37-微服务技术栈(高级):分布式搜索引擎ElasticSearch(初识ES)

简介: 随着应用数据的陡增,传统关系型数据库如MySQL/Oracle/RDS等,在处理海量数据的关系映射、数据查询场景还是有性能瓶颈。16年左右巅峰的Solr技术,随着近几年的技术发展也逐步被ES所替代。本节开始我们将花费5节的课程时间,带领读者朋友们认识ES、完成ES常见API的使用的代码演练。

1.初识elasticsearch

1.1.了解ES

1.1.1.elasticsearch的作用

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,例如:

  • 在GitHub搜索代码
  • 在电商网站搜索商品
  • 在百度搜索答案

  • 在打车软件搜索附近的车

1.1.2.ELK技术栈

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:

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

1.1.3.elasticsearch和lucene

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/

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。

1.1.4.为什么不是其他搜索技术?

目前比较知名的搜索引擎技术排名:

虽然在早期,Apache Solr是最主要的搜索引擎技术,但随着发展elasticsearch已经渐渐超越了Solr,独占鳌头:

1.1.5.总结

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

1.2.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。

1.2.1.正向索引

那么什么是正向索引呢?例如给下表(tb_goods)中的id创建索引:

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。

1.2.2.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:

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:

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。

1.2.3.正向和倒排

那么为什么一个叫做正向索引,一个叫做倒排索引呢?

  • 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
  • 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

是不是恰好反过来了?那么两者方式的优缺点是什么呢?

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

2.小节

由于ES课程API文档较多,这里统一汇总如下,有需自取

ES.xmind

相关实践学习
以电商场景为例搭建AI语义搜索应用
本实验旨在通过阿里云Elasticsearch结合阿里云搜索开发工作台AI模型服务,构建一个高效、精准的语义搜索系统,模拟电商场景,深入理解AI搜索技术原理并掌握其实现过程。
ElasticSearch 最新快速入门教程
本课程由千锋教育提供。全文搜索的需求非常大。而开源的解决办法Elasricsearch(Elastic)就是一个非常好的工具。目前是全文搜索引擎的首选。本系列教程由浅入深讲解了在CentOS7系统下如何搭建ElasticSearch,如何使用Kibana实现各种方式的搜索并详细分析了搜索的原理,最后讲解了在Java应用中如何集成ElasticSearch并实现搜索。  
相关文章
|
6月前
|
存储 安全 Java
管理 Spring 微服务中的分布式会话
在微服务架构中,管理分布式会话是确保用户体验一致性和系统可扩展性的关键挑战。本文探讨了在 Spring 框架下实现分布式会话管理的多种方法,包括集中式会话存储和客户端会话存储(如 Cookie),并分析了它们的优缺点。同时,文章还涵盖了与分布式会话相关的安全考虑,如数据加密、令牌验证、安全 Cookie 政策以及服务间身份验证。此外,文中强调了分布式会话在提升系统可扩展性、增强可用性、实现数据一致性及优化资源利用方面的显著优势。通过合理选择会话管理策略,结合 Spring 提供的强大工具,开发人员可以在保证系统鲁棒性的同时,提供无缝的用户体验。
143 0
|
7月前
|
监控 Java API
Spring Boot 3.2 结合 Spring Cloud 微服务架构实操指南 现代分布式应用系统构建实战教程
Spring Boot 3.2 + Spring Cloud 2023.0 微服务架构实践摘要 本文基于Spring Boot 3.2.5和Spring Cloud 2023.0.1最新稳定版本,演示现代微服务架构的构建过程。主要内容包括: 技术栈选择:采用Spring Cloud Netflix Eureka 4.1.0作为服务注册中心,Resilience4j 2.1.0替代Hystrix实现熔断机制,配合OpenFeign和Gateway等组件。 核心实操步骤: 搭建Eureka注册中心服务 构建商品
1180 3
|
5月前
|
负载均衡 Java API
《深入理解Spring》Spring Cloud 构建分布式系统的微服务全家桶
Spring Cloud为微服务架构提供一站式解决方案,涵盖服务注册、配置管理、负载均衡、熔断限流等核心功能,助力开发者构建高可用、易扩展的分布式系统,并持续向云原生演进。
|
11月前
|
人工智能 安全 Java
智慧工地源码,Java语言开发,微服务架构,支持分布式和集群部署,多端覆盖
智慧工地是“互联网+建筑工地”的创新模式,基于物联网、移动互联网、BIM、大数据、人工智能等技术,实现对施工现场人员、设备、材料、安全等环节的智能化管理。其解决方案涵盖数据大屏、移动APP和PC管理端,采用高性能Java微服务架构,支持分布式与集群部署,结合Redis、消息队列等技术确保系统稳定高效。通过大数据驱动决策、物联网实时监测预警及AI智能视频监控,消除数据孤岛,提升项目可控性与安全性。智慧工地提供专家级远程管理服务,助力施工质量和安全管理升级,同时依托可扩展平台、多端应用和丰富设备接口,满足多样化需求,推动建筑行业数字化转型。
389 5
|
5月前
|
存储 Linux iOS开发
Elasticsearch Enterprise 9.1.5 发布 - 分布式搜索和分析引擎
Elasticsearch Enterprise 9.1.5 (macOS, Linux, Windows) - 分布式搜索和分析引擎
449 0
|
6月前
|
JSON 监控 Java
Elasticsearch 分布式搜索与分析引擎技术详解与实践指南
本文档全面介绍 Elasticsearch 分布式搜索与分析引擎的核心概念、架构设计和实践应用。作为基于 Lucene 的分布式搜索引擎,Elasticsearch 提供了近实时的搜索能力、强大的数据分析功能和可扩展的分布式架构。本文将深入探讨其索引机制、查询 DSL、集群管理、性能优化以及与各种应用场景的集成,帮助开发者构建高性能的搜索和分析系统。
465 0
|
11月前
|
人工智能 自然语言处理 运维
让搜索引擎“更懂你”:AI × Elasticsearch MCP Server 开源实战
本文介绍基于Model Context Protocol (MCP)标准的Elasticsearch MCP Server,它为AI助手(如Claude、Cursor等)提供与Elasticsearch数据源交互的能力。文章涵盖MCP概念、Elasticsearch MCP Server的功能特性及实际应用场景,例如数据探索、开发辅助。通过自然语言处理,用户无需掌握复杂查询语法即可操作Elasticsearch,显著降低使用门槛并提升效率。项目开源地址:<https://github.com/awesimon/elasticsearch-mcp>,欢迎体验与反馈。
2941 1
|
10月前
|
存储 安全 Linux
Elasticsearch Enterprise 9.0 发布 - 分布式搜索和分析引擎
Elasticsearch Enterprise 9.0 (macOS, Linux, Windows) - 分布式搜索和分析引擎
436 0
|
10月前
|
存储 Linux iOS开发
Elasticsearch Enterprise 8.18 发布 - 分布式搜索和分析引擎
Elasticsearch Enterprise 8.18 (macOS, Linux, Windows) - 分布式搜索和分析引擎
390 0
|
Java 关系型数据库 数据库
微服务SpringCloud分布式事务之Seata
SpringCloud+SpringCloudAlibaba的Seata实现分布式事务,步骤超详细,附带视频教程
1037 1