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:
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。
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:
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:
倒排索引的概念是基于MySQL这样的正向索引而言的。
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。
倒排索引中有两个非常重要的概念:
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:
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。
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。
而倒排索引则相反,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?
两者方式的优缺点
正向索引:
倒排索引:
elasticsearch中有很多独有的概念,与mysql中略有差别,但也有相似之处。
elasticsearch是面向**文档(Document)**存储的,可以是数据库中的一条商品数据,一个订单信息。文档数据会被序列化为json格式后存储在elasticsearch中:
而Json文档中往往包含很多的字段(Field),类似于数据库中的列。
索引(Index),就是相同类型的文档的集合。
例如:
因此,我们可以把索引当做是数据库中的表。
映射(mapping),索引中文档的字段约束信息,类似表的结构约束。
数据库的表会有约束信息,用来定义表的结构、字段的名称、类型等信息。因此,索引库中就有映射(mapping),是索引中文档的字段约束信息,类似表的结构约束。
mysql与elasticsearch的概念对比:
MySQL | Elasticsearch | 说明 |
---|---|---|
Table | Index | 索引(index),就是文档的集合,类似数据库的表(table) |
Row | Document | 文档(Document),就是一条条的数据,类似数据库中的行(Row),文档都是JSON格式 |
Column | Field | 字段(Field),就是JSON文档中的字段,类似数据库中的列(Column) |
Schema | Mapping | Mapping(映射)是索引中文档的约束,例如字段类型约束。类似数据库的表结构(Schema) |
SQL | DSL | DSL是elasticsearch提供的JSON风格的请求语句,用来操作elasticsearch,实现CRUD |
两者各自有自己的擅长领域:
Mysql:擅长事务类型操作,可以确保数据的安全和一致性
Elasticsearch:擅长海量数据的搜索、分析、计算
在企业中,往往是两者结合使用:
因为我们还需要部署kibana容器,因此需要让es和kibana容器互联。这里先创建一个网络:
docker network create es-net
这里我们采用elasticsearch的7.12.1版本的镜像,这个镜像体积非常大,接近1G。不建议大家自己pull。
运行docker命令,部署单点es:
docker run -d \
--name es \
-e "ES_JAVA_OPTS=-Xms512m -Xmx512m" \
-e "discovery.type=single-node" \
-v es-data:/usr/share/elasticsearch/data \
-v es-plugins:/usr/share/elasticsearch/plugins \
--privileged \
--network es-net \
-p 9200:9200 \
-p 9300:9300 \
elasticsearch:7.12.1
命令解释:
-e "cluster.name=es-docker-cluster"
:设置集群名称-e "http.host=0.0.0.0"
:监听的地址,可以外网访问-e "ES_JAVA_OPTS=-Xms512m -Xmx512m"
:内存大小-e "discovery.type=single-node"
:非集群模式-v es-data:/usr/share/elasticsearch/data
:挂载逻辑卷,绑定es的数据目录-v es-logs:/usr/share/elasticsearch/logs
:挂载逻辑卷,绑定es的日志目录-v es-plugins:/usr/share/elasticsearch/plugins
:挂载逻辑卷,绑定es的插件目录--privileged
:授予逻辑卷访问权--network es-net
:加入一个名为es-net的网络中-p 9200:9200
:端口映射配置在浏览器中输入:虚拟机ip:9200 即可看到elasticsearch的响应结果:
{
"name": "d10812fe001d",
"cluster_name": "docker-cluster",
"cluster_uuid": "1a0v1NyzSomhalPLEUi8GQ",
"version": {
"number": "7.12.1",
"build_flavor": "default",
"build_type": "docker",
"build_hash": "3186837139b9c6b6d23c3200870651f10d3343b7",
"build_date": "2021-04-20T20:56:39.040728659Z",
"build_snapshot": false,
"lucene_version": "8.8.0",
"minimum_wire_compatibility_version": "6.8.0",
"minimum_index_compatibility_version": "6.0.0-beta1"
},
"tagline": "You Know, for Search"
}
kibana可以给我们提供一个elasticsearch的可视化界面,便于我们学习。
运行docker命令,部署kibana
docker run -d \
--name kibana \
-e ELASTICSEARCH_HOSTS=http://es:9200 \
--network=es-net \
-p 5601:5601 \
kibana:7.12.1
--network es-net
:加入一个名为es-net的网络中,与elasticsearch在同一个网络中-e ELASTICSEARCH_HOSTS=http://es:9200"
:设置elasticsearch的地址,因为kibana已经与elasticsearch在一个网络,因此可以用容器名直接访问elasticsearch-p 5601:5601
:端口映射配置kibana启动一般比较慢,需要多等待一会,可以通过命令:
docker logs -f kibana
查看运行日志,当查看到下面的日志,说明成功:
此时,在浏览器输入地址访问:虚拟机ip:5601,即可看到结果
kibana中提供了一个DevTools界面:
这个界面中可以编写DSL来操作elasticsearch。并且对DSL语句有自动补全功能。
可以看到默认分词器对中文很不友好
# 进入容器内部
docker exec -it elasticsearch /bin/bash
# 在线下载并安装
./bin/elasticsearch-plugin install https://github.com/medcl/elasticsearch-analysis-ik/releases/download/v7.12.1/elasticsearch-analysis-ik-7.12.1.zip
#退出
exit
#重启容器
docker restart elasticsearch
查看数据卷目录
安装插件需要知道elasticsearch的plugins目录位置,而我们用了数据卷挂载,因此需要查看elasticsearch的数据卷目录,通过下面命令查看:
docker volume inspect es-plugins
显示结果:
[
{
"CreatedAt": "2022-05-06T10:06:34+08:00",
"Driver": "local",
"Labels": null,
"Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/es-plugins/_data",
"Name": "es-plugins",
"Options": null,
"Scope": "local"
}
]
说明plugins目录被挂载到了:/var/lib/docker/volumes/es-plugins/_data
这个目录中。
安装包解压
下面我们需要把ik分词器解压缩,重命名为ik
上传到es容器的插件数据卷中
也就是/var/lib/docker/volumes/es-plugins/_data
:
重启容器
# 4、重启容器
docker restart es
# 查看es日志
docker logs -f es
测试:
IK分词器包含两种模式:
随着互联网的发展,“造词运动”也越发的频繁。出现了很多新的词语,在原有的词汇列表中并不存在。比如:“奥力给”,“传智播客” 等。
所以我们的词汇也需要不断的更新,IK分词器提供了扩展词汇的功能。
1)打开IK分词器config目录:
2)在IKAnalyzer.cfg.xml配置文件内容添加:
DOCTYPE properties SYSTEM "http://java.sun.com/dtd/properties.dtd">
<properties>
<comment>IK Analyzer 扩展配置comment>
<entry key="ext_dict">ext.dicentry>
properties>
3)新建一个 ext.dic,可以参考config目录下复制一个配置文件进行修改
虚动智能
奥力给
4)重启elasticsearch
docker restart es
索引库就类似数据库表,mapping映射就类似表的结构。
我们要向es中存储数据,必须先创建“库”和“表”。
mapping是对索引库中文档的约束,常见的mapping属性包括:
例如下面的json文档:
{
"age": 21,
"weight": 52.1,
"isMarried": false,
"info": "天生万物以养人,人无一物以还天",
"email": "[email protected]",
"score": [99.1, 99.5, 98.9],
"name": {
"firstName": "献忠",
"lastName": "张"
}
}
对应的每个字段映射(mapping):
PUT /fate
{
"mappings": {
"properties": {
"info":{
"type": "text",
"analyzer": "ik_smart"
},
"email":{
"type": "keyword",
"index": false
},
"name":{
"type": "object",
"properties": {
"firstName":{
"type":"keyword"
},
"lastName":{
"type":"keyword"
}
}
}
}
}
}
基本语法:
请求方式:GET
请求路径:/索引库名
请求参数:无
格式:
GET /索引库名
倒排索引结构虽然不复杂,但是一旦数据结构改变(比如改变了分词器),就需要重新创建倒排索引,这简直是灾难。因此索引库一旦创建,无法修改mapping。
虽然无法修改mapping中已有的字段,但是却允许添加新的字段到mapping中,因为不会对倒排索引产生影响。
PUT /索引库名 /_mapping
{
"properties": {
"新字段名":{
"type": "integer"
}
}
}
可以看见,增加了新的字段
语法:
格式:
DELETE /索引库名
POST /索引库名/_doc/文档id
{
"字段1": "值1",
"字段2": "值2",
"字段3": {
"子属性1": "值3",
"子属性2": "值4"
},
// ...
}
示例:
POST /fate/_doc/12
{
"age":1,
"email":"[email protected]",
"info":"天生万物以养人,人无一物以还天",
"name":{
"firstName":"献忠",
"lastName":"张"
}
}
根据rest风格,新增是post,查询应该是get,不过查询一般都需要条件,这里我们把文档id带上。
语法:
GET /{索引库名称}/_doc/{id}
示例:
GET /fate/_doc/12
结果:
{
"_index" : "fate",
"_type" : "_doc",
"_id" : "12",
"_version" : 1,
"_seq_no" : 0,
"_primary_term" : 1,
"found" : true,
"_source" : {
"age" : 1,
"email" : "[email protected]",
"info" : "天生万物以养人,人无一物以还天",
"name" : {
"firstName" : "献忠",
"lastName" : "张"
}
}
}
删除使用DELETE请求,同样,需要根据id进行删除:
语法:
DELETE /{索引库名}/_doc/id值
示例:
DELETE /fate/_doc/12
结果:
{
"_index" : "fate",
"_type" : "_doc",
"_id" : "12",
"_version" : 2,
"result" : "deleted",
"_shards" : {
"total" : 2,
"successful" : 1,
"failed" : 0
},
"_seq_no" : 1,
"_primary_term" : 1
}
修改有两种方式:
全量修改是覆盖原来的文档,其本质是:
注意:如果根据id删除时,id不存在,第二步的新增也会执行,也就从修改变成了新增操作了。
语法:
PUT /{索引库名}/_doc/文档id
{
"字段1": "值1",
"字段2": "值2",
// ... 略
}
示例:
PUT /fate/_doc/12
{
"age":1,
"email":"[email protected]",
"info":"太哈人了",
"name":{
"firstName":"献忠",
"lastName":"张"
}
}
增量修改是只修改指定id匹配的文档中的部分字段。
语法:
POST /{索引库名}/_update/文档id
{
"doc": {
"字段名": "新的值",
}
}
实例:
post /fate/_update/12
{
"doc":{
"email":"[email protected]"
}
}
文档操作:
我们以酒店数据作为案例
数据库结构如下:
CREATE TABLE `tb_hotel` (
`id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '酒店id',
`name` varchar(255) NOT NULL COMMENT '酒店名称;例:7天酒店',
`address` varchar(255) NOT NULL COMMENT '酒店地址;例:航头路',
`price` int(10) NOT NULL COMMENT '酒店价格;例:329',
`score` int(2) NOT NULL COMMENT '酒店评分;例:45,就是4.5分',
`brand` varchar(32) NOT NULL COMMENT '酒店品牌;例:如家',
`city` varchar(32) NOT NULL COMMENT '所在城市;例:上海',
`star_name` varchar(16) DEFAULT NULL COMMENT '酒店星级,从低到高分别是:1星到5星,1钻到5钻',
`business` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '商圈;例:虹桥',
`latitude` varchar(32) NOT NULL COMMENT '纬度;例:31.2497',
`longitude` varchar(32) NOT NULL COMMENT '经度;例:120.3925',
`pic` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '酒店图片;例:/img/1.jpg',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
创建索引库,最关键的是mapping映射,而mapping映射要考虑的信息包括:
其中:
由此我们可以得到酒店数据的索引库结构
PUT /hotel
{
"mappings":{
"properties":{
"id":{
"type":"keyword"
},
"name":{
"type":"text",
"analyzer":"ik_max_word"
},
"address":{
"type":"keyword",
"index":false
},
"price":{
"type":"integer"
},
"score":{
"type":"integer"
},
"brand":{
"type":"keyword",
"copy_to":"all"
},
"city":{
"type":"keyword",
"copy_to":"all"
},
"star_name":{
"type":"keyword"
},
"business":{
"type":"keyword",
"copy_to":"all"
},
"location":{
"type":"geo_point"
},
"pic":{
"type":"keyword",
"index":false
},
"all":{
"type":"text",
"analyzer":"ik_max_word"
}
}
}
}
几个特殊字段说明:
es中支持两种地理坐标数据类型
字段拷贝可以使用copy_to属性将当前字段拷贝到指定字段
在elasticsearch提供的API中,与elasticsearch一切交互都封装在一个名为RestHighLevelClient的类中,必须先完成这个对象的初始化,建立与elasticsearch的连接。
分为三步:
<dependency>
<groupId>org.elasticsearch.clientgroupId>
<artifactId>elasticsearch-rest-high-level-clientartifactId>
dependency>
<properties>
<java.version>1.8java.version>
<elasticsearch.version>7.12.1elasticsearch.version>
properties>
RestHighLevelClient client=new RestHighLevelClient(RestClient.builder(HttpHost.create("http://192.168.150.129:9200")));
import org.apache.http.HttpHost;
import org.elasticsearch.client.RestClient;
import org.elasticsearch.client.RestHighLevelClient;
import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import java.io.IOException;
public class HotelIndexTest {
private RestHighLevelClient client;
@BeforeEach
void setUp(){
this.client=new RestHighLevelClient(RestClient.builder(HttpHost.create("http://192.168.150.129:9200")));
}
@AfterEach
void tearDown(){
try {
this.client.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Test
void test1(){
System.out.println(client);
}
}
final static String MAPPINGS="{\n" +
" \"mappings\":{\n" +
" \"properties\":{\n" +
" \"id\":{\n" +
" \"type\":\"keyword\"\n" +
" },\n" +
" \"name\":{\n" +
" \"type\":\"text\",\n" +
" \"analyzer\":\"ik_max_word\"\n" +
" },\n" +
" \"address\":{\n" +
" \"type\":\"keyword\",\n" +
" \"index\":false\n" +
" },\n" +
" \"price\":{\n" +
" \"type\":\"integer\"\n" +
" },\n" +
" \"score\":{\n" +
" \"type\":\"integer\"\n" +
" },\n" +
" \"brand\":{\n" +
" \"type\":\"keyword\",\n" +
" \"copy_to\":\"all\"\n" +
" },\n" +
" \"city\":{\n" +
" \"type\":\"keyword\",\n" +
" \"copy_to\":\"all\"\n" +
" },\n" +
" \"star_name\":{\n" +
" \"type\":\"keyword\"\n" +
" },\n" +
" \"business\":{\n" +
" \"type\":\"keyword\",\n" +
" \"copy_to\":\"all\"\n" +
" },\n" +
" \"location\":{\n" +
" \"type\":\"geo_point\"\n" +
" },\n" +
" \"pic\":{\n" +
" \"type\":\"keyword\",\n" +
" \"index\":false\n" +
" },\n" +
" \"all\":{\n" +
" \"type\":\"text\",\n" +
" \"analyzer\":\"ik_max_word\"\n" +
" }\n" +
" }\n" +
" }\n" +
"}\n";
@Test
void testCreateHotelIndex() throws IOException {
//创建Request对象
CreateIndexRequest indexRequest = new CreateIndexRequest("hotel");
//请求参数,传入创建的DSL语句
indexRequest.source(MAPPINGS, XContentType.JSON);
//发起请求
client.indices().create(indexRequest, RequestOptions.DEFAULT);
}
代码分为三步:
删除索引库的DSL语句非常简单:
DELETE /hotel
与创建索引库相比:
所以代码的差异,注意体现在Request对象上。依然是三步走:
在hotel-demo中的HotelIndexTest测试类中,编写单元测试,实现删除索引:
@Test
void testDeleteHotelIndex() throws IOException {
// 1.创建Request对象
DeleteIndexRequest request = new DeleteIndexRequest("hotel");
// 2.发送请求
client.indices().delete(request, RequestOptions.DEFAULT);
}
判断索引库是否存在,本质就是查询,对应的DSL是:
GET /hotel
因此与删除的Java代码流程是类似的。依然是三步走:
@Test
void testExistsHotelIndex() throws IOException {
// 1.创建Request对象
GetIndexRequest request = new GetIndexRequest("hotel");
// 2.发送请求
boolean exists = client.indices().exists(request, RequestOptions.DEFAULT);
// 3.输出
System.err.println(exists ? "索引库已经存在!" : "索引库不存在!");
}
@Test
void addTest() throws IOException {
//1.获取hotel对象
Hotel hotel = iHotelService.getById(60916L);
//2.转换json
String jsonString = JSON.toJSONString(new HotelDoc(hotel));
//3.创建请求对象
IndexRequest request = new IndexRequest("hotel").id(""+hotel.getId());
//4.请求参数
request.source(jsonString,XContentType.JSON);
//5.发送请求
client.index(request,RequestOptions.DEFAULT);
}
可以看到与创建索引库类似,同样是三步走:
变化的地方在于,这里直接使用client.xxx()的API,不再需要client.indices()了。
查询的DSL语句如下:
GET /hotel/_doc/{id}
非常简单,因此代码大概分两步:
@Test
void getTest() throws IOException {
GetRequest request = new GetRequest("hotel", "60916");
GetResponse response = client.get(request, RequestOptions.DEFAULT);
String json = response.getSourceAsString();
System.out.println(json);
}
可以看到,结果是一个JSON,其中文档放在一个_source
属性中,因此解析就是拿到_source
,反序列化为Java对象即可。
与之前类似,也是三步走:
删除的DSL为是这样的:
DELETE /hotel/_doc/{id}
与查询相比,仅仅是请求方式从DELETE变成GET,可以想象Java代码应该依然是三步走:
@Test
void testDeleteDocument() throws IOException {
DeleteRequest request = new DeleteRequest("hotel", "61083");
client.delete(request, RequestOptions.DEFAULT);
}
修改我们讲过两种方式:
但是在RestClient的API中,全量修改与新增的API完全一致,判断依据是ID:
与之前类似,也是三步走:
@Test
void testUpdateDocument() throws IOException {
// 1.准备Request
UpdateRequest request = new UpdateRequest("hotel", "60916");
// 2.准备请求参数
request.doc(
"price", "952",
"starName", "四钻"
);
// 3.发送请求
client.update(request, RequestOptions.DEFAULT);
}
批量处理BulkRequest,其本质就是将多个普通的CRUD请求组合在一起发送。
其中提供了一个add方法,用来添加其他请求:
可以看到,能添加的请求包括:
因此Bulk中添加了多个IndexRequest,就是批量新增功能了
@Test
void bulkTest() throws IOException {
List<Hotel> hotelList = iHotelService.list();
BulkRequest request=new BulkRequest();
hotelList.forEach(hotel -> {
request.add(new IndexRequest("hotel")
.id(""+hotel.getId())
.source(JSON.toJSONString(new HotelDoc(hotel)),XContentType.JSON));
});
client.bulk(request, RequestOptions.DEFAULT);
}
其实还是三步走:
文档操作的基本步骤: