Elasticsearch介绍

前段时间负责的一个群组相关的项目上线了，功能包含群组名称模糊检索和基于地理位置做同城、附近群检索的需求。这正是Elasticsearch大显身手的机会，接到项目需求，快速花时间调研ES的使用，如地理位置怎样存储和查询。

这里做个快速入门实战总结。

ES简介

Elasticsearch 是一个高可扩展的开源全文搜索和分析引擎。可以近实时地快速存储、搜索和分析大量数据，通常为具有复杂搜索功能和要求的应用提供支持。它底层是基于Apache Lucene(TM)（无论在开源还是专有领域，Lucene可以被认为是迄今为止最先进、性能最好的、功能最全的搜索引擎库）。

基本概念

  • 节点：一个运行中的 Elasticsearch 实例称为一个节点。
  • 集群：集群是由一个或者多个拥有相同 cluster.name 配置的节点组成，它们共同承担数据和负载的压力。
  • 索引：索引实际上是指向一个或者多个物理分片的逻辑命名空间。
  • 分片：一个分片是一个Lucene 的实例，它本身就是一个完整的搜索引擎。一个分片是一个底层的工作单元，它仅保存了全部数据中的一部分。
  • Lucene索引：段的集合，每一个段本身都是一个倒排索引，段中包含各文档。

了解ES的基本概念，对比MySQL

组件 / 项 ES MySQL 备注
库 Index Databases
表 Types Tables Elasticsearch 6.x版本废弃掉了Type
行 Documents Rows
列 Fields Columes
表结构 Mapping Schema
扩展性 Shard 单实例分表，多实例分库等
可用性 Replicas副本 主备
检索 倒排索引 全文检索 支持度不高

概念架构图

实践举例

Elasticsearch集群通常包含多个索引(indexes)（数据库），每个索引包含多个类型(types)（表），每个类型包含多个文档(documents)（行），每个文档包含多个字段(Fields)（列）。

以下为例子做增删改查API的部分入门实践：

  • 索引（index）：qmgroup
  • 类型（type）：groupinfo

创建索引

创建索引qmgroup，如指定分片数量（主分片数）、每个主分片的副本数等。

主分片数一般确定下来不会再改，否则路由会找不到原文档所在分片。副本数配置可随时调整，水平扩展以增加服务吞吐。

主分片数扩展的一种方式，可以新建一个索引（设置好分片数等），然后执行reindex，或者另一个方式是scroll遍历老索引数据bulk批量写到新索引里。

PUT /qmgroup
{
   "settings" : {
      "number_of_shards" : 3,
      "number_of_replicas" : 1
   }
}

创建表结构mapping

Elasticsearch 支持如下简单域类型：

  • 字符串: string
  • 整数 : byte, short, integer, long
  • 浮点数: float, double
  • 布尔型: boolean
  • 日期: date

当索引一个包含新域的文档(之前未曾出现) Elasticsearch 会使用 动态映射（dynamic mapping） ，通过JSON中基本数据类型，尝试猜测域类型，使用如下规则：

JSON type 域 type
布尔型: true 或者 false boolean
整数: 123 long
浮点数: 123.45 double
字符串，有效日期: 2014-09-15 date
字符串: foo bar string

默认， string 类型域会被认为包含全文。就是说，它们的值在索引前，会通过一个分析器，针对于这个域的查询在搜索前也会经过一个分析器。

string 域映射的两个最重要属性是 index 和 analyzer 。

index 属性控制怎样索引字符串。它可以是下面三个值：(string 域 index 属性默认是 analyzed )

index属性类型 含义
analyzed 首先分析字符串，然后索引它。换句话说，以全文索引这个域。
not_analyzed 索引这个域，所以它能够被搜索，但索引的是精确值。不会对它进行分析。
no 不索引这个域。这个域不会被搜索到。

举例：由于地理坐标点不能被动态映射自动检测，需要显式声明对应字段类型为 geo-point，如下：

PUT /qmgroup
{
  "mappings": {
    "groupinfo": {
      "properties": {
         "location": {
           "type": "geo_point"
        },
         "tag" : {
           "type" : "string",
           "index": "not_analyzed"
    	}
      }
    }
  }
}

添加文档doc

语句 是否指定文档id Method 备注
PUT /index_name/type_name/id 指定id PUT 如从数据库同步到ES，指定原表中的业务唯一id等
POST /index_name/type_name/ 不指定id POST ES自动生成唯一id 
PUT /qmgroup/groupinfo/1
{
  "gname": "名字x",
  "location": {
    "lat": 40.12,
    "lon": -71.34
  }
} 


PUT /qmgroup/groupinfo/2
{
 "gname": "名字y",
  "location": {
    "lat": 40.52,
    "lon": -71.64
  }
}

删除文档doc

  1. 根据docID 删除一条
curl -XDELETE localhost:9200/index/type/documentID

curl -X DELETE -u username:passwd "http://10.10.11.11:9200/qmgroup/groupinfo/2035"
  1. 根据where条件 删除多条
qmgroup/groupinfo/_delete_by_query
{
  "query": {
    "term": {
      "uid": 1111111
    }
  }
}

修改文档

  1. 更新部分字段、插入
  • path路径中的 _update 一定要有，否则会全部覆盖更新所有字段
  • 需要注意的是，如果upsert成功，http_code返回码是201，而非200。注意这一点区别，避免无谓的重试等操作。
POST qmgroup/groupinfo/2/_update
{
  "doc": {
    "gname": "test"
  },
  "doc_as_upsert": true
}
  1. 批量更新bulk 注意\n换行 强制

注意一条请求分两行，第一行说明操作和元数据，第二行是操作数据。

$ curl -X POST -u username:passwd "http://10.10.11.11:9200/qmgroup/groupinfo/_bulk" -H 'Content-Type: application/json' -d'
{ "update": {   "_id": "888" }}
{"doc":{"usernum" : 221},"doc_as_upsert":true}
{ "update": {   "_id": "9999" }}
{"doc":{"usernum" : 111},"doc_as_upsert":true}
'

查询检索文档

1. 模糊搜索

{
  "query": {
    "match": {
      "name": {
        "query": "tonyn",
        "fuzziness": "AUTO",
        "operator": "and"
      }
    }
  }
}

2. 指定获取字段返回

利用_source

{
  "query": {
    "term": {
      "uid": 31116
    }
  },
  "_source": [
    "groupid"
  ],
  "size": 100
}

3. 查count

qmgroup/groupinfo/_count
{
  "query": {
    "range": {
      "usernum": {
        "gte": 100,
        "lt": 200
      }
    }
  }
}

4. 聚合操作 如group by xx

{
  "size": 0,
  "aggs": {
    "gtype_agg": {
      "terms": {
        "field": "gtype",
        "size": 15 // 默认是获取top 10的指定field
      }
    }
  }
}

$ curl -u uname:passwd  -XGET "http://10.11.11.11:8200/qmgroup/groupinfo/_search?pretty" -d '
{
  "size": 0,
  "aggs": {
    "gtype_agg": {
      "terms": {
        "field": "gtype",
        "size": 15 // 默认是获取top 10的指定field
      }
    }
  }
}'

5. 查文档中(不)含有某字段

ES支持非结构化，非固定表结构的文档。有的文档可能包含某field，有的可能没有。

如下，查询 没有gtype 字段的文档：

{
  "query": {
    "bool": {
      "must_not": [
        {
          "exists": {
            "field": "gtype"
          }
        }
      ]
    }
  }
}

6. 地理位置查询

查询距离 排序

qmgroup/groupinfo/_search
{
  "query": {
    "bool": {
      "must": {
        "match_all": {}
      },
      "filter": {
        "geo_distance": {
          "distance": "160km",
          "location": {
            "lat": 40,
            "lon": -70
          }
        }
      }
    }
  },
  "sort": [
    {
      "_geo_distance": {
        "location": {
          "lat": 40,
          "lon": -70
        },
        "order": "asc",
        "unit": "km",
        "distance_type": "plane"
      }
    }
  ]
}

7. 滚屏操作

类似 MySQL分页方式，利用 offset（from），获取每一页。

实际操作发现，每次到1万条数据以后，就拉取失败了。返回500的状态码，客户端查询，发现报错如图。

报错原因，max_result_window有最大限制，如果想获取大量数据集合，ES有更高效的方式，就是scroll api的方式。

两阶段用法：

  1. 获取scrollId

scroll=1m 给用户滚动操作的时长，1分钟。

POST /twitter/tweet/_search?scroll=1m
{
    "size": 100,
    "query": {
        "match" : {
            "title" : "elasticsearch"
        }
    }
}
  1. 利用scrollId 再继续滚动获取

第二次请求的path路径，不需要再指定index，只有 /_search/scroll

POST /_search/scroll 
{
    "scroll" : "1m", 
    "scroll_id" : "DXF1ZXJ5QW5kRmV0Y2gBAAAAAAAAAD4WYm9laVYtZndUQlNsdDcwakFMNjU1QQ==" 
}

每次利用上一次返回的scrollId，获取下一次的返回，直到 hits是空

参考