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使用ES的数据搜索功能

使用ES的数据搜索功能

DSL查询文档

elasticsearch的查询是基于JSON风格的DSL来实现的

使用下面的代码首先看es的,把数据批量导入之后在运行在Kibana中

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/74d54867b2b3f4ff0e2038c496c552c2.png

查询所有,查询类型时match_all ,没有查询条件

#显示所有
GET /hotel/_search
{
  "query": {
    "match_all": {
      
    }
  }
}

全文检索查询:

使用场景:对内容分词得到词条,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。(因为时词条去 匹配,字段是可分词的text类型的字段)

match查询:单字段查询

#单字段查询
GET /hotel/_search
{
  "query": {
    "match": {
      "FIELD": "TEXT"
    }
  }
}

multi

#多字段查询,结果只能是并集     
GET /hotel/_search
{
  "query": {
    "multi_match": {
      "query": "外滩如家",
      "fields": ["name","all"]
    }
  }
}

#多字段分词查询 结果可控,并集或交集 OR AND
GET /hotel/_search
{
"query": {
"query_string": {
"fields": ["name","all"],
"query": "北京 OR 如家"
}
}
}

#多字段查询,结果可控,交集或并集 + |
GET /hotel/_search
{
"query": {
"simple_query_string": {
"query": "北京+如家",
"fields": ["name","all"]
}
}
}

精确查询:一般用于查找 keyword,数值,日期,boolean 等字段,不会对搜索条件分词

term 查询:不分词的词条,查询时用户输入内容和自动值完全匹配才符合条件

##term 查询,根据字段值精确查询 FIELD 是符合的字段
GET /hotel/_search
{
"query": {
"term": {
"FIELD": {
"value": "VALUE"
}
}
}
}

range 查询:范围查询,一般是对数值型做范围过滤的时候,(如果要复制,把#和前面的空格删除)

#range 查询 范围查询
GET /hotel/_search
{
"query": {
"range": {
"price": {
"gte": 1000, #gte 表示大于等于,gt 表示大于
"lte": 3000 #lte 代表小于等于,lt 表示小于
}
}
}
}

地理坐标查询

根据经纬度查询,官方文档:

geo_bounding_box :矩形查询,坐标落在某个矩形范围的文档,查询时指定 矩形左上,右下两个点的坐标(如果要复制,把#和前面的空格删除)

#矩形查询
GET /hotel/_search
{
"query": {
"geo_bounding_box":{
"location":{
"top_left":{ #左上
"lat":31.1,
"lon":121.5
},
"bottom_right":{ #右下
"lat":30.9,
"lon":121.7
}
}
}
}
}

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

圆型查询

#圆形查询
GET /hotel/_search
{
"query": {
"geo_distance":{
"distance": "15km" , #半径
"location": "31.21,121.5" #圆心
}
}
}

复合查询:将其他简单查询组合起来,实现更复杂的搜索逻辑

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

相关性算法:在用 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。

在 es5.1 之前的版本使用 TF-IDF 算法

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/7746e534b477038f46d22d1d4b11c67f.png

在 5.1 版本之后使用 BM25 算法

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/6341a344587d403b572198f8f777969b.png

算法函数查询

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/ff267a612a3c87b4b13e8be0705812a3.png

  • 原始查询 查询条件:query 部分,基于这个条件搜索文档,基于 BM25 算法给文档打分,原始算分(query score)

  • 过滤条件:filter 部分,符合该条件的文档从新算分

  • 算法函数: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:算法函数的结果,原始查询的相关性算分,两者之间的运算方法。包括 multiply 相乘     replace  用 function score 替换 query score      其它,例如:sum、avg、max、min 等

    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。

    #算法相关性 满足外滩条件的所有查询中,满足如家的相关性算法加 10,获得查询结果
    GET /hotel/_search
    {
    "query": {
    "function_score": {
    "query": {"match": {
    "all": "外滩"
    }},
    "functions": [
    {
    "filter":{"term": {
    "brand": "如家"
    }
    },
    "weight": 10
    }
    ],
    "boost_mode":"sum"
    }
    }
    }

布尔查询:一个或多个查询子句的组合,每个子句就是一个子查询。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。

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:不匹配,不参与算法,类似’非‘

filter:必须匹配,不参与算分

#布尔查询
#must:必须匹配每个子查询
#should 选择性匹配
#must_not 不匹配 不参与算分
#filter 必须匹配,不参与算分
#-城市在北京,品牌二选一、价格不小于 500、评分大于 45
GET /hotel/_search
{
"query": {
"bool": {
"must": [
{
"term": {
"city": {
"value": "北京"
}
}
}
],
"should": [
{
"term": {
"brand": {
"value": "皇冠假日"
}
}
},
{
"term": {
"brand": {
"value": "华美达"
}
}
}
],
"must_not": [
{
"range":{
"price": {
"lte": 500
}
}
}
],
"filter": [
{"range": {
"score": {
"gte": 45
}
}}
]
}
}
}

#boolean 查询 名字包含如家 、价格不高于 400
GET /hotel/_search
{
"query": {
"bool": {
"must": [
{
"match": {
"name": "如家"
}
}
],
"must_not": [
{
"range": {
"price": {
"gte": 400

            }
          }
        }
      ]
    }

}
}

将搜索结构按指定方式处理

elasticsearch 默认是根据相关度算分(_score)来排序,但是也支持自定义方式对搜索结果排序。可以排序字段类型有:keyword 类型、数值类型、地理坐标类型、日期类型等。

1.普通字段排序:keyword、数值、日期类型排序的语法基本一致。排序条件可以是多个,依次排序

#搜索方法结果处理(简写) FIELD 是排序字段,排序方式 ASC,DESC
GET /hotel/_search
{
"query": {
"match": {
"name": "北京如家"
}
},
"sort":[
{
"FIELD":"desc"
}]
}
GET /hotel/_search
{
"query": {
"match": {
"name": "北京如家"
}
},
"sort": [
{
"price": {
"order": "desc"
}
}
]
}

基本的分页

#分页 from 分页开始位置默认为 0 size 期望获取的文档总数
GET /hotel/_search
{
"query": {
"match_all": {}
},
"from": 200
, "size": 1
}

深度分页问题

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"}
  ]
}

查询从 990 开始的数据,也就是 990~1000 条数据

如果 es 是单点模式,elasticsearch 内部分页时,先查询 0~1000 条,然后截取其中的 990 ~ 1000 的这 10 条

如果 es 是集群模式,例如集群有 5 个节点,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。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/294071f623bb7fe1afa6b14e52d8dba3.png

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。

针对深度分页,es 提供了两种解决方式 :

1.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。官方推荐使用的方式。

2.scroll:原理将排序后的文档 id 形成快照,保存在内存。官方已经不推荐使用。

分页查询的常见实现方法

  • from + size

    • 优点:支持随机翻页
    • 缺点:深度分页问题,默认查询上限(from + size)是 10000
    • 场景:百度、京东、谷歌、淘宝这样的随机翻页搜索
  • after search

    • 优点:没有查询上限(单次查询的 size 不超过 10000)
    • 缺点:只能向后逐页查询,不支持随机翻页
    • 场景:没有随机翻页需求的搜索,例如手机向下滚动翻页
  • scroll

    • 优点:没有查询上限(单次查询的 size 不超过 10000)
    • 缺点:会有额外内存消耗,并且搜索结果是非实时的
    • 场景:海量数据的获取和迁移。从 ES7.1 开始不推荐,建议用 after search 方案。

高亮显示:在搜索的时候关键字变成红色,比较醒目

实现高亮,就是给文档中的所有关键字都添加一个标签,例如 <em> 标签,页面给 <em> 标签编写 CSS 样式

#高亮

GET /hotel/_search
{
"query": {
"match": {
"name": "北京如家"
}
}
, "highlight": {
"fields": {
"name": {
"pre_tags": "<em>"
, "post_tags": "</em>"
}
}
}
}

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

RestClient 查询文档

前期准备,先连接上虚拟机中的 es

@SpringBootTest
public class HotelSearchTest {

    //初始化ES客户端连接实例
    private RestHighLevelClient client;
    //单元测试执行前创建客户端实例
    @BeforeEach
    void initClient(){
        client = new RestHighLevelClient(RestClient.builder(HttpHost.create("192.168.190.136:9200")));
    }
    //单元测试执行后关系客户端实例
    @AfterEach
    void closeClient(){
        try {
            client.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

发起请求代码解读:

  • 第一步,创建 SearchRequest 对象,指定索引库名

  • 第二步,利用 searchRequest.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

 //查询所有
@Test
void testMatchAll(){
//1 创建搜索请求对象
SearchRequest searchRequest = new SearchRequest("hotel");
//2 设置搜索类型
searchRequest.source().query(QueryBuilders.matchAllQuery());

        try {
            //3.发起请求
            SearchResponse searchResponse  = client.search(searchRequest, RequestOptions.DEFAULT);
            //4.解析响应结果(从外向内解析)
            long total = searchResponse.getHits().getTotalHits().value;
            //4.2 遍历获取命中的具体文档数据SON字符串
            SearchHit[] searchHits = searchResponse.getHits().getHits();
            if(searchHits!=null && searchHits.length>0){
                for (SearchHit hit : searchHits) {
                    String hotelDocJson = hit.getSourceAsString();
                    System.out.println("命中的数据:" + hotelDocJson);
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

响应结果解析:elasticsearch返回的结果是一个JSON字符串

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/5ec70d6fc23a8d886d77d252949f3247.png

  • 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
   //查询类型2:全文检索查询
    @Test
    void testMatch(){
        //1.创建搜索对象
        SearchRequest searchRequest  = new SearchRequest("hotel");
        //2设置搜索类型
        //单字段查询
        //searchRequest.source().query(QueryBuilders.matchQuery("name","北京如家"));

        //多字段查询
        searchRequest.source().query(QueryBuilders.multiMatchQuery("北京如家","name","all"));

        try {
            //3发起请求
            SearchResponse searchResponse = client.search(searchRequest, RequestOptions.DEFAULT);

            //4解析响应结果
            //4.1搜索名中的记录总数
            long total = searchResponse.getHits().getTotalHits().value;
            //4.2 遍历获取命中的具体文档数据SON字符串
            SearchHit[] searchHits = searchResponse.getHits().getHits();
            if(searchHits!=null&&searchHits.length>0){
                for (SearchHit hit : searchHits) {
                    String hotelDocJson = hit.getSourceAsString();
                    System.out.println("命中数据"+hotelDocJson);
                }
            }

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    //查询3,精确查询
    @Test
    void testTerm(){
        //创建搜索实例
        SearchRequest searchRequest = new SearchRequest("hotel");

        //2.设置搜索类型
        //term查询
        //searchRequest.source().query(QueryBuilders.termQuery("city","上海"));

        //ids查询
        //searchRequest.source().query(QueryBuilders.idsQuery().addIds("45845","47066"));

        //range查询
        searchRequest.source().query(QueryBuilders.rangeQuery("price").gte(300).lte(500));
        try {

            //3.发起请求
            SearchResponse searchResponse = client.search(searchRequest, RequestOptions.DEFAULT);

            //4.解析响应结果(从外向内解析)
            //4.1 搜索命中的记录总数
            long total = searchResponse.getHits().getTotalHits().value;
            System.out.println("总记录数:" + total);
            //4.2 遍历获取命中的具体文档数据SON字符串
            SearchHit[] searchHits = searchResponse.getHits().getHits();
            if(searchHits!=null && searchHits.length>0){
                for (SearchHit hit : searchHits) {
                    String hotelDocJson = hit.getSourceAsString();
                    System.out.println("命中的数据:" + hotelDocJson);
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }


    //查询4 布尔查询
    @Test
    void testComp() {
        //创建查询请求对象
        SearchRequest searchRequest = new SearchRequest("hotel");
        //设置搜索类型
        //创建布尔查询
        BoolQueryBuilder boolQuery = QueryBuilders.boolQuery();
        //添加must条件
        boolQuery.must(QueryBuilders.termQuery("city", "上海"));
        //添加filter条件
        boolQuery.filter(QueryBuilders.rangeQuery("price").lte(250));

        //构建查询语句
        searchRequest.source().query(boolQuery);
        try {

            //3.发起请求
            SearchResponse searchResponse = client.search(searchRequest, RequestOptions.DEFAULT);

            //4.解析响应结果(从外向内解析)
            //4.1 搜索命中的记录总数
            long total = searchResponse.getHits().getTotalHits().value;
            System.out.println("总记录数:" + total);
            //4.2 遍历获取命中的具体文档数据SON字符串
            SearchHit[] searchHits = searchResponse.getHits().getHits();
            if (searchHits != null && searchHits.length > 0) {
                for (SearchHit hit : searchHits) {
                    String hotelDocJson = hit.getSourceAsString();
                    System.out.println("命中的数据:" + hotelDocJson);
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    /**
     * 查询结果处理:排序和分析
     */
    @Test
    void testSortAndPage(){
        //1.创建搜索请求对象
        SearchRequest searchRequest = new SearchRequest("hotel");

        //2.设置搜索类型
        BoolQueryBuilder boolQueryBuilder = QueryBuilders.boolQuery();
        boolQueryBuilder.must(QueryBuilders.termQuery("city","上海"));
        boolQueryBuilder.filter(QueryBuilders.rangeQuery("price").lte(250));

        //range查询
        searchRequest.source().query(boolQueryBuilder);

        searchRequest.source().from(0).size(3);//从第0条开始查询3条
        searchRequest.source().sort("price", SortOrder.DESC);//按照价格倒序
        try {

            //3.发起请求
            SearchResponse searchResponse = client.search(searchRequest, RequestOptions.DEFAULT);

            //4.解析响应结果(从外向内解析)
            //4.1 搜索命中的记录总数
            long total = searchResponse.getHits().getTotalHits().value;
            System.out.println("总记录数:" + total);
            //4.2 遍历获取命中的具体文档数据SON字符串
            SearchHit[] searchHits = searchResponse.getHits().getHits();
            if(searchHits!=null && searchHits.length>0){
                for (SearchHit hit : searchHits) {
                    String hotelDocJson = hit.getSourceAsString();
                    System.out.println("命中的数据:" + hotelDocJson);
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 查询结果处理:高亮
     */
    @Test
    void  testHighLight(){
        //1.创建搜索请求对象
        SearchRequest searchRequest = new SearchRequest("hotel");

        //2.设置搜索类型
        searchRequest.source().query(QueryBuilders.matchQuery("all","北京酒店"));

        searchRequest.source().from(8).size(10);//从第4条开始查询3条
        searchRequest.source().sort("price", SortOrder.DESC);//按照价格倒序

// HighlightBuilder highlightBuilder = new HighlightBuilder();
// highlightBuilder.field("name"); //高亮字段
// highlightBuilder.requireFieldMatch(false); //高亮字段是否与查询条件字段一致
// highlightBuilder.preTags("<em>"); //高亮前置标签
// highlightBuilder.postTags("</em>"); //高亮后置标签

        searchRequest.source().highlighter(new HighlightBuilder().field("name").requireFieldMatch(false).preTags("<em>").postTags("</em>"));
        try {

            //3.发起请求
            SearchResponse searchResponse = client.search(searchRequest, RequestOptions.DEFAULT);

            //4.解析响应结果(从外向内解析)
            //4.1 搜索命中的记录总数
            long total = searchResponse.getHits().getTotalHits().value;
            System.out.println("总记录数:" + total);
            //4.2 遍历获取命中的具体文档数据SON字符串
            SearchHit[] searchHits = searchResponse.getHits().getHits();
            if(searchHits!=null && searchHits.length>0){
                for (SearchHit hit : searchHits) {
                    String hotelDocJson = hit.getSourceAsString();
                    HotelDoc hotelDoc = JSON.parseObject(hotelDocJson, HotelDoc.class);

                    HighlightField highlightField = hit.getHighlightFields().get("name");
                    if(highlightField!=null){
                        //获取带高亮标签的酒店名称
                        String highLightName = highlightField.getFragments()[0].toString();
                        hotelDoc.setName(highLightName);
                    }

                    System.out.println("处理后的数据:" + JSON.toJSONString(hotelDoc));
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

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

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/972c68da04095e717b9ad2b6811fa1d2.png

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

数据聚合

聚合(aggregations)可以让我们方便的实现对数据的统计运算分析

聚合常见的三类:

桶(Bucket) 聚合:用来对文档分组

度量(Metric) 聚合:用以计算一些值

管道(pipeline) 聚合:其他聚合的结果为基础做聚合

注:参加聚合的字段必须为 keyword,日期,数值,布尔类型

DSL 实现聚合

Bucket 聚合语法

GET /hotel/_search
{
  "size": 0,  //  设置 size 为 0,结果中不包含文档,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
        "size": 20 //  希望获取的聚合结果数量
      }
    }
  }
}

默认情况下,Bucket 聚合会统计 Bucket 内的文档数量,记作 count,并按照 count 降序排序

指定 order 属性,自定义聚合的排序方式:

GET /hotel/_search
{
  "size": 0, 
  "aggs": {
    "brandAgg": {
      "terms": {
        "field": "brand",
        "order": {
          "_count": "asc" //  按照_count 升序排列
        },
        "size": 20
      }
    }
  }
}

限定聚合范围

默认情况下,Bucket 聚合是对索引库的所有文档做聚合,但真实场景下,用户会输入搜索条件,因此聚合必须是对搜索结果聚合。那么聚合必须添加限定条件。可以限定要聚合的文档范围,只要添加 query 条件即可:

GET /hotel/_search
{
  "query": {
    "range": {
      "price": {
        "lte": 200 // 只对 200 元以下的文档聚合
      }
    }
  }, 
  "size": 0, 
  "aggs": {
    "brandAgg": {
      "terms": {
        "field": "brand",
        "size": 20
      }
    }
  }
}

Metric 聚合语法

GET /hotel/_search
{
  "size": 0, 
  "aggs": {
    "brandAgg": { 
      "terms": { 
        "field": "brand", 
        "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
          }
        }
      }
    }
  }
}

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。

聚合的三要素:聚合名称,聚合类型,聚合字段

聚合可配置属性:

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

自动补全

在搜索框输入字符时,我们应该提示出与该字符有关的搜索项。要实现根据字母做补全,就必须对文档按照拼音分词。在 GitHub 上恰好有 elasticsearch 的拼音分词插件。地址: 安装方式 :

自定义分词器

默认的拼音分词器会将每个汉字单独分为拼音,而我们希望的是每个词条形成一组拼音,需要对拼音分词器做个性化定制,形成自定义分词器。

elasticsearch 中分词器(analyzer)的组成包含三部分:

  • character filters:在 tokenizer 之前对文本进行处理。例如删除字符、替换字符
  • tokenizer:将文本按照一定的规则切割成词条(term)。例如 keyword,就是不分词;还有 ik_smart
  • tokenizer filter:将 tokenizer 输出的词条做进一步处理。例如大小写转换、同义词处理、拼音处理等

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/9965ca929b1d2796fba9ce72b6974e91.png

声明自定义分词器的语法如下:

PUT /test
{
  "settings": {
    "analysis": {
      "analyzer": { //  自定义分词器
        "my_analyzer": {  //  分词器名称
          "tokenizer": "ik_max_word",
          "filter": "py"
        }
      },
      "filter": { //  自定义 tokenizer filter
        "py": { //  过滤器名称
          "type": "pinyin", //  过滤器类型,这里是 pinyin
"keep_full_pinyin": false,
          "keep_joined_full_pinyin": true,
          "keep_original": true,
          "limit_first_letter_length": 16,
          "remove_duplicated_term": true,
          "none_chinese_pinyin_tokenize": false
        }
      }
    }
  },
  "mappings": {
    "properties": {
      "name": {
        "type": "text",
        "analyzer": "my_analyzer",
        "search_analyzer": "ik_smart"
      }
    }
  }
}

为了避免搜索到同音字,搜索时不要使用拼音分词器

自动补全查询

elasticsearch 提供了 查询来实现自动补全功能。这个查询会匹配以用户输入内容开头的词条并返回。为了提高补全查询的效率,对于文档中字段的类型有一些约束:

  • 参与补全查询的字段必须是 completion 类型。
  • 字段的内容一般是用来补全的多个词条形成的数组。
//  自动补全查询
GET /test/_search
{
  "suggest": {
    "title_suggest": {
      "text": "s", //  关键字
      "completion": {
        "field": "title", //  补全查询的字段
        "skip_duplicates": true, //  跳过重复的
        "size": 10 //  获取前 10 条结果
      }
    }
  }
}

数据同步

elasticsearch 中的酒店数据来自于 mysql 数据库,因此 mysql 数据发生改变时,elasticsearch 也必须跟着改变,这个就是 elasticsearch 与 mysql 之间的 数据同步

常见的同步方式:1.同步调用   2.异步通知    3.监听 binlog

同步调用

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/c5e22ddee0c491a9f224a52996c5e795.png

基本步骤如下:

  • hotel-demo 对外提供接口,用来修改 elasticsearch 中的数据。酒店管理服务在完成数据库操作后,直接调用 hotel-demo 提供的接口

异步通知

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/695586b7e845fb7988fde8c47948f3d3.png

流程如下:

  • hotel-admin 对 mysql 数据库数据完成增、删、改后,发送 MQ 消息
  • hotel-demo 监听 MQ,接收到消息后完成 elasticsearch 数据修改

监听 binlog

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/a7711378fc1795f862ac02ac483f5113.png

流程如下:

  • 给 mysql 开启 binlog 功能
  • mysql 完成增、删、改操作都会记录在 binlog 中
  • hotel-demo 基于 canal 监听 binlog 变化,实时更新 elasticsearch 中的内容

选择

方式一:同步调用

  • 优点:实现简单,粗暴
  • 缺点:业务耦合度高

方式二:异步通知

  • 优点:低耦合,实现难度一般
  • 缺点:依赖 mq 的可靠性

方式三:监听 binlog

  • 优点:完全解除服务间耦合
  • 缺点:开启 binlog 增加数据库负担、实现复杂度高

集群

单机的 elasticsearch 做数据存储,必然面临两个问题:海量数据存储问题、单点故障问题。

  • 海量数据存储问题:将索引库从逻辑上拆分为 N 个分片(shard),存储到多个节点
  • 单点故障问题:将分片数据在不同节点备份(replica )

ES 集群相关概念 :

  • 集群(cluster):一组拥有共同的 cluster name 的 节点。
  • 节点(node) :集群中的一个 Elasticearch 实例
  • 分片(shard) :索引可以被拆分为不同的部分进行存储,称为分片。在集群环境下,一个索引的不同分片可以拆分到不同的节点中         解决问题:数据量太大,单点存储量有限的问题。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/9be670c58fda2a30dcc2ed60d6306499.png

  • 主分片(Primary shard):相对于副本分片的定义。
  • 副本分片(Replica shard)每个主分片可以有一个或者多个副本,数据和主分片一样。

数据备份可以保证高可用,但是每个分片备份一份,所需要的节点数量就会翻一倍,成本实在是太高了!

为了在高可用和成本间寻求平衡,我们可以这样做:

  • 首先对数据分片,存储到不同节点
  • 然后对每个分片进行备份,放到对方节点,完成互相备份

这样可以大大减少所需要的服务节点数量,如图,我们以 3 分片,每个分片备份一份为例:

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/19c02774f6a3547089576e39749e2918.png

集群职责划分

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/0388c5d2c3d7e0aec0d72fdd600ec2df.png

默认情况下,集群中的任何一个节点都同时具备上述四种角色。

真实的集群一定要将集群职责分离:

  • master 节点:对 CPU 要求高,但是内存要求低。参与集群选主,主节点可以管理集群状态、管理分片信息、处理创建和删除索引库的请求
  • data 节点:对 CPU 和内存要求都高。数据的 CRUD
  • coordinating 节点:对网络带宽、CPU 要求高。路由请求到其它节点,合并查询到的结果,返回给用户

职责分离可以让我们根据不同节点的需求分配不同的硬件去部署。而且避免业务之间的互相干扰。

一个典型的 es 集群职责划分如图:

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/3f43cccbbfab82b6f6b6754eba7f9574.png

集群中的脑裂问题:

脑裂是因为集群中的节点失联导致的,例如一个集群中,主节点 m 与其他节点失联。此时,其他节点任务主节点宕机,会重新选择选主。当选出新的主节点 n 时,n 和其他节点自成集群,m 自成集群,两个集群数据不同步,出现数据差异。当网络恢复时,因为集群中有两个主节点,集群状态不一致,出现脑裂问题。

解决脑裂的方案是,要求选票超过 ( eligible 节点数量 + 1 )/ 2 才能当选为主,因此 eligible 节点数量最好是奇数。对应配置项是 discovery.zen.minimum_master_nodes,在 es7.0 以后,已经成为默认配置,因此一般不会发生脑裂问题

例如:3 个节点形成的集群,选票必须超过 (3 + 1) / 2 ,也就是 2 票。node3 得到 node2 和 node3 的选票,当选为主。node1 只有自己 1 票,没有当选。集群中依然只有 1 个主节点,没有出现脑裂。

分片存储原理

elasticsearch 会通过 hash 算法来计算文档应该存储到哪个分片:

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/36394f902eabaf84124bb6b80e53bb73.png

  • _routing 默认是文档的 id。算法与分片数量有关,因此索引库一旦创建,分片数量不能修改!

新增文档的流程如下:

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/c16107f28decfe83060d8fe301979928.png

集群分布式查询

elasticsearch 的查询分成两个阶段:

  • scatter phase:分散阶段,coordinating node 会把请求分发到每一个分片
  • gather phase:聚集阶段,coordinating node 汇总 data node 的搜索结果,并处理为最终结果集返回给用户

集群故障转移

集群的 master 节点会监控集群中的节点状态,如果发现有节点宕机,会立即将宕机节点的分片数据迁移到其它节点,确保数据安全,这个叫做故障转移。