Kibana顶部的那个输入框你知道怎么用吗？

用过 Kibana 的同学应该都注意过其顶部的搜索框，像下图这样。

image

这个输入框接受符合 query string 语法的查询语句。在日常开发中我们常用的都是 elastic query dsl(domain specific language)，都是 json 格式的，像下面这个简单的查询语句。

{
    "query":{
        "match":{
            "name":"elastic"
        }
    }
}

这个查询如果用 query string 来表示的话，如下所示：

name:elastic

看起来是不是简洁了很多呢？对于 kibana 这种 UI 界面，输入越是简单，越是接近自然语言，对于用户也就越是友好，所以 kibana 的搜索框默认选择了 query string 的搜索语法。虽然 query string 展示起来简洁了很多，但是要用好却没有那么简单，如果不好好阅读官方文档并做实验，那你会吃不少苦头。下面我就来帮大家扫清障碍。

注解：

如果非要用 query dsl 的话，kibana 也是支持的，你只需要把 query 中的内容放到搜索框中就可以了，比如上面的查询语句，你只要放下面的内容就可以查询了。

{    
    "match":{    
        "name":"elastic"
    }
}

由来

elasticsearch 的 query string 其实就是 lucene 的 query language。elasticsearch 本身就是构建于 lucene 之上的，它支持 lucene 的 query language 也是很简单的事情。那这个 query language 是怎么来的呢？根据 lucene 文档中介绍，虽然 lucene 已经提供了构建查询条件的 API，但对于人类直接使用而言不够友好和自然，所以 lucene 提供了这样一种接近自然语言的查询语言，方便人工输入和记忆查询条件。lucene 不鼓励在代码中直接使用 query language，因为它还要经过一层 query parser 的转换，有性能损耗，另外 query language 也只覆盖了一部分查询 API，并不完备。

基本概念

这里先讲解两个术语： single term 和 phrase。前者是指单个词(分词后的最小单位)，后者指短语。举例来说，word、sun 这些都是 single term，而用双引号包裹起来 “word sun“ 就成了 phrase 。所以这两者的区别在于 phrase 是由 term 组成的，包裹在双引号中。而 phrase 中的词在匹配是有顺序要求的，这也就是 elasticsearch 中 match query 和 match phrase query 的区别之一。

接下来再看一个术语：field，也就是字段。我们在使用 query dsl 来写搜索条件时，都会指明是要在哪一个 field 上做匹配。同理，在 query string 中也可以做到只匹配指定的 field，用法是将 字段名称: 放到查询内容前面即可，比如 name:tom。当不指定 field 时，会使用默认的 field，默认配置为 _all字段，这个是可以自己指定的(index.query.default_field)。关于 _all 字段，可以简单理解为所有文档字段的拼接结果，这里就不展开讲了。比如下面这个查询语句就是查询 name 为 tom 的所有文档。

name:tom

如果不写 name: ，只写 tom，那么相当于执行 _all:tom 这个查询。

另外* field* 是有作用域的，只对紧跟其后的 term 生效。

name:"Tom Lee"

上面这是一个 phrase 查询，查询匹配 Tom Lee 的所有文档。

name:Tom Lee

上面这个查询实际等效于

name:Tom OR _all:Lee

这也是在实际使用中很多人容易踩坑的地方，使用的过程中要切记，否则查询出的结果肯定不会如你预期的那样。

如果你想对一个 field 指定复杂的查询条件，那么可以使用括号将查询条件包起来用(field grouping)。比如下面的这个语句：

name:(tom lee)

等价于

name:(tom OR lee)

查询 name 为 tom 或者 lee的所有文档。

另外括号不仅可以作用在 field 上，还可以作用在外层的逻辑处理中。比如下面这种查询组合也是支持的（大家先忽略还没有讲到的操作符）。

(name:tom && age:10)||city:(shanghai beijing)

有心的读者可能会发现为什么 && 的语句还要加括号呢，它的优先级不是比 || 高吗？我 也是这么认为的，但动手测试后发现貌似 lucene 没有实现这个优先级的解析，所以大家使用的时候注意括号的使用。

下面再讲一下布尔操作符，大家对这个应该很熟悉了，比如 AND、OR、NOT等。这里要注意的一点是：query string 中的布尔操作符必须大写。如果小写，比如 and、or、not，query解析器会把他们当做普通 term 解析。比如下面这个语句：

name:tom and age:10

上面的查询实际对应下面的语句：

name:tom OR _all:and OR age:10

爱思考的同学看到上面的解释应该就有疑问了。

“这个 OR 是从哪里来的呢？”

这个 OR 是默认的布尔操作符，当多个查询条件之间没有指定布尔关系时，就会使用 OR。

另外可以用 && 和 ||* 分别代替 AND 和 OR，使得查询语句更简洁易懂。

NOT 就是非操作，简写符号为 !。用法如下:

name:(tom NOT lee)

查询 name 为 tom，但不是 lee 的所有文档。

除去 AND、OR、NOT ，query string 还支持 + 和 -，分别对应 must 和 must not 的含义。

name:(tom +lee -alfred)

上面的语句查询 name 中 含有 lee，不含有 alfred，但可能含有 tom 的所有文档。

大家可以想一下如果用 AND、OR、NOT 来重写上面的语句是什么样子呢？

name:((lee && !alfred) || (tom && lee && !alfred))

你是不是发现 + 和 - 的好处了？

查询功能

讲完基础概念，我们再来看看 query string 支持的几个查询功能。

范围查询 range search

数字、日期类型等都是可以指定范围的，对于这类可以使用范围查询，闭区间用[]，开区间用{}。举几个例子大家一看就明白了。

age:[1 TO 10] 意为 1<=age<=10
age:[1 TO 10} 意为 1<=age<10
age:[1 TO ] 意为 age>=1
age:[* TO 10] 意为 age<=10

日期也是一样的用法，只要将数字替换为 2017-01-01 即可。

如果你觉得这样写太麻烦了，那可以使用简略写法，如下：

age:(>=1 && <=10) 或者 age:(+>=1 +<=10)
age:(>=1 && <10) 或者 age:(+>=1 +<10)
age:>=1
age:<=10

通配符查询 wildcard search

大家对于通配符应该都不陌生，有 ? 和 * 两个，前者代表一个字符，后者代表0或多个字符。

name:t?m
name:tom*
name:t*m

上面的使用方式都可以，但是不能把 ? 和 *** 放在最前面，因为这会导致 elasticsearch 将所有的分词都比对一遍，效率低下。

通配符查询的效率很低，也会占用较多的内存（因为要把所有符合条件的分词进行比对），建议大家谨慎使用。

正则查询 regular expressionsearch

正则查询如同字面意义所讲的，支持正则表达式进行匹配。

name:/[mb]oat/

但这里并不支持所有的正则语法，使用的时候要注意查看官方文档说明。另外正则查询的内存压力也很大，要谨慎使用。

模糊查询 fuzzy search

所谓模糊查询是指允许搜索和匹配的词(term)之间有差异，比如搜索 surprize，可以匹配到surprise。

name:roam~

上面的语句会匹配到 foam 和 roams，波浪号后面可以指定一个 0~2 的浮点值，用以表示模糊度，我在实际使用中用的不多，就不展开来讲了。

近似度查询 proximity search

所谓近似度查询是指在一个短语(phrase)中，词(term)与词之间距离的匹配。

name:"tom lee"~2

匹配时允许 tom 和 lee 之间有 2 个词的距离，笔者用的也不多，所以不班门弄斧了。

提升查询权重 boosting term

查询时如果想改变某个查询条件的权重，可以使用 ^ 来实现。

name:(tom^4 lee)

上面的查询表示，当 name 中包含 tom 时，其权重是 lee 的4倍，这就意味着相应得分也会高，排序也会靠前。

特殊字符过滤

query string 本身已经占据了一些关键字，如下

+ - && || ! ( ) { } [ ] ^ " ~ * ? : \ /

当遇到这些关键词时，需要使用 \ 做转义，比如如果你要搜索 (1+1):2，那么查询条件需要写成\(1\+1\)\:2。

总结

至此，query string就讲完了，大家可以去愉快地和 kibana 玩耍了，遇到问题时欢迎和笔者我讨论哦~

参考文档

1. https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/query-dsl-query-string-query.html#query-string-syntax

2. https://www.timroes.de/2016/05/29/elasticsearch-kibana-queries-in-depth-tutorial/

3. http://lucene.apache.org/core/6_4_0/queryparser/org/apache/lucene/queryparser/classic/package-summary.html#package.description

4. http://www.lucenetutorial.com/lucene-query-syntax.html