elasticsearch的查询依然是基于JSON风格的DSL来实现的。
Elasticsearch提供了基于JSON的DSL(Domain Specific Language)来定义查询。常见的查询类型包括:
查询的语法基本一致:
GET /indexName/_search
{
"query": {
"查询类型": {
"查询条件": "条件值"
}
}
}
我们以查询所有为例,其中:
// 查询所有
GET /indexName/_search
{
"query": {
"match_all": {
}
}
}
其它查询无非就是查询类型、查询条件的变化。
全文检索查询的基本流程如下:
比较常用的场景包括:
因为是拿着词条去匹配,因此参与搜索的字段也必须是可分词的text类型的字段。
常见的全文检索查询包括:
match查询语法如下:
match查询 取分词后查询结果的交集(默认是 or)
GET /hotel/_search
{
"query": {
"match": {
"name": {"query": "速8","operator": "and"}
}
}
}
mulit_match语法如下:
GET /indexName/_search
{
"query": {
"multi_match": {
"query": "TEXT",
"fields": ["FIELD1", "FIELD12"]
}
}
}
match和multi_match的区别是什么?
精确查询一般是查找keyword、数值、日期、boolean等类型字段。所以不会对搜索条件分词。常见的有:
因为精确查询的字段搜是不分词的字段,因此查询的条件也必须是不分词的词条。查询时,用户输入的内容跟自动值完全匹配时才认为符合条件。如果用户输入的内容过多,反而搜索不到数据。
语法说明:
// term查询
GET /indexName/_search
{
"query": {
"term": {
"FIELD": {
"value": "VALUE"
}
}
}
}
GET /hotel/_search
{
"query": {
"term": {
"price": {
"value": "1341"
}
}
}
}
范围查询,一般应用在对数值类型做范围过滤的时候。比如做价格范围过滤。默认返回十条数据。
基本语法:
// range查询
GET /indexName/_search
{
"query": {
"range": {
"FIELD": {
"gte": 10, // 这里的gte代表大于等于,gt则代表大于
"lte": 20 // lte代表小于等于,lt则代表小于
}
}
}
}
GET /hotel/_search
{
"query": {
"range": {
"price": {
"gt": 200,
"lt": 210
}
}
}
}
精确查询常见的有哪些?
所谓的地理坐标查询,其实就是根据经纬度查询,官方文档:https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/geo-queries.html
常见的使用场景包括:
矩形范围查询,也就是geo_bounding_box查询,查询坐标落在某个矩形范围的所有文档:
查询时,需要指定矩形的左上、右下两个点的坐标,然后画出一个矩形,落在该矩形内的都是符合条件的点。
语法如下:
// geo_bounding_box查询
GET /indexName/_search
{
"query": {
"geo_bounding_box": {
"FIELD": {
"top_left": { // 左上点
"lat": 31.1,
"lon": 121.5
},
"bottom_right": { // 右下点
"lat": 30.9,
"lon": 121.7
}
}
}
}
}
这种并不符合“附近的人”这样的需求。
附近查询,也叫做距离查询(geo_distance):查询到指定中心点小于某个距离值的所有文档。
换句话来说,在地图上找一个点作为圆心,以指定距离为半径,画一个圆,落在圆内的坐标都算符合条件:
语法说明:
// geo_distance 查询
GET /indexName/_search
{
"query": {
"geo_distance": {
"distance": "15km", // 半径
"location": "31.21,121.5"// 圆心
}
}
}
复合(compound)查询:复合查询可以将其它简单查询组合起来,实现更复杂的搜索逻辑。常见的有两种:
当我们利用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。
例如,我们搜索 “虹桥如家”,结果如下:
[
{
"_score" : 17.850193,
"_source" : {
"name" : "虹桥如家酒店真不错",
}
},
{
"_score" : 12.259849,
"_source" : {
"name" : "外滩如家酒店真不错",
}
},
{
"_score" : 11.91091,
"_source" : {
"name" : "迪士尼如家酒店真不错",
}
}
]
在elasticsearch中,早期使用的打分算法是TF-IDF算法
在后来的5.1版本升级中,elasticsearch将算法改进为BM25算法
TF-IDF算法有一各缺陷,就是词条频率越高,文档得分也会越高,单个词条对文档影响较大。而BM25则会让单个词条的算分有一个上限,曲线更加平滑:
根据相关度打分是比较合理的需求,但合理的不一定是产品经理需要的。
以百度为例,你搜索的结果中,并不是相关度越高排名越靠前,而是谁掏的钱多排名就越靠前。如图:
要想人为修改相关性算分,就需要利用elasticsearch中的function score 查询了。
官方API说明地址:
https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/7.12/query-dsl-function-score-query.html
function score 查询中包含四部分内容:
function score的运行流程如下:
因此,其中的关键点是:
需求:给“如家”这个品牌的酒店排名靠前一些
翻译一下这个需求,转换为之前说的四个要点:
因此最终的DSL语句如下:
GET /hotel/_search
{
"query": {
"function_score": {
"query": {
"match": {
"all": "外滩"
}
},
"functions": [
{
"filter": {
"term": {
"brand": "如家"
}
},"weight": 10
}
],"boost_mode": "sum"
}
}
}
function score query定义的三要素是什么?
布尔查询是一个或多个查询子句的组合,每一个子句就是一个子查询。子查询的组合方式有:
比如在搜索酒店时,除了关键字搜索外,我们还可能根据品牌、价格、城市等字段做过滤:
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。
需要注意的是,搜索时,参与打分的字段越多,查询的性能也越差。因此这种多条件查询时,建议这样做:
GET /hotel/_search
{
"query": {
"bool": {
"must": [
{"term": {"city": "上海"}}
],
"should": [
{"term": {"brand": "皇冠假日" }},
{"term": {"brand": "华美达" }}
],
"must_not": [
{ "range": { "price": { "lte": 500 } }}
],
"filter": [
{ "range": {"score": { "gte": 45 } }}
]
}
}
}
bool查询有几种逻辑关系?
搜索的结果可以按照用户指定的方式去处理或展示。
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。
keyword、数值、日期类型排序的语法基本一致。
语法:
GET /indexName/_search
{
"query": {
"match_all": {}
},
"sort": [
{
"FIELD": "desc" // 排序字段、排序方式ASC、DESC
}
]
}
排序条件是一个数组,也就是可以写多个排序条件。按照声明的顺序,当第一个条件相等时,再按照第二个条件排序,以此类推
地理坐标排序略有不同。
语法说明:
GET /indexName/_search
{
"query": {
"match_all": {}
},
"sort": [
{
"_geo_distance" : {
"FIELD" : "纬度,经度", // 文档中geo_point类型的字段名、目标坐标点
"order" : "asc", // 排序方式
"unit" : "km" // 排序的距离单位
}
}
]
}
这个查询的含义是:
elasticsearch 默认情况下只返回top10的数据。而如果要查询更多数据就需要修改分页参数了。elasticsearch中通过修改from、size参数来控制要返回的分页结果:
类似于mysql中的limit ?, ?
分页的基本语法如下:
GET /hotel/_search
{
"query": {
"match_all": {}
},
"from": 0, // 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"}
]
}
现在,我要查询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"}
]
}
这里是查询990开始的数据,也就是 第990~第1000条 数据。
不过,elasticsearch内部分页时,必须先查询 0~1000条,然后截取其中的990 ~ 1000的这10条:
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-bzb0WaHh-1658706352467)(assets/image-20210721200643029.png)]
查询TOP1000,如果es是单点模式,这并无太大影响。
但是elasticsearch将来一定是集群,例如我集群有5个节点,我要查询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。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Ftv0tyg5-1658706352467)(assets/image-20210721201003229.png)]
那如果我要查询9900~10000的数据呢?是不是要先查询TOP10000呢?那每个节点都要查询10000条?汇总到内存中?
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提供了两种解决方案,官方文档:
分页查询的常见实现方案以及优缺点:
from + size
:
after search
:
scroll
:
什么是高亮显示呢?
我们在百度,京东搜索时,关键字会变成红色,比较醒目,这叫高亮显示:
高亮显示的实现分为两步:
标签
标签编写CSS样式高亮的语法:
GET /hotel/_search
{
"query": {
"match": {
"FIELD": "TEXT" // 查询条件,高亮一定要使用全文检索查询
}
},
"highlight": {
"fields": { // 指定要高亮的字段
"FIELD": {
"pre_tags": "", // 用来标记高亮字段的前置标签
"post_tags": "" // 用来标记高亮字段的后置标签
}
}
}
}
注意:
查询的DSL是一个大的JSON对象,包含下列属性:
我们以match_all查询为例
//match_all 查询
@Test
public void testMatchAll() throws IOException {
//创建查询请求对象
SearchRequest searchRequest = new SearchRequest("hotel");
//构造查询条件
searchRequest.source().query(QueryBuilders.matchAllQuery());
//发送查询请求
SearchResponse response = restHighLevelClient.search(searchRequest, RequestOptions.DEFAULT);
//获取结果
SearchHit[] hits = response.getHits().getHits();
for (SearchHit hit : hits) {
String source = hit.getSourceAsString();
System.out.println(source);
}
}
代码解读:
SearchRequest
对象,指定索引库名request.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这里关键的API有两个,一个是request.source()
,其中包含了查询、排序、分页、高亮等所有功能:
另一个是QueryBuilders
,其中包含match、term、function_score、bool等各种查询:
elasticsearch返回的结果是一个JSON字符串,结构包含:
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文档数据查询的基本步骤是:
创建SearchRequest对象
准备Request.source(),也就是DSL。
① QueryBuilders来构建查询条件
② 传入Request.source() 的 query() 方法
发送请求,得到结果
解析结果(参考JSON结果,从外到内,逐层解析)
全文检索的match和multi_match查询与match_all的API基本一致。差别是查询条件,也就是query的部分。
因此,Java代码上的差异主要是request.source().query()中的参数了。同样是利用QueryBuilders提供的方法:
而结果解析代码则完全一致,可以抽取并共享。
完整代码如下:
//match 查询
@Test
public void testMatch() throws IOException {
//创建查询请求对象
SearchRequest searchRequest = new SearchRequest("hotel");
//构造查询条件
searchRequest.source().query(QueryBuilders.matchQuery("all","如家"));
//发送查询请求
SearchResponse response = restHighLevelClient.search(searchRequest, RequestOptions.DEFAULT);
//获取结果
SearchHit[] hits = response.getHits().getHits();
for (SearchHit hit : hits) {
String source = hit.getSourceAsString();
System.out.println(source);
}
}
精确查询主要是两者:
与之前的查询相比,差异同样在查询条件,其它都一样。
//term 查询
@Test
public void testTerm() throws IOException {
//创建查询请求对象
SearchRequest searchRequest = new SearchRequest("hotel");
//构造查询条件
searchRequest.source().query(QueryBuilders.termQuery("price", "1341"));
//发送查询请求
SearchResponse response = restHighLevelClient.search(searchRequest, RequestOptions.DEFAULT);
//获取结果
SearchHit[] hits = response.getHits().getHits();
for (SearchHit hit : hits) {
String source = hit.getSourceAsString();
System.out.println(source);
}
}
//range 查询
@Test
public void testRange() throws IOException {
//创建查询请求对象
SearchRequest searchRequest = new SearchRequest("hotel");
//构造查询条件
searchRequest.source().query(QueryBuilders.rangeQuery("price").lte(300));
//发送查询请求
SearchResponse response = restHighLevelClient.search(searchRequest, RequestOptions.DEFAULT);
//获取结果
SearchHit[] hits = response.getHits().getHits();
for (SearchHit hit : hits) {
String source = hit.getSourceAsString();
System.out.println(source);
}
}
布尔查询是用must、must_not、filter等方式组合其它查询
//bool查询
@Test
public void testBool() throws IOException {
//创建查询对象
SearchRequest searchRequest = new SearchRequest("hotel");
//初始化bool查询对象
//构造查询条件
BoolQueryBuilder boolQueryBuilder = new BoolQueryBuilder();
boolQueryBuilder.must(QueryBuilders.matchQuery("all", "如家").operator(Operator.AND));
boolQueryBuilder.mustNot(QueryBuilders.rangeQuery("price").gt(400));
boolQueryBuilder.filter(QueryBuilders.termQuery("city","北京"));
searchRequest.source().query(boolQueryBuilder);
//发送请求
restHighLevelClient.search(searchRequest, RequestOptions.DEFAULT);
}
搜索结果的排序和分页是与query同级的参数,因此同样是使用request.source()来设置。
//分页,排序
@Test
public void testBool() throws IOException {
int page = 1;
int size = 10;
//创建查询对象
SearchRequest searchRequest = new SearchRequest("hotel");
//构造查询条件
searchRequest.source().query(QueryBuilders.matchAllQuery());
//分页条件
searchRequest.source().from(page * (page - 1));
searchRequest.source().size(size);
//排序
searchRequest.source().sort("price", SortOrder.DESC);
//发送请求
restHighLevelClient.search(searchRequest, RequestOptions.DEFAULT);
}
高亮 的代码与之前代码差异较大,有两点:
高亮查询必须使用全文检索查询,并且要有搜索关键字,将来才可以对关键字高亮。
完整代码如下:
//高亮
@Test
public void testHighLight() throws IOException {
//创建查询对象
SearchRequest searchRequest = new SearchRequest("hotel");
//构造查询条件
searchRequest.source().query(QueryBuilders.matchQuery("all", "上海世界").operator(Operator.AND));
//高亮
HighlightBuilder highlightBuilder = new HighlightBuilder();
highlightBuilder.preTags("");
highlightBuilder.field("all");
highlightBuilder.postTags("");
searchRequest.source().highlighter(highlightBuilder);
//发送请求
restHighLevelClient.search(searchRequest, RequestOptions.DEFAULT);
}
高亮的结果与查询的文档结果默认是分离的,并不在一起。
因此解析高亮的代码需要额外处理:
private void handleResponse(SearchResponse response) {
// 4.解析响应
SearchHits searchHits = response.getHits();
// 4.1.获取总条数
long total = searchHits.getTotalHits().value;
System.out.println("共搜索到" + total + "条数据");
// 4.2.文档数组
SearchHit[] hits = searchHits.getHits();
// 4.3.遍历
for (SearchHit hit : hits) {
// 获取文档source
String json = hit.getSourceAsString();
// 反序列化
HotelDoc hotelDoc = JSON.parseObject(json, HotelDoc.class);
// 获取高亮结果
Map<String, HighlightField> highlightFields = hit.getHighlightFields();
if (!CollectionUtils.isEmpty(highlightFields)) {
// 根据字段名获取高亮结果
HighlightField highlightField = highlightFields.get("name");
if (highlightField != null) {
// 获取高亮值
String name = highlightField.getFragments()[0].string();
// 覆盖非高亮结果
hotelDoc.setName(name);
}
}
System.out.println("hotelDoc = " + hotelDoc);
}
}
代码解读: