Elastic Stack-Elasticsearch使用介绍(一)

本文涉及的产品
检索分析服务 Elasticsearch 版,2核4GB开发者规格 1个月
简介: Elasticsearch对外提供RESTful API,下面的演示我们主要使用Postman,进行一系列的Demo演示,这款工具方便各位前端大大或者对接口调试的神器;

一、前言


   Elasticsearch对外提供RESTful API,下面的演示我们主要使用Postman,进行一系列的Demo演示,这款工具方便各位前端大大或者对接口调试的神器;

   安装过于简单我不做过多介绍,推荐一些文章供大家参考安装:

   windows:

   windows单机版内含head插件

   windows集群版

   Linux:

   Linux单机版内含head插件

   Linux集群版

   另外再推荐大家阅读这篇文章:搜索引擎选择: Elasticsearch与Solr


二、简单的一些操作


 

#创建索引
PUT /test
#删除索引
DELETE /test
#根据id创建文档
#索引/type/id
PUT /test/doc/1
#创建文档
#不带id会自动生成id
#索引/type/
PUT /test/doc/
#查询文档
#使用id查询文档
GET /test/doc/1
#使用另外的DSL查询方式等等下次介绍,通过JSON请求完成

 

  _bulk批量操作:

 

1005447-20180901162146643-512535443.png

  

{"index":{"_index":"test","_type":"aaa","_id":"2"}}
{"userName":"123456"}
{"index":{"_index":"test","_type":"aaa","_id":"3"}}
{"userName":"1234567"}
{"delete":{"_index":"test","_type":"aaa","_id":"1"}}

_mget批量查询:

1005447-20180901163741072-842599045.png

 

http://localhost:9200/test/_mget
{
    "docs":[
        {
             "_type":"aaa",
            "_id":"2"
        },
        {
            "_type":"bbbbb",
            "_id":"1"
        }
    ]
}

如果type相同的话,可以使用ids,将id放入数组当中;

 批量操作这2个API还是很重要的,如果要一次性操作很多的数据一定要批量操作,尽可能减少网络开销次数,提升系统的性能;


三、倒排索引


 之前我写过一篇文章由树到数据库索引,大家可以看下数据库的正排索引,这里我们在举一个例子,大家都知道书是有目录页和页码页的,其实书的目录页就是正排索引,页码页就是倒排索引;

 正排索引就是文档Id到文档的内容、单词的关联关系,如下图

1005447-20180901172644916-1439917721.png

 倒排索引就是单词到文档id的关系,如下图

1005447-20180901172713177-596361246.png

 这个时候当我们使用搜索引擎查询包含Elasticsearch文档的,这个时候流程可能是这样的

 1.通过倒排索引获取包含Elasticsearch文档id为1;

 2.通过正排索引查找id为1的文档内容;

 3.拿到正确结果返回;

 这个时候我们可以来思考下倒排索引的结构了,当分词以后以我们了解到的数据结构来看的话B+树是一种高效的查询方式,整好符合分词以后的结构,如下图;

   1005447-20180901173540183-1280594772.png

 当我们快速拿到我们想要的查询的分词的时候,我们这个时候就需要知道最重要的东西就是文档的id,这样确实可以拿到正确的结果,如下图

1005447-20180901174351588-1805070999.png

但是这个时候我们再考虑下另外的情况,当我们在淘宝搜索一个物品的时候他有一个高亮显示,这个时候我们上面的情况就满足不了我们了,我们就需要在倒排索引列表中加入分词位置信息和偏移长度,这个时候我们就可以做高亮显示;

后面又来一种情况,随着文档的扩大,我们当用搜索引擎去查询的时候会有很多结果,我们需要优先显示相近的,这个时候有需要另外一个字段就是词频,记录在文档中出现的次数,这个时候就满足可能出现的所有情况了,结构入下图

1005447-20180901180232244-1034838743.png

明白整体的结构,你就知道为什么搜索引擎可以快速查询出我们要想要的结果来了,是不是很满足,那就点个关注吧!!哈哈!!当然内部有很多很多优化这个我们暂时就先不要管了!


四、分词器


分词器组成

 分词:按照某种规则将整体变成部分,在Elasticsearch中分词的组件是分词器(Analyzer),组成如下:

1.Character Filters: 针对原始文本进行处理,有点类似正则过滤的意思;

2.Tokenizer:按照指定规则进行分词;

3.Token Filters:将分好的词再次粉装转化;

分词器API

 Elasticsearch给我们提供分词API就是_analyze,作用就是为了测试是否能按照我们想要的结果进行分词,简单的演示下怎么使用:

1005447-20180902094554909-1944316890.png

看一下返回结果,每个token里面都包含我们说的倒排索引内所有字段,这个type含义我不是很清楚,但是无伤大雅,另外还可以指定索引进行分词,默认为standard分词器:

1005447-20180902102403728-1552652198.png

分词器类型

1.standard

默认分词器,按词切分,支持多语言,字母转化为小写,分词效果太多JSON返回的过长不方便截图,总体来说对中文支持不是很好,分成一个字一个字,毕竟老外写的;

1005447-20180902103158397-1564743376.png

2.simple

按照非字母切分,字母转化为小写;

3.whitespace

按照空格切分;

4.stop

与simple相比增加了语气助词区分,例如then、an、的、得等;

5.keyword

不分词;

6.pattern

通过正则表达式自定义分割符,默认\W+,非兹磁的符号作为分隔符;

7.language

语言分词器,内置多种语言;

以上都是自带分词器,对中文的支持都不是很好,接下来我们看下有哪些中文分词器:

1.IK

用法参考下Github,实现中英文分词,支持ik_smart,ik_max_word等,支持自定义词库、更新分词词库;

#url
http://localhost:9200/_analyze
#json体
{
    "analyzer":"ik_max_word",
    "text":"今天是个好天气,我是中国人"
}
#ik_max_word分词结果
{
    "tokens": [
        {
            "token": "今天是",
            "start_offset": 0,
            "end_offset": 3,
            "type": "CN_WORD",
            "position": 0
        },
        {
            "token": "今天",
            "start_offset": 0,
            "end_offset": 2,
            "type": "CN_WORD",
            "position": 1
        },
        {
            "token": "是",
            "start_offset": 2,
            "end_offset": 3,
            "type": "CN_CHAR",
            "position": 2
        },
        {
            "token": "个",
            "start_offset": 3,
            "end_offset": 4,
            "type": "CN_CHAR",
            "position": 3
        },
        {
            "token": "好天气",
            "start_offset": 4,
            "end_offset": 7,
            "type": "CN_WORD",
            "position": 4
        },
        {
            "token": "好天",
            "start_offset": 4,
            "end_offset": 6,
            "type": "CN_WORD",
            "position": 5
        },
        {
            "token": "天气",
            "start_offset": 5,
            "end_offset": 7,
            "type": "CN_WORD",
            "position": 6
        },
        {
            "token": "我",
            "start_offset": 8,
            "end_offset": 9,
            "type": "CN_CHAR",
            "position": 7
        },
        {
            "token": "是",
            "start_offset": 9,
            "end_offset": 10,
            "type": "CN_CHAR",
            "position": 8
        },
        {
            "token": "中国人",
            "start_offset": 10,
            "end_offset": 13,
            "type": "CN_WORD",
            "position": 9
        },
        {
            "token": "中国",
            "start_offset": 10,
            "end_offset": 12,
            "type": "CN_WORD",
            "position": 10
        },
        {
            "token": "国人",
            "start_offset": 11,
            "end_offset": 13,
            "type": "CN_WORD",
            "position": 11
        }
    ]
}
#ik_smart分词结果
{
    "tokens": [
        {
            "token": "今天是",
            "start_offset": 0,
            "end_offset": 3,
            "type": "CN_WORD",
            "position": 0
        },
        {
            "token": "个",
            "start_offset": 3,
            "end_offset": 4,
            "type": "CN_CHAR",
            "position": 1
        },
        {
            "token": "好天气",
            "start_offset": 4,
            "end_offset": 7,
            "type": "CN_WORD",
            "position": 2
        },
        {
            "token": "我",
            "start_offset": 8,
            "end_offset": 9,
            "type": "CN_CHAR",
            "position": 3
        },
        {
            "token": "是",
            "start_offset": 9,
            "end_offset": 10,
            "type": "CN_CHAR",
            "position": 4
        },
        {
            "token": "中国人",
            "start_offset": 10,
            "end_offset": 13,
            "type": "CN_WORD",
            "position": 5
        }
    ]
}

2.jieba

python中流行的分词系统,玩Py的朋友看下GitHub;

以上基本满足我们日常开发了,有兴趣的可以查看下HanLPTHULAC等等;


自定义分词器


如果以上这些还满足不了你的需求,那么你可以进行自定义分词,自定义的分词的流程就是上面我们介绍分词器的组成的流程;

1.Character Filters

在tokenizer之前对原始文本进行处理 ,会影响在Tokenizer解析position和offset的信息,在这个里面我们可以做如下事情:

html_strip 取出html标签中的内容;

mapping进行字符串替换;

pattern_replace进行正则替换;

写了一个简单的demo,剩下大家可以参考下官方文档

1005447-20180902113122414-485553862.png

2.Tokenizer

Tokenizer将原始文本按照一定规则切分为单词,大概分成3类:

按照字符为导向分割(Word Oriented Tokenizers):Standard Tokenizer、Letter Tokenizer、Whitespace Tokenizer等等;

部分单词匹配(Partial Word Tokenizers):类似于ik_max_word;

按照某种结构进行分割(Structured Text Tokenizers):Path Tokenizer、Keyword Tokenizer等等;

详细介绍查看官方文档;

1005447-20180902115811832-742255042.png

3.Token Filter

tokenizer输出的单词进行增加、删除、修改等操作,tokenizer filter是可以有多个的,自带类型有好多大家可以查看官方文档

#url
http://localhost:9200/_analyze
#post请求体
{
    "tokenizer":"standard",
    "text": "I'm LuFei wo will haizheiwang ",
    "filter":[
        "stop",
        "lowercase",
        {
            "type":"ngram",
            "min_gram":5,
            "max_gram":8
        }
    ]
}
#返回分词结果
{
    "tokens": [
        {
            "token": "lufei",
            "start_offset": 4,
            "end_offset": 9,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 1
        },
        {
            "token": "haizh",
            "start_offset": 18,
            "end_offset": 29,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 4
        },
        {
            "token": "haizhe",
            "start_offset": 18,
            "end_offset": 29,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 4
        },
        {
            "token": "haizhei",
            "start_offset": 18,
            "end_offset": 29,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 4
        },
        {
            "token": "haizheiw",
            "start_offset": 18,
            "end_offset": 29,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 4
        },
        {
            "token": "aizhe",
            "start_offset": 18,
            "end_offset": 29,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 4
        },
        {
            "token": "aizhei",
            "start_offset": 18,
            "end_offset": 29,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 4
        },
        {
            "token": "aizheiw",
            "start_offset": 18,
            "end_offset": 29,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 4
        },
        {
            "token": "aizheiwa",
            "start_offset": 18,
            "end_offset": 29,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 4
        },
        {
            "token": "izhei",
            "start_offset": 18,
            "end_offset": 29,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 4
        },
        {
            "token": "izheiw",
            "start_offset": 18,
            "end_offset": 29,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 4
        },
        {
            "token": "izheiwa",
            "start_offset": 18,
            "end_offset": 29,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 4
        },
        {
            "token": "izheiwan",
            "start_offset": 18,
            "end_offset": 29,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 4
        },
        {
            "token": "zheiw",
            "start_offset": 18,
            "end_offset": 29,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 4
        },
        {
            "token": "zheiwa",
            "start_offset": 18,
            "end_offset": 29,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 4
        },
        {
            "token": "zheiwan",
            "start_offset": 18,
            "end_offset": 29,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 4
        },
        {
            "token": "zheiwang",
            "start_offset": 18,
            "end_offset": 29,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 4
        },
        {
            "token": "heiwa",
            "start_offset": 18,
            "end_offset": 29,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 4
        },
        {
            "token": "heiwan",
            "start_offset": 18,
            "end_offset": 29,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 4
        },
        {
            "token": "heiwang",
            "start_offset": 18,
            "end_offset": 29,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 4
        },
        {
            "token": "eiwan",
            "start_offset": 18,
            "end_offset": 29,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 4
        },
        {
            "token": "eiwang",
            "start_offset": 18,
            "end_offset": 29,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 4
        },
        {
            "token": "iwang",
            "start_offset": 18,
            "end_offset": 29,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 4
        }
    ]
}

4.在索引中自定义分词器

1005447-20180902125359634-345368059.png

1005447-20180902125606564-1579754559.png

1005447-20180902125647131-117085814.png

五、结束


下一篇介绍Mapping、Search Api,欢迎大家点赞

相关实践学习
利用Elasticsearch实现地理位置查询
本实验将分别介绍如何使用Elasticsearch7.10版本进行全文检索、多语言检索和地理位置查询三个Elasticsearch基础检索子场景的实现。
ElasticSearch 入门精讲
ElasticSearch是一个开源的、基于Lucene的、分布式、高扩展、高实时的搜索与数据分析引擎。根据DB-Engines的排名显示,Elasticsearch是最受欢迎的企业搜索引擎,其次是Apache Solr(也是基于Lucene)。 ElasticSearch的实现原理主要分为以下几个步骤: 用户将数据提交到Elastic Search 数据库中 通过分词控制器去将对应的语句分词,将其权重和分词结果一并存入数据 当用户搜索数据时候,再根据权重将结果排名、打分 将返回结果呈现给用户 Elasticsearch可以用于搜索各种文档。它提供可扩展的搜索,具有接近实时的搜索,并支持多租户。
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