ES基础

本文涉及的产品
云原生数据库 PolarDB MySQL 版,Serverless 5000PCU 100GB
云数据库 RDS MySQL Serverless,0.5-2RCU 50GB
简介: ES基础

ES

之前如何搜索? 或许是SQL:like %xxx%,如果是大数据,就十分慢!然后搞索引,还是达不到要求

ElasticSearch:搜索!


ES概述

ES是一个开源的高扩展的分布式全文检索引擎,它可以近乎实时地存储、检索数据;本身扩展性很好,可以扩展到上百台服务器,处理PB级别的数据。ES也使用Java开发并使用Lucene作为其核心来实现所有索引和搜索的功能,但是它的目的是通过简单的RESTful API来隐藏Lucene的复杂性,从而让全文搜索变得简单。

ES可用于全文搜索、结构化搜索、分析以及将这三种混合使用


Kibana

Kibana是一个针对ES的开源分析及可视化平台,用来搜索、查看交互存储在ES索引中的数据。使用Kibana,可以通过各种图表进行高级数据分析及展示,Kibana让海量数据更容易理解。它操作简单,基于浏览器的用户界面可以快速创建仪表板(dashboard)实时显示ES查询动态。


ES核心概念

1、索引

2、字段类型(mapping)

3、文档

4、分片(倒排索引)

集群、节点、索引、类型、文档、分片、映射是什么?

ES是面向文档的。一切都是JSON

关系型数据库和ES之间的对比对应关系:

Relational DB ES
数据库(DB) 索引(indices)
表(table) types(要被弃用了)
行(rows) documents
字段(columns) fields

ES(集群)中可以包含多个索引(数据库),每个索引中可以包含多个类型(表),每个类型下又包含多个文档(行),每个文档中又包含多个字段(列)


物理设计

ES在后台把每个索引划分为多个切片,每个切片可以在集群中的不同服务器之间迁移

image.png

一个人也是一个集群,默认的集群名称就是elasticsearch


逻辑设计

一个索引类型中,包含多个文档,比如说文档1、文档2。当我们索引一篇文档时,可以通过这样的一个顺序找到它:索引——>类型——>文档ID,通过这个组合我们就能索引到某个具体的文档。注意:ID不必是整数,实际上它是个字符串。


文档

可以看成就是一条条数据

之前说ES是面向文档的,那么就意味着索引和搜索数据的最小单位是文档,ES中,文档有几个重要属性:

  • 自我包含,一篇文档同时包含字段和对应的值,也就是同时包含key:value
  • 可以是层次型的,一个文档中包含子文档,复杂的逻辑实体就是这么来的(就是一个JSON对象,可以用fastJson进行自动转换)
  • 灵活的结构,文档不依赖预先定义的模式,我们知道关系型数据库中,要提前定义字段才能使用,在ES中,对于字段是非常灵活的,有时候,我们可以忽略该字段,或者动态地添加一个新的字段

尽管我们可以随意地新增或者忽略某个字段,但是,每个字段的类型非常重要,比如一个年龄字段类型,可以是字符串也可以是整型。因为ES会保存字段和类型之间的映射及其他的设置。这种映射具体到每个映射的每种类型,这也是为什么在ES中,类型有时也称为映射类型


类型

马上被弃用

类型是文档的逻辑容器,就像关系型数据库一样,表是行的容器。类型中对于字段的定义称为映射,比如name映射为字符串类型。我们之前说文档是无模式的,它们不需要拥有映射中所定义的所有字段,比如新增一个字段,那么ES是怎么做的呢?ES会自动地将新字段加入映射,但是这个字段不确定是什么类型,ES就开始猜,若这个值为18,则ES会认为它是整型。但ES也可能猜不对,所以最安全的方式就是提前定义好所需要的映射,这点跟关系型数据库殊途同归了,先定义好字段,然后再使用,别整什么幺蛾子


索引

可以看成就是数据库

索引是映射类型的容器,ES中的索引是一个非常大的文档集合。索引存储了映射类型的字段和其他设置。然后它们被存储到了各个分片上了。我们来研究下分片是如何工作的。

物理设计:节点和分片如何工作

一个集群至少有一个节点,而一个节点就是一个ES进程,节点可以有多个默认索引,如果你创建索引,那么索引将会由5个分片(primary shard,又称主分片)构成,每一个主分片会有一个副本(replica shard,又称复制分片)

image.png

上图是一个有3个节点的集群,可以看到主分片和对应的复制分片都不会在同一个节点内,这样有利于某个节点挂掉了,数据也不至于丢失。实际上,一个分片是一个Lucenc索引,一个包含倒排索引的文件目录,倒排索引的结构使得ES在不扫描全部文档的情况下,就能告诉你哪些文档包含特定的关键字



倒排索引

ES使用的是一种称为倒排索引的结构,采用Lucene倒排索引作为底层。这种结构适用于快速的全文搜索,一个索引由文档中所有不重复的列表构成,对于每一个词,都有一个包含它的文档列表。例如,现在有两个文档,每个文档包含如下内容:

Study every day, good good up to forever # 文档一包含的内容
To forever, study every day, good good up # 文档二包含的内容

为了创建倒排索引,我们首先要将每个文档拆分成独立的词(或成为词条或者tokens),然后创建一个包含所有不重复的词条的排序列表,然后列出每个词条出现在哪个文档:

term doc_1 doc_2
Study ×
To ×
every
forever
day
study ×
good
every
to ×
up

现在,我们试图搜索to forever,只需要查看包含每个词条的文档

image.png

两个文档都匹配,但是第一个文档比第二个文档匹配程度更高。如果没有别的条件,现在,这两个包含关键字的文档都将返回

再来看一个示例,比如我们通过博客标签来搜索博客文章,那么倒排索引列表就是这样的一个结构:

image.png

若要搜索含有python标签的文章,那么相对于查找所有的原始数据而言,查找倒排索引后的数据将会快得多。只需要查看标签这一栏,然后获取相关的文章ID即可。完全过滤掉无关的所有数据,提高效率

ES的索引和Lucene的索引对比:

在ES中,索引这个词被频繁使用,这就是术语的使用。在ES中,索引被分为多个切片,每个切片是一个Lucene的索引(倒排索引)。所以一个ES索引是由多个Lucene索引组成的。谁让ES使用Lucene作为底层呢。如无特指,说起索引都是指ES的索引


IK分词器插件

什么是IK分词器?


分词:即把一段中文或者别的划分成一个个的关键字,我们在搜索时会把自己的信息进行分词,会把数据库中或者索引库中的数据进行分词,然后进行一个匹配操作,默认的中文分词是将每个字看成一个词,比如“大沙坝”会被分为“大”,“沙”,“坝”,这显然是不符合要求的,所以我们需要安装中文分词器ik来解决这个问题

如果要使用中文,建议使用IK分词器

IK提供了两个分词算法:ik_smart和ik_max_word,其中ik_smart为最少切分,ik_max_word为最细粒度划分


Rest风格说明

ES的基本Rest命令:

method url地址 描述
PUT localhost:9200/索引名称/类型名称/文档id 创建文档(指定文档id)
POST localhost:9200/索引名称/类型名称 创建文档(随机文档id)
POST localhost:9200/索引名称/类型名称/文档id/_update 修改文档
DELETE localhost:9200/索引名称/类型名称/文档id 删除文档
GET localhost:9200/索引名称/类型名称/文档id 通过文档id查询文档
POST localhost:9200/索引名称/类型名称/_search 查询所有数据

关于索引的基本操作


关于索引的基本操作

1、创建一个索引

PUT /索引名/类型名(即将淘汰)/文档id
{请求体}

image.png

完成了自动增加了索引!数据也成功地添加了

image.png

2、上述例子中name字段用不用指定类型呢?有哪些类型

  • 字符串类型
    text、keyword
  • 数值类型
    long,integer,short,byte,double,float,half,float,scaled,float
  • 日期类型
    date
  • 布尔值类型
    boolean
  • 二进制类型
    binary
  • 等等


3、指定字段的类型

image.png


4、获得这个规则

可以通过GET请求获取具体的信息

image.png


5、查看默认的信息

image.png

image.png

如果自己的文档字段没有指定,那么es就会给我们默认配置字段类型!

扩展:通过命令elasticsearch索引情况!

通过get _cat/...   可以获得es当前的很多信息

image.png


6、修改索引

提交还是可以使用put,然后覆盖

image.png

现在的方法:

image.png


7、删除索引

image.png

通过DELETE命令实现删除,根据你的请求来判断是删除索引还是删除文档记录

使用RESTFUL风格是我们ES推荐大家使用的


关于文档的基本操作(重点)


基本操作


1、添加数据

PUT /tongjishabi/user/1
{
  "name": "tongjishabi",
  "age": 23,
  "desc": "同济就是个xx学校",
  "tags": ["垃圾","xx","坑人"]
}

2、获取数据 GET

image.png

3、更新数据 PUT

image.png


4、Post   _update,现在推荐使用这种更新方式!

image.png


简单的搜索

GET /tongjishabi/user/1

简单的条件查询,可以根据默认的映射规则,产生基本的查询!:

GET tongjishabi/user/_search?q=name:同济大学xx

image.png


复杂操作搜索  select (排序、分页,高亮,模糊查询,精确查询)

image.png

image.png

结果的过滤:

image.png

查询时要使用构造性查询方式,即json方式

我们之后使用java操作Es,所有的方法和对象就是这里面的key

排序:

image.png


分页查询:

image.png

这里的数据下标是从0开始的

在项目中从前端接收的url应该是/search/{current}/{pagesize}

布尔值查询

must (相当于mysql中的and),所有的条件都要符合

image.png

should (相当于Mysql中的or)

image.png


must_not (相当于MySql中的not)

image.png


过滤器filter


image.png

  • gt
    大于
  • gte
    大于等于
  • lt
    小于
  • lte
    小于等于


image.png


匹配多个条件

image.png


精确查询


term查询是直接通过倒排索引指定的词条进行精确的查找的

关于分词:

  • term 直接查询精确的值
  • match会使用分词器解析(先分析文档,然后再通过分析的文档进行查询)

两个类型 text keyword

text类型能被分词器解析,而keyword类型不被分词器解析


image.png


image.png


image.png


多个值匹配精确查询


image.png


高亮查询


image.png


image.png


总结:

  • 匹配
  • 按照条件匹配
  • 精确匹配
  • 区间范围匹配
  • 匹配字段过滤
  • 多条件查询
  • 高亮查询
  • 倒排索引

这些其实MySql也能做,只是MySql效率较低

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