforeEach void setUp() { this.client = new RestHighLevelClient(RestClient.builder( HttpHost.create("http://192.168.150.101:9200") )); } @AfterEach void tearDown() throws IOException { this.client.close(); } } 3. 索引库CRUD 3.1 创建索引库

代码分为三步:

1)创建Request对象。因为是创建索引库的操作,因此Request是CreateIndexRequest。 2)添加请求参数,其实就是DSL的JSON参数部分。因为json字符串很长,这里是定义了静态字符串常量MAPPING_TEMPLATE,让代码看起来更加优雅。 3)发送请求,client.indices()方法的返回值是IndicesClient类型,封装了所有与索引库操作有关的方法。

创建索引库的API如下:

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代码:

在hotel-demo的cn.itcast.hotel.constants包下,创建一个类,定义mapping映射的JSON字符串常量:

package cn.itcast.hotel.constants; public class HotelConstants { public static final String MAPPING_TEMPLATE = "{\n" + " \"mappings\": {\n" + " \"properties\": {\n" + " \"id\": {\n" + " \"type\": \"keyword\"\n" + " },\n" + " \"name\":{\n" + " \"type\": \"text\",\n" + " \"analyzer\": \"ik_max_word\",\n" + " \"copy_to\": \"all\"\n" + " },\n" + " \"address\":{\n" + " \"type\": \"keyword\",\n" + " \"index\": false\n" + " },\n" + " \"price\":{\n" + " \"type\": \"integer\"\n" + " },\n" + " \"score\":{\n" + " \"type\": \"integer\"\n" + " },\n" + " \"brand\":{\n" + " \"type\": \"keyword\",\n" + " \"copy_to\": \"all\"\n" + " },\n" + " \"city\":{\n" + " \"type\": \"keyword\",\n" + " \"copy_to\": \"all\"\n" + " },\n" + " \"starName\":{\n" + " \"type\": \"keyword\"\n" + " },\n" + " \"business\":{\n" + " \"type\": \"keyword\"\n" + " },\n" + " \"location\":{\n" + " \"type\": \"geo_point\"\n" + " },\n" + " \"pic\":{\n" + " \"type\": \"keyword\",\n" + " \"index\": false\n" + " },\n" + " \"all\":{\n" + " \"type\": \"text\",\n" + " \"analyzer\": \"ik_max_word\"\n" + " }\n" + " }\n" + " }\n" + "}"; }

在hotel-demo中的HotelIndexTest测试类中,编写单元测试,实现创建索引:

@Test void createHotelIndex() throws IOException { // 1.创建Request对象 CreateIndexRequest request = new CreateIndexRequest("hotel"); // 2.准备请求的参数:DSL语句 request.source(MAPPING_TEMPLATE, XContentType.JSON); // 3.发送请求 client.indices().create(request, RequestOptions.DEFAULT); } 3.2 删除索引库

三步走:

1)创建Request对象。这次是DeleteIndexRequest对象 2)准备参数。这里是无参 3)发送请求。改用delete方法

删除索引库的DSL语句非常简单:

DELETE /hotel

在hotel-demo中的HotelIndexTest测试类中,编写单元测试,实现删除索引:

@Test void testDeleteHotelIndex() throws IOException { // 1.创建Request对象 DeleteIndexRequest request = new DeleteIndexRequest("hotel"); // 2.发送请求 client.indices().delete(request, RequestOptions.DEFAULT); } 3.3 查询索引库

三步走:

1)创建Request对象。这次是GetIndexRequest对象 2)准备参数。这里是无参 3)发送请求。改用exists方法

判断索引库是否存在,本质就是查询,对应的DSL是:

GET /hotel @Test void testExistsHotelIndex() throws IOException { // 1.创建Request对象 GetIndexRequest request = new GetIndexRequest("hotel"); // 2.发送请求 boolean exists = client.indices().exists(request, RequestOptions.DEFAULT); // 3.输出 System.err.println(exists ? "索引库已经存在!" : "索引库不存在!"); } API操作文档

这里更多的是先读取Mysql中的数据,然后再存进ES中。

文档操作的基本步骤:【可以根据发送请求那步的第一个参数,发过来判断需要创建什么XXXXRequest】

初始化RestHighLevelClient 创建XxxRequest。XXX是Index、Get、Update、Delete、Bulk 准备参数(Index、Update、Bulk时需要) 发送请求。调用RestHighLevelClient#.xxx()方法,xxx是index、get、update、delete、bulk 解析结果(Get时需要) 1. 初始化RestClient

在elasticsearch提供的API中,与elasticsearch一切交互都封装在一个名为RestHighLevelClient的类中,必须先完成这个对象的初始化,建立与elasticsearch的连接。

分为三步:

1)引入es的RestHighLevelClient依赖:

org.elasticsearch.client elasticsearch-rest-high-level-client

2)因为SpringBoot默认的ES版本是7.6.2,所以我们需要覆盖默认的ES版本:

1.8 7.12.1

3)初始化RestHighLevelClient:这里一般写在最前面,用于告诉Java 访问ES的ip地址

初始化的代码如下:

RestHighLevelClient client = new RestHighLevelClient(RestClient.builder( HttpHost.create("http://192.168.150.101:9200") ));

这里为了单元测试方便,我们创建一个测试类HotelIndexTest,然后将初始化的代码编写在@BeforeEach方法中:

package cn.itcast.hotel; import org.apache.http.HttpHost; import org.elasticsearch.client.RestHighLevelClient; import org.junit.jupiter.api.AfterEach; import org.junit.jupiter.api.BeforeEach; import org.junit.jupiter.api.Test; import java.io.IOException; public class HotelIndexTest { private RestHighLevelClient client; @BeforeEach void setUp() { this.client = new RestHighLevelClient(RestClient.builder( HttpHost.create("http://192.168.150.101:9200") )); } @AfterEach void tearDown() throws IOException { this.client.close(); } } 2. 文档CRUD 2.0 批量导入文档

三步走:

1)创建Request对象。这里是BulkRequest 2)准备参数。批处理的参数,就是其它Request对象,这里就是多个IndexRequest 3)发起请求。这里是批处理,调用的方法为client.bulk()方法

案例需求:利用BulkRequest批量将数据库数据导入到索引库中。

步骤如下:

利用mybatis-plus查询酒店数据

将查询到的酒店数据(Hotel)转换为文档类型数据(HotelDoc)

利用JavaRestClient中的BulkRequest批处理,实现批量新增文档

语法说明:

批量处理BulkRequest,其本质就是将多个普通的CRUD请求组合在一起发送。

其中提供了一个add方法,用来添加其他请求:

image

可以看到,能添加的请求包括:

IndexRequest,也就是新增 UpdateRequest,也就是修改 DeleteRequest,也就是删除

因此Bulk中添加了多个IndexRequest,就是批量新增功能了。示例:

image

我们在导入酒店数据时,将上述代码改造成for循环处理即可。

在hotel-demo的HotelDocumentTest测试类中,编写单元测试:

@Test void testBulkRequest() throws IOException { // 批量查询酒店数据 List hotels = hotelService.list(); // 1.创建Request BulkRequest request = new BulkRequest(); // 2.准备参数,添加多个新增的Request for (Hotel hotel : hotels) { // 2.1.转换为文档类型HotelDoc HotelDoc hotelDoc = new HotelDoc(hotel); // 2.2.创建新增文档的Request对象 request.add(new IndexRequest("hotel") .id(hotelDoc.getId().toString()) .source(JSON.toJSONString(hotelDoc), XContentType.JSON)); } // 3.发送请求 client.bulk(request, RequestOptions.DEFAULT); } 2.1 批量新增文档

四步走:

0)创建索引库实体类 1)创建Request对象 2)准备请求参数,也就是DSL中的JSON文档 3)发送请求 (注意:这里直接使用client.xxx()的API,不再需要client.indices()了)

我们要将数据库的酒店数据查询出来,写入elasticsearch中。

1)创建索引库实体类

一般实体类里包含经纬度都需要创建一个新的实体类,将经纬度拼成一个字段

数据库查询后的结果是一个Hotel类型的对象。结构如下:

@Data @TableName("tb_hotel") public class Hotel { @TableId(type = IdType.INPUT) private Long id; private String name; private String address; private Integer price; private Integer score; private String brand; private String city; private String starName; private String business; private String longitude; private String latitude; private String pic; }

与我们的索引库结构存在差异:

longitude和latitude需要合并为location

因此,我们需要定义一个新的类型,与索引库结构吻合:

package cn.itcast.hotel.pojo; import lombok.Data; import lombok.NoArgsConstructor; @Data @NoArgsConstructor public class HotelDoc { private Long id; private String name; private String address; private Integer price; private Integer score; private String brand; private String city; private String starName; private String business; private String location; private String pic; public HotelDoc(Hotel hotel) { this.id = hotel.getId(); this.name = hotel.getName(); this.address = hotel.getAddress(); this.price = hotel.getPrice(); this.score = hotel.getScore(); this.brand = hotel.getBrand(); this.city = hotel.getCity(); this.starName = hotel.getStarName(); this.business = hotel.getBusiness(); this.location = hotel.getLatitude() + ", " + hotel.getLongitude(); this.pic = hotel.getPic(); } }

2)新增代码

新增文档的DSL语句如下:

POST /{索引库名}/_doc/1 { "name": "Jack", "age": 21 }

对应的java代码如图:

image

我们导入酒店数据,基本流程一致,但是需要考虑几点变化:

酒店数据来自于数据库,我们需要先查询出来,得到hotel对象 hotel对象需要转为HotelDoc对象 HotelDoc需要序列化为json格式

在hotel-demo的HotelDocumentTest测试类中,编写单元测试:

@Test void testAddDocument() throws IOException { // 批量查询酒店数据 List hotels = hotelService.list(); // 1.创建Request BulkRequest request = new BulkRequest(); // 2.准备参数,添加多个新增的Request for (Hotel hotel : hotels) { // 2.1.转换为文档类型HotelDoc HotelDoc hotelDoc = new HotelDoc(hotel); // 2.2.创建新增文档的Request对象 request.add(new IndexRequest("hotel") .id(hotelDoc.getId().toString()) .source(JSON.toJSONString(hotelDoc), XContentType.JSON));//实体类转JSON,指定JSON格式 request.add(new IndexRequest("xxx")...) } // 3.发送请求 client.bulk(request, RequestOptions.DEFAULT); } 2.2 查询文档

查询文档是根据id查询的,所以没有批量查询

三步走:

1)准备Request对象。这次是查询,所以是GetRequest 2)发送请求,得到结果。因为是查询,这里调用client.get()方法 3)解析结果,就是对JSON做反序列化

查询的DSL语句如下:

GET /hotel/_doc/{id}

非常简单,因此代码大概分两步:

准备Request对象 发送请求

不过查询的目的是得到结果,解析为HotelDoc,因此难点是结果的解析。完整代码如下:

image

可以看到,结果是一个JSON,其中文档放在一个_source属性中,因此解析就是拿到_source,使用工具反序列化为Java对象即可。

在hotel-demo的HotelDocumentTest测试类中,编写单元测试:

@Test void testGetDocumentById() throws IOException { // 1.准备Request GetRequest request = new GetRequest("hotel", "61082"); // 2.发送请求,得到响应 GetResponse response = client.get(request, RequestOptions.DEFAULT); // 3.解析响应结果 String json = response.getSourceAsString(); HotelDoc hotelDoc = JSON.parseObject(json, HotelDoc.class); System.out.println(hotelDoc); } 2.3 批量删除文档

三步走:

1)准备Request对象,因为是删除,这次是DeleteRequest对象。要指定索引库名和id 2)准备参数,无参 3)发送请求。因为是删除,所以是client.delete()方法

删除的DSL为是这样的:

DELETE /hotel/_doc/{id}

在hotel-demo的HotelDocumentTest测试类中,编写单元测试:

@Test void testDeleteDocument() throws IOException { //0.查询数据库中的数据 List list = hotelService.list(); // 1.创建Request BulkRequest request = new BulkRequest(); //2.批量转换实体类,顺便写入到ES中 for (Hotel hotel : list) { //2.1转换实体类 HotelDoc hotelDoc =new HotelDoc(hotel); //2.2写入ES request.add(new DeleteRequest("hotel") .id(hotel.getId().toString())); } //3.发送请求 client.bulk(request,RequestOptions.DEFAULT); } 2.4 批量修改文档

三步走:

1)准备Request对象。这次是修改,所以是UpdateRequest 2)准备参数。也就是JSON文档,里面包含要修改的字段 3)更新文档。这里调用client.update()方法

修改有两种方式:

全量修改:本质是先根据id删除,再新增 增量修改:修改文档中的指定字段值

在RestClient的API中,全量修改与新增的API完全一致,判断依据是ID:

如果新增时,ID已经存在,则修改 如果新增时,ID不存在,则新增

只演示增量修改:

代码示例如图:

image

在hotel-demo的HotelDocumentTest测试类中,编写单元测试:

@Test void testUpdateDocument() throws IOException { //0.查询数据库中的数据 List list = hotelService.list(); // 1.创建Request BulkRequest request = new BulkRequest(); //2.批量转换实体类,顺便写入到ES中 for (Hotel hotel : list) { //2.1转换实体类 HotelDoc hotelDoc =new HotelDoc(hotel); //2.2写入ES request.add(new UpdateRequest("hotel",hotel.getId().toString()) .doc( "price", "952", "starName", "四钻" )); } //3.发送请求 client.bulk(request,RequestOptions.DEFAULT); } ES搜索引擎

elasticsearch的查询依然是基于JSON风格的DSL来实现的。

1. DSL设置查询条件 1.1 DSL查询分类

Elasticsearch提供了基于JSON的DSL(Domain Specific Language)来定义查询。常见的查询类型包括:

查询所有:查询出所有数据,一般测试用。例如:match_all

全文检索(full text)查询:利用分词器对用户输入内容分词,然后去倒排索引库中匹配。例如:

match_query multi_match_query

精确查询:根据精确词条值查找数据,一般是查找keyword、数值、日期、boolean等类型字段。例如:

ids range term

地理(geo)查询:根据经纬度查询。例如:

geo_distance geo_bounding_box

复合(compound)查询:复合查询可以将上述各种查询条件组合起来,合并查询条件。例如:

bool function_score

查询的语法基本一致:

GET /indexName/_search {   "query": {     "查询类型": {       "查询条件": "条件值"     }   } }

我们以查询所有为例,其中:

查询类型为match_all 没有查询条件 // 查询所有 GET /indexName/_search {   "query": {     "match_all": { }   } }

其它查询无非就是查询类型、查询条件的变化。

1.2 全文检索查询

match和multi_match的区别是什么?

match:根据一个字段查询【推荐:使用copy_to构造all字段】 multi_match:根据多个字段查询,参与查询字段越多,查询性能越差

注:搜索字段越多,对查询性能影响越大,因此建议采用copy_to,然后单字段查询的方式。

1.2.1 使用场景

全文检索查询的基本流程如下:

对用户搜索的内容做分词,得到词条 根据词条去倒排索引库中匹配,得到文档id 根据文档id找到文档,返回给用户

比较常用的场景包括:

商城的输入框搜索 百度输入框搜索

例如京东:

image

因为是拿着词条去匹配,因此参与搜索的字段也必须是可分词的text类型的字段。

常见的全文检索查询包括:

match查询:单字段查询 multi_match查询:多字段查询,任意一个字段符合条件就算符合查询条件 1.2.2 match查询

match查询语法如下:

GET /indexName/_search {   "query": {     "match": {       "FIELD": "TEXT"     }   } }

match查询示例:

image

1.2.3 mulit_match查询

mulit_match语法如下:

GET /indexName/_search {   "query": {     "multi_match": {       "query": "TEXT",       "fields": ["FIELD1", " FIELD12"]     }   } }

multi_match查询示例:

image

1.3 精准查询

精准查询类型:

term查询:根据词条精确匹配,一般搜索keyword类型、数值类型、布尔类型、日期类型字段 range查询:根据数值范围查询,可以是数值、日期的范围

精确查询一般是查找keyword、数值、日期、boolean等类型字段。所以不会对搜索条件分词。常见的有:

term:根据词条精确值查询 range:根据值的范围查询 1.3.1 term查询

因为精确查询的字段搜时不分词的字段,因此查询的条件也必须是不分词的词条。查询时,用户输入的内容跟自动值完全匹配时才认为符合条件。如果用户输入的内容过多,反而搜索不到数据。

语法说明:

// term查询 GET /indexName/_search {   "query": {     "term": {       "FIELD": {         "value": "VALUE"       }     }   } }

示例:

当我搜索的是精确词条时,能正确查询出结果:

image

但是,当我搜索的内容不是词条,而是多个词语形成的短语时,反而搜索不到:

image

1.3.2 range查询

范围查询,一般应用在对数值类型做范围过滤的时候。比如做价格范围过滤。

基本语法:

// range查询 GET /indexName/_search {   "query": {     "range": {       "FIELD": {         "gte": 10, // 这里的gte代表大于等于,gt则代表大于         "lte": 20 // lte代表小于等于,lt则代表小于       }     }   } }

示例:

image

1.4 地理坐标查询

所谓的地理坐标查询,其实就是根据经纬度查询,官方文档:https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/geo-queries.html

常见的使用场景包括:

携程:搜索我附近的酒店 滴滴:搜索我附近的出租车 微信:搜索我附近的人

附近的酒店:

image

附近的车:

image

1.4.1 矩形范围查询

很少有业务有这种需求

矩形范围查询,也就是geo_bounding_box查询,查询坐标落在某个矩形范围的所有文档: image

查询时,需要指定矩形的左上、右下两个点的坐标,然后画出一个矩形,落在该矩形内的都是符合条件的点。

语法如下:

// geo_bounding_box查询 GET /indexName/_search {   "query": {     "geo_bounding_box": {       "FIELD": {         "top_left": { // 左上点           "lat": 31.1,           "lon": 121.5         },         "bottom_right": { // 右下点           "lat": 30.9,           "lon": 121.7         }       }     }   } } 1.4.2 附近(圆形)查询

附近查询,也叫做距离查询(geo_distance):查询到指定中心点小于某个距离值的所有文档。

换句话来说,在地图上找一个点作为圆心,以指定距离为半径,画一个圆,落在圆内的坐标都算符合条件:

image

语法说明:

// geo_distance 查询 GET /indexName/_search {   "query": {     "geo_distance": {       "distance": "15km", // 半径       "FIELD": "31.21,121.5" // 圆心     }   } }

示例:

我们先搜索陆家嘴附近15km的酒店:

image

发现共有47家酒店。

1.5 复合查询

复合(compound)查询:复合查询可以将其它简单查询组合起来,实现更复杂的搜索逻辑。常见的有两种:

fuction score:算分函数查询,可以控制文档相关性算分,控制文档排名 bool query:布尔查询,利用逻辑关系组合多个其它的查询,实现复杂搜索 1.5.0 复合查询归纳 GET /hotel/_search { "query": {     "function_score": { "query": { // 原始查询,可以是任意条件 "bool": { "must": [ {"term": {"city": "上海" }} ], "should": [ {"term": {"brand": "皇冠假日" }}, {"term": {"brand": "华美达" }} ], "must_not": [ { "range": { "price": { "lte": 500 } }} ], "filter": [ { "range": {"score": { "gte": 45 } }} ] } },       "functions": [ // 算分函数         {           "filter": { // 满足的条件,品牌必须是如家【品牌是如家的才加分,这里是加分条件】             "term": {               "brand": "如家"             }           },           "weight": 2 // 算分权重为2         }       ], "boost_mode": "sum" // 加权模式,求和     }   } } 1.5.1 相关性算分

elasticsearch会根据词条和文档的相关度做打分,算法由两种:

TF-IDF算法 BM25算法,elasticsearch5.1版本后采用的算法

当我们利用match查询时,文档结果会根据与搜索词条的关联度打分(_score),返回结果时按照分值降序排列。

例如,我们搜索 "虹桥如家",结果如下:

[   {     "_score" : 17.850193,     "_source" : {       "name" : "虹桥如家酒店真不错",     }   },   {     "_score" : 12.259849,     "_source" : {       "name" : "外滩如家酒店真不错",     }   },   {     "_score" : 11.91091,     "_source" : {       "name" : "迪士尼如家酒店真不错",     }   } ]

在elasticsearch中,早期使用的打分算法是TF-IDF算法,公式如下:

image

在后来的5.1版本升级中,elasticsearch将算法改进为BM25算法,公式如下:

image

TF-IDF算法有一各缺陷,就是词条频率越高,文档得分也会越高,单个词条对文档影响较大。而BM25则会让单个词条的算分有一个上限,曲线更加平滑:

image

1.5.2 算分函数查询

在搜索出来的结果的分数基础上,再手动与指定的数字进行一定运算来改变算分,从而改变结果的排序。

function score query定义的三要素是什么?

过滤条件:哪些文档要加分 算分函数:如何计算function score 加权方式:function score 与 query score如何运算

根据相关度打分是比较合理的需求,但合理的不一定是产品经理需要的。

以百度为例,你搜索的结果中,并不是相关度越高排名越靠前,而是谁掏的钱多排名就越靠前。如图:

image

要想认为控制相关性算分,就需要利用elasticsearch中的function score 查询了。

function score 查询

1)语法说明

image

function score 查询中包含四部分内容:

原始查询条件:query部分,基于这个条件搜索文档,并且基于BM25算法给文档打分,原始算分(query score) 过滤条件:filter部分,符合该条件的文档才会重新算分 算分函数:符合filter条件的文档要根据这个函数做运算,得到的函数算分(function score),有四种函数 weight:函数结果是常量 field_value_factor:以文档中的某个字段值作为函数结果 random_score:以随机数作为函数结果 script_score:自定义算分函数算法 运算模式:算分函数的结果、原始查询的相关性算分,两者之间的运算方式,包括: multiply:相乘 replace:用function score替换query score 其它,例如:sum、avg、max、min

function score的运行流程如下:

1)根据原始条件查询搜索文档,并且计算相关性算分,称为原始算分(query score) 2)根据过滤条件,过滤文档 3)符合过滤条件的文档,基于算分函数运算,得到函数算分(function score) 4)将原始算分(query score)和函数算分(function score)基于运算模式做运算,得到最终结果,作为相关性算分。

2)举例

需求:给“如家”这个品牌的酒店排名靠前一些

翻译一下这个需求,转换为之前说的四个要点:

原始条件:不确定,可以任意变化 过滤条件:brand = "如家" 算分函数:可以简单粗暴,直接给固定的算分结果,weight 运算模式:比如求和

因此最终的DSL语句如下:

GET /hotel/_search {   "query": {     "function_score": {       "query": { .... }, // 原始查询,可以是任意条件       "functions": [ // 算分函数         {           "filter": { // 满足的条件,品牌必须是如家【品牌是如家的才加分,这里是加分条件】             "term": {               "brand": "如家"             }           },           "weight": 2 // 算分权重为2         }       ], "boost_mode": "sum" // 加权模式,求和     }   } }

测试,在未添加算分函数时,如家得分如下:

image

添加了算分函数后,如家得分就提升了:

image

1.5.3 布尔查询

布尔查询是一个或多个查询子句的组合,每一个子句就是一个子查询。子查询的组合方式有:

must:必须匹配每个子查询,类似“与” should:选择性匹配子查询,类似“或” must_not:必须不匹配,不参与算分,类似“非” filter:必须匹配,不参与算分

注意:尽量在筛选的时候多使用不参与算分的must_not和filter,以保证性能良好

比如在搜索酒店时,除了关键字搜索外,我们还可能根据品牌、价格、城市等字段做过滤:

image

每一个不同的字段,其查询的条件、方式都不一样,必须是多个不同的查询,而要组合这些查询,就必须用bool查询了。

需要注意的是,搜索时,参与打分的字段越多,查询的性能也越差。因此这种多条件查询时,建议这样做:

搜索框的关键字搜索,是全文检索查询,使用must查询,参与算分 其它过滤条件,采用filter查询。不参与算分 bool查询

1)语法

GET /hotel/_search {   "query": {     "bool": {       "must": [         {"term": {"city": "上海" }}       ],       "should": [         {"term": {"brand": "皇冠假日" }}, {"term": {"brand": "华美达" }}       ],       "must_not": [         { "range": { "price": { "lte": 500 } }}       ],       "filter": [         { "range": {"score": { "gte": 45 } }}       ]     }   } }

2)示例

需求:搜索名字包含“如家”,价格不高于400,在坐标31.21,121.5周围10km范围内的酒店。

分析:

名称搜索,属于全文检索查询,应该参与算分。放到must中 价格不高于400,用range查询,属于过滤条件,不参与算分。放到must_not中 周围10km范围内,用geo_distance查询,属于过滤条件,不参与算分。放到filter中

image

2. 设置搜索结果

搜索的结果可以按照用户指定的方式去处理或展示。

2.0 搜索结果种类

查询的DSL是一个大的JSON对象,包含下列属性:

query:查询条件 from和size:分页条件 sort:排序条件 highlight:高亮条件 aggs:定义聚合

示例:

image

image

2.1 排序

在使用排序后就不会进行算分了,根据排序设置的规则排列

普通字段是根据字典序排序

地理坐标是根据举例远近排序

2.1.1普通字段排序

keyword、数值、日期类型排序的排序语法基本一致。

语法:

排序条件是一个数组,也就是可以写多个排序条件。按照声明的顺序,当第一个条件相等时,再按照第二个条件排序,以此类推 (可以参考下面的图片案例)

GET /indexName/_search {   "query": {     "match_all": {}   },   "sort": [     {       "FIELD": "desc"  // 排序字段、排序方式ASC、DESC     }   ] }

示例:

需求描述:酒店数据按照用户评价(score)降序排序,评价相同的按照价格(price)升序排序

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2.1.2 地理坐标排序

地理坐标排序略有不同。

语法说明:

GET /indexName/_search {   "query": {     "match_all": {}   },   "sort": [     {       "_geo_distance" : {           "FIELD" : "纬度,经度", // 文档中geo_point类型的字段名、目标坐标点           "order" : "asc", // 排序方式           "unit" : "km" // 排序的距离单位       }     }   ] }

这个查询的含义是:

指定一个坐标,作为目标点 计算每一个文档中,指定字段(必须是geo_point类型)的坐标 到目标点的距离是多少 根据距离排序

示例:

需求描述:实现对酒店数据按照到你的位置坐标的距离升序排序

提示:获取你的位置的经纬度的方式:https://lbs.amap.com/demo/jsapi-v2/example/map/click-to-get-lnglat/

假设我的位置是:31.034661,121.612282,寻找我周围距离最近的酒店。

image

2.2 分页

elasticsearch会禁止from+ size 超过10000的请求

elasticsearch 默认情况下只返回top10的数据。而如果要查询更多数据就需要修改分页参数了。elasticsearch中通过修改from、size参数来控制要返回的分页结果:

from:从第几个文档开始 size:总共查询几个文档

类似于mysql中的limit ?, ?

2.2.1 基本分页

分页的基本语法如下:

GET /hotel/_search {   "query": {     "match_all": {}   },   "from": 0, // 分页开始的位置,默认为0   "size": 10, // 期望获取的文档总数   "sort": [     {"price": "asc"}   ] } 2.2.2 深度分页

原理:elasticsearch内部分页时,必须先查询 0~1000条,然后截取其中的990 ~ 1000的这10条

现在,我要查询990~1000的数据,查询逻辑要这么写:

GET /hotel/_search {   "query": {     "match_all": {}   },   "from": 990, // 分页开始的位置,默认为0   "size": 10, // 期望获取的文档总数   "sort": [     {"price": "asc"}   ] }

这里是查询990开始的数据,也就是 第990~第1000条 数据。

集群情况的深度分页

针对深度分页,ES提供了两种解决方案,官方文档:

search after:分页时需要排序,原理是从上一次的排序值开始,查询下一页数据。【官方推荐】 scroll:原理将排序后的文档id形成快照,保存在内存。

不过,elasticsearch内部分页时,必须先查询 0~1000条,然后截取其中的990 ~ 1000的这10条:

image

查询TOP1000,如果es是单点模式,这并无太大影响。

但是elasticsearch将来一定是集群,例如我集群有5个节点,我要查询TOP1000的数据,并不是每个节点查询200条就可以了。

因为节点A的TOP200,在另一个节点可能排到10000名以外了。

因此要想获取整个集群的TOP1000,必须先查询出每个节点的TOP1000,汇总结果后,重新排名,重新截取TOP1000。

image

那如果我要查询9900~10000的数据呢?是不是要先查询TOP10000呢?那每个节点都要查询10000条?汇总到内存中?

当查询分页深度较大时,汇总数据过多,对内存和CPU会产生非常大的压力,因此elasticsearch会禁止from+ size 超过10000的请求。

2.3 高亮

注意:

高亮是对关键字高亮,因此搜索条件必须带有关键字,而不能是范围这样的查询。 默认情况下,高亮的字段,必须与搜索指定的字段一致,否则无法高亮 如果要对非搜索字段高亮,则需要添加一个属性:required_field_match=false

使用场景:在百度等搜索后,会对结果中出现搜索字段的部分进行高亮处理。

高亮原理

高亮显示的实现分为两步:

1)给文档中的所有关键字都添加一个标签,例如标签 2)页面给标签编写CSS样式 实现高亮

1)语法

GET /hotel/_search {   "query": {     "match": {       "FIELD": "TEXT" // 查询条件,高亮一定要使用全文检索查询     }   },   "highlight": {     "fields": { // 指定要高亮的字段       "FIELD": { //【要和上面的查询字段FIELD一致】         "pre_tags": "",  // 用来标记高亮字段的前置标签         "post_tags": "" // 用来标记高亮字段的后置标签       }     }   } }

2)示例:组合字段all的案例

image

2.4 数据聚合

类似于mysql中的【度量(Metric)聚合】聚合语句实现AVG,MAX,MIN;以及【桶(Bucket)聚合】GroupBy实现分组

聚合(aggregations)可以让我们极其方便的实现对数据的统计、分析、运算。例如:

什么品牌的手机最受欢迎? 这些手机的平均价格、最高价格、最低价格? 这些手机每月的销售情况如何?

实现这些统计功能的比数据库的sql要方便的多,而且查询速度非常快,可以实现近实时搜索效果。

aggs代表聚合,与query同级,此时query的作用是?

限定聚合的的文档范围

聚合必须的三要素:

聚合名称 聚合类型 聚合字段

聚合可配置属性有:

size:指定聚合结果数量 order:指定聚合结果排序方式 field:指定聚合字段 2.4.1 聚合种类

注意:参加聚合的字段必须是keyword、日期、数值、布尔类型

聚合常见的有三类:

桶(Bucket)聚合:用来对文档做分组

TermAggregation:按照文档字段值分组,例如按照品牌值分组、按照国家分组 Date Histogram:按照日期阶梯分组,例如一周为一组,或者一月为一组

度量(Metric)聚合:用以计算一些值,比如:最大值、最小值、平均值等

Avg:求平均值 Max:求最大值 Min:求最小值 Stats:同时求max、min、avg、sum等

管道(pipeline)聚合:其它聚合的结果为基础做聚合

如:用桶聚合实现种类排序,然后使用度量聚合实现各个桶的最大值、最小值、平均值等

2.4.2 桶(Bucket)聚合

以统计酒店品牌种类,并对其进行数据分组

GET /hotel/_search { "query": { //限定要聚合的文档范围,只要添加query条件【一般在没搜索关键字时不写query】     "range": {       "price": {         "lte": 200 // 只对200元以下的文档聚合       }     }   },    "size": 0,  // 设置size为0,结果中不包含查询结果文档,只包含聚合结果   "aggs": { // 定义聚合     "brandAgg": { //给聚合起个名字       "terms": { // 聚合的类型,按照品牌值聚合,所以选择term         "field": "brand", // 参与聚合的字段 "order": {           "doc_count": "asc" // 对聚合结果按照doc_count升序排列         },         "size": 20 // 希望获取的聚合结果数量【设置多少就最多只显示多少】       }     }   } }

image

2.4.3 度量(Metric) and 管道(pipeline)聚合

度量聚合很少单独使用,一般是和桶聚合一并结合使用

我们对酒店按照品牌分组,形成了一个个桶。现在我们需要对桶内的酒店做运算,获取每个品牌的用户评分的min、max、avg等值。

这就要用到Metric聚合了,例如stat聚合:就可以获取min、max、avg等结果。

语法如下:

这次的score_stats聚合是在brandAgg的聚合内部嵌套的子聚合。因为我们需要在每个桶分别计算。

GET /hotel/_search {   "size": 0,    "aggs": {     "brandAgg": {        "terms": {          "field": "brand",  "order": {           "scoreAgg.avg": "desc" // 对聚合结果按照指定字段降序排列         },         "size": 20       },       "aggs": { // 是brands聚合的子聚合,也就是分组后对每组分别计算         "score_stats": { // 聚合名称           "stats": { // 聚合类型,这里stats可以计算min、max、avg等             "field": "score" // 聚合字段,这里是score           }         }       }     }   } }

另外,我们还可以给聚合结果做个排序,例如按照每个桶的酒店平均分做排序:

image

3. RestClient查询文档

文档的查询同样适用昨天学习的 RestHighLevelClient对象,基本步骤包括:

1)准备Request对象 2)准备请求参数 3)发起请求 4)解析响应 3.1 快速入门

查询的基本步骤是:

创建SearchRequest对象

准备Request.source(),也就是DSL。

① QueryBuilders来构建查询条件

② 传入Request.source() 的 query() 方法

发送请求,得到结果

解析结果(参考JSON结果,从外到内,逐层解析)

3.1.1 发送查询请求

image

代码解读:

第一步,创建SearchRequest对象,指定索引库名

第二步,利用request.source()构建DSL,DSL中可以包含查询、分页、排序、高亮等

query():代表查询条件,利用QueryBuilders.matchAllQuery()构建一个match_all查询的DSL

第三步,利用client.search()发送请求,得到响应

这里关键的API有两个,一个是request.source(),其中包含了查询、排序、分页、高亮等所有功能:

image

另一个是QueryBuilders,其中包含match、term、function_score、bool等各种查询:

image

3.1.2 解析响应结果

响应结果的解析:

image

elasticsearch返回的结果是一个JSON字符串,结构包含:

hits:命中的结果 total:总条数,其中的value是具体的总条数值 max_score:所有结果中得分最高的文档的相关性算分 hits:搜索结果的文档数组,其中的每个文档都是一个json对象 _source:文档中的原始数据,也是json对象

因此,我们解析响应结果,就是逐层解析JSON字符串,流程如下:

SearchHits:通过response.getHits()获取,就是JSON中的最外层的hits,代表命中的结果 SearchHits#getTotalHits().value:获取总条数信息 SearchHits#getHits():获取SearchHit数组,也就是文档数组 SearchHit#getSourceAsString():获取文档结果中的_source,也就是原始的json文档数据 3.1.3 完整代码

完整代码如下:

@Test void testMatchAll() throws IOException { // 1.准备Request SearchRequest request = new SearchRequest("hotel"); // 2.准备DSL request.source() .query(QueryBuilders.matchAllQuery()); // 3.发送请求 SearchResponse response = client.search(request, RequestOptions.DEFAULT); // 4.解析响应 handleResponse(response); } private void handleResponse(SearchResponse response) { // 4.解析响应 SearchHits searchHits = response.getHits(); // 4.1.获取总条数 long total = searchHits.getTotalHits().value; System.out.println("共搜索到" + total + "条数据"); // 4.2.文档数组 SearchHit[] hits = searchHits.getHits(); // 4.3.遍历 for (SearchHit hit : hits) { // 获取文档source String json = hit.getSourceAsString(); // 反序列化 HotelDoc hotelDoc = JSON.parseObject(json, HotelDoc.class); System.out.println("hotelDoc = " + hotelDoc); } } 3.2 设置查询条件 3.2.1 全文检索查询

全文检索的match和multi_match查询与match_all的API基本一致。差别是查询条件,也就是query的部分。

image

因此,Java代码上的差异主要是request.source().query()中的参数了。同样是利用QueryBuilders提供的方法:

image

而结果解析代码则完全一致,可以抽取并共享。

完整代码如下:

@Test void testMatch() throws IOException { // 1.准备Request SearchRequest request = new SearchRequest("hotel"); // 2.准备DSL request.source() .query(QueryBuilders.matchQuery("all", "如家")); // 3.发送请求 SearchResponse response = client.search(request, RequestOptions.DEFAULT); // 4.解析响应 handleResponse(response); } 3.2.2 精准查询

精确查询主要是两者:

term:词条精确匹配 range:范围查询

与之前的查询相比,差异同样在查询条件,其它都一样。

查询条件构造的API如下:

image

3.2.3 地理查询

DSL格式

image

在cn.itcast.hotel.service.impl的HotelService的search方法中,添加一个排序功能:

image

完整代码:

@Override public PageResult search(RequestParams params) { try { // 1.准备Request SearchRequest request = new SearchRequest("hotel"); // 2.准备DSL // 2.1.query buildBasicQuery(params, request); // 2.2.分页 int page = params.getPage(); int size = params.getSize(); request.source().from((page - 1) * size).size(size); // 2.3.排序 String location = params.getLocation(); if (location != null && !location.equals("")) { request.source().sort(SortBuilders .geoDistanceSort("location", new GeoPoint(location)) .order(SortOrder.ASC) .unit(DistanceUnit.KILOMETERS) ); } // 3.发送请求 SearchResponse response = client.search(request, RequestOptions.DEFAULT); // 4.解析响应 return handleResponse(response); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } } 3.2.4 布尔查询

布尔查询是用must、must_not、filter等方式组合其它查询,代码示例如下:

image

可以看到,API与其它查询的差别同样是在查询条件的构建,QueryBuilders,结果解析等其他代码完全不变。

完整代码如下:

@Test void testBool() throws IOException { // 1.准备Request SearchRequest request = new SearchRequest("hotel"); // 2.准备DSL // 2.1.准备BooleanQuery BoolQueryBuilder boolQuery = QueryBuilders.boolQuery(); // 2.2.添加term boolQuery.must(QueryBuilders.termQuery("city", "杭州")); // 2.3.添加range boolQuery.filter(QueryBuilders.rangeQuery("price").lte(250)); request.source().query(boolQuery); // 3.发送请求 SearchResponse response = client.search(request, RequestOptions.DEFAULT); // 4.解析响应 handleResponse(response); } 3.2.5 算分函数查询

java代码逻辑:添加一个isAD字段,在算分函数的filter中判断isAD=ture就进行重新算分

function_score查询结构如下:

image

对应的JavaAPI如下:

image

我们可以将之前写的boolean查询作为原始查询条件放到query中,接下来就是添加过滤条件、算分函数、加权模式了。

// 算分控制 FunctionScoreQueryBuilder functionScoreQuery = QueryBuilders.functionScoreQuery( // 原始查询,相关性算分的查询 boolQuery, // function score的数组 new FunctionScoreQueryBuilder.FilterFunctionBuilder[]{ // 其中的一个function score 元素 new FunctionScoreQueryBuilder.FilterFunctionBuilder( // 过滤条件 QueryBuilders.termQuery("isAD", true), // 算分函数 ScoreFunctionBuilders.weightFactorFunction(10) ) }); //将查询请求放入查询 request.source().query(functionScoreQuery); 3.3 设置搜索结果 3.3.1 排序和分页

由于这两个比较简单,所以一起写了

搜索结果的排序和分页是与query同级的参数,因此同样是使用request.source()来设置。

对应的API如下:

image

完整代码示例:

@Test void testPageAndSort() throws IOException { // 页码,每页大小 int page = 1, size = 5; // 1.准备Request SearchRequest request = new SearchRequest("hotel"); // 2.准备DSL // 2.1.query request.source().query(QueryBuilders.matchAllQuery()); // 2.2.排序 sort request.source().sort("price", SortOrder.ASC); // 2.3.分页 from、size request.source().from((page - 1) * size).size(5); // 3.发送请求 SearchResponse response = client.search(request, RequestOptions.DEFAULT); // 4.解析响应 handleResponse(response); } 3.3.2 高亮

高亮的代码与之前代码差异较大,有两点:

查询的DSL:其中除了查询条件,还需要添加高亮条件,同样是与query同级。 结果解析:结果除了要解析_source文档数据,还要解析高亮结果

1)高亮请求构建

高亮请求的构建API如下:

image

上述代码省略了查询条件部分,但是大家不要忘了:高亮查询必须使用全文检索查询,并且要有搜索关键字,将来才可以对关键字高亮。

完整代码如下:

@Test void testHighlight() throws IOException { // 1.准备Request SearchRequest request = new SearchRequest("hotel"); // 2.准备DSL // 2.1.query request.source().query(QueryBuilders.matchQuery("all", "如家")); // 2.2.高亮 request.source().highlighter(new HighlightBuilder().field("name").requireFieldMatch(false)); // 3.发送请求 SearchResponse response = client.search(request, RequestOptions.DEFAULT); // 4.解析响应 handleResponse(response); }

2)高亮结果解析

高亮的结果与查询的文档结果默认是分离的,并不在一起。

因此解析高亮的代码需要额外处理:

image

代码解读:

第一步:从结果中获取source。hit.getSourceAsString(),这部分是非高亮结果,json字符串。还需要反序列为HotelDoc对象 第二步:获取高亮结果。hit.getHighlightFields(),返回值是一个Map,key是高亮字段名称,值是HighlightField对象,代表高亮值 第三步:从map中根据高亮字段名称,获取高亮字段值对象HighlightField 第四步:从HighlightField中获取Fragments,并且转为字符串。这部分就是真正的高亮字符串了 第五步:用高亮的结果替换HotelDoc中的非高亮结果

完整代码如下:

private void handleResponse(SearchResponse response) { // 4.解析响应 SearchHits searchHits = response.getHits(); // 4.1.获取总条数 long total = searchHits.getTotalHits().value; System.out.println("共搜索到" + total + "条数据"); // 4.2.文档数组 SearchHit[] hits = searchHits.getHits(); // 4.3.遍历 for (SearchHit hit : hits) { // 获取文档source String json = hit.getSourceAsString(); // 反序列化 HotelDoc hotelDoc = JSON.parseObject(json, HotelDoc.class); // 获取高亮结果 Map highlightFields = hit.getHighlightFields(); if (!CollectionUtils.isEmpty(highlightFields)) { // 根据字段名获取高亮结果 HighlightField highlightField = highlightFields.get("name"); if (highlightField != null) { // 获取高亮值 String name = highlightField.getFragments()[0].string(); // 覆盖非高亮结果 hotelDoc.setName(name); } } System.out.println("hotelDoc = " + hotelDoc); } } 3.3.3 聚合

聚合条件与query条件同级别,因此需要使用request.source()来指定聚合条件。

聚合条件的语法:

image

聚合的结果也与查询结果不同,API也比较特殊。不过同样是JSON逐层解析:

image

举例:业务代码

@Override public Map filters(RequestParams params) { try { // 1.准备Request SearchRequest request = new SearchRequest("hotel"); // 2.准备DSL // 2.1.query查询语句 buildBasicQuery(params, request); // 2.2.设置size request.source().size(0); // 2.3.聚合 buildAggregation(request); // 3.发出请求 SearchResponse response = client.search(request, RequestOptions.DEFAULT); // 4.解析结果 Map result = new HashMap(); Aggregations aggregations = response.getAggregations(); // 4.1.根据品牌名称,获取品牌结果 List brandList = getAggByName(aggregations, "brandAgg"); result.put("品牌", brandList); // 4.2.根据品牌名称,获取品牌结果 List cityList = getAggByName(aggregations, "cityAgg"); result.put("城市", cityList); // 4.3.根据品牌名称,获取品牌结果 List starList = getAggByName(aggregations, "starAgg"); result.put("星级", starList); return result; } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } } private void buildAggregation(SearchRequest request) { request.source().aggregation(AggregationBuilders .terms("brandAgg") .field("brand") .size(100) ); request.source().aggregation(AggregationBuilders .terms("cityAgg") .field("city") .size(100) ); request.source().aggregation(AggregationBuilders .terms("starAgg") .field("starName") .size(100) ); } private List getAggByName(Aggregations aggregations, String aggName) { // 4.1.根据聚合名称获取聚合结果 Terms brandTerms = aggregations.get(aggName); // 4.2.获取buckets List


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