ElasticSearch系列（六）springboot中使用QueryBuilders、NativeSearchQuery实现复杂查询

本文继续前面文章《ElasticSearch系列（二）springboot中集成使用ElasticSearch的Demo》，在前文中，我们介绍了使用springdata做一些简单查询，但是要实现一些高级的组合等查询，还是需要使用ES的一些原生方法。

本文介绍一些高级查询用法。需要看环境搭建的，先直接看前文。

数据准备：
es中事先插入了20多条数据，用于测试，然后title和content使用了ik_smart分词：

一、ElasticsearchRestTemplate

ElasticsearchRestTemplate是Spring封装ES客户端的一些原生api模板，方便实现一些查询，和ElasticsearchTemplate一样，但是目前spring推荐使用前者，是一种更高级的REST风格api。

废话不多说，先上一个demo，

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class EsArticleControllerTest {
    @Autowired
    private ElasticsearchRestTemplate elasticsearchRestTemplate;

    @Test
    public void test1() {
        NativeSearchQuery nativeSearchQuery = new NativeSearchQueryBuilder()
                //查询条件
                .withQuery(QueryBuilders.queryStringQuery("浦东开发开放").defaultField("title"))
                //分页
                .withPageable(PageRequest.of(0, 5))
                //排序
                .withSort(SortBuilders.fieldSort("id").order(SortOrder.DESC))
                //高亮字段显示
                .withHighlightFields(new HighlightBuilder.Field("浦东"))
                .build();
        List<ArticleEntity> articleEntities = elasticsearchRestTemplate.queryForList(nativeSearchQuery, ArticleEntity.class);
        articleEntities.forEach(item -> System.out.println(item.toString()));
    }
}

这个方法是根据指定的title模糊查询一个列表，其中用到了几个关键类，说明一下：

• elasticsearchRestTemplate.queryForList是查询一个列表，用的就是ElasticsearchRestTemplate的一个对象实例；
• NativeSearchQuery ：是springdata中的查询条件；
• NativeSearchQueryBuilder ：用于建造一个NativeSearchQuery查询对象；
• QueryBuilders ：设置查询条件，是ES中的类；
• SortBuilders ：设置排序条件；
• HighlightBuilder ：设置高亮显示；

下面分类具体介绍下。

二、NativeSearchQuery

这是一个原生的查询条件类，用来和ES的一些原生查询方法进行搭配，实现一些比较复杂的查询。

下面是NativeSearchQuery的一些内部属性，基本上都是ES的一些内部对象：

	//查询条件，查询的时候，会考虑关键词的匹配度，并按照分值进行排序
	private QueryBuilder query;
	//查询条件，查询的时候，不考虑匹配程度以及排序这些事情
	private QueryBuilder filter;
	//排序条件的builder
	private List<SortBuilder> sorts;
	private final List<ScriptField> scriptFields = new ArrayList<>();
	private CollapseBuilder collapseBuilder;
	private List<FacetRequest> facets;
	private List<AbstractAggregationBuilder> aggregations;
	//高亮显示的builder
	private HighlightBuilder highlightBuilder;
	private HighlightBuilder.Field[] highlightFields;
	private List<IndexBoost> indicesBoost;

上述属性的值，就像demo的写的，通过NativeSearchQueryBuilder进行构建即可，最终作为elasticsearchRestTemplate的查询条件入参。

三、QueryBuilders

QueryBuilders是ES中的查询条件构造器。下面结合一些具体的查询场景，分析其常用方法。

ES中已经有title为 “总裁关心浦东开发开放” 的数据；

ik_smart分词结果：

{
    "tokens": [
        {
            "token": "总裁",
            "start_offset": 3,
            "end_offset": 6,
            "type": "CN_WORD",
            "position": 1
        },
        {
            "token": "关心",
            "start_offset": 6,
            "end_offset": 8,
            "type": "CN_WORD",
            "position": 2
        },
        {
            "token": "浦东",
            "start_offset": 8,
            "end_offset": 10,
            "type": "CN_WORD",
            "position": 3
        },
        {
            "token": "开发",
            "start_offset": 10,
            "end_offset": 12,
            "type": "CN_WORD",
            "position": 4
        },
        {
            "token": "开放",
            "start_offset": 12,
            "end_offset": 14,
            "type": "CN_WORD",
            "position": 5
        }
    ]
}

3.1精确查询

精确，指的是查询关键字（或者关键字分词后），必须与目标分词结果完全匹配。

1.指定字符串作为关键词查询，关键词支持分词

//查询title字段中，包含 ”开发”、“开放" 这个字符串的document；相当于把"浦东开发开放"分词了，再查询；
QueryBuilders.queryStringQuery("开发开放").defaultField("title");
//不指定feild，查询范围为所有feild
QueryBuilders.queryStringQuery("青春");
//指定多个feild
QueryBuilders.queryStringQuery("青春").field("title").field("content");

2.以关键字“开发开放”，关键字不支持分词

QueryBuilders.termQuery("title", "开发开放")
QueryBuilders.termsQuery("fieldName", "fieldlValue1","fieldlValue2...")

3.以关键字“开发开放”，关键字支持分词

QueryBuilders.matchQuery("title", "开发开放")
QueryBuilders.multiMatchQuery("fieldlValue", "fieldName1", "fieldName2", "fieldName3")

3.2 模糊查询

模糊，是指查询关键字与目标关键字可以模糊匹配。

1.左右模糊查询，其中fuzziness的参数作用是在查询时，es动态的将查询关键词前后增加或者删除一个词，然后进行匹配

QueryBuilders.fuzzyQuery("title", "开发开放").fuzziness(Fuzziness.ONE)

2.前缀查询，查询title中以“开发开放”为前缀的document；

QueryBuilders.prefixQuery("title", "开发开放")

3.通配符查询，支持*和？，？表示单个字符；注意不建议将通配符作为前缀，否则导致查询很慢

QueryBuilders.wildcardQuery("title", "开*放")
QueryBuilders.wildcardQuery("title", "开？放")

注意，
在分词的情况下，针对fuzzyQuery、prefixQuery、wildcardQuery不支持分词查询，即使有这种doucment数据，也不一定能查出来，因为分词后，不一定有“开发开放”这个词；

查询总结：

查询关键词	开发开放	放	开
queryStringQuery	查询目标中含有开发、开放、开发开放的	无	无
matchQuery	同queryStringQuery	无	无
termQuery	无结果，因为它不支持分词	无	无
prefixQuery	无结果，因为它不支持分词	无	有，目标分词中以”开“开头的
fuzzyQuery	无结果，但是与fuzziness参数有关系	无	无
wildcardQuery	开发开放*无结果	开*，有	放*，无

3.3 范围查询

//闭区间查询
QueryBuilders.rangeQuery("fieldName").from("fieldValue1").to("fieldValue2");
//开区间查询，默认是true，也就是包含
QueryBuilders.rangeQuery("fieldName").from("fieldValue1").to("fieldValue2").includeUpper(false).includeLower(false);
//大于
QueryBuilders.rangeQuery("fieldName").gt("fieldValue");
//大于等于
QueryBuilders.rangeQuery("fieldName").gte("fieldValue");
//小于
QueryBuilders.rangeQuery("fieldName").lt("fieldValue");
//小于等于
QueryBuilders.rangeQuery("fieldName").lte("fieldValue");

3.4 多个关键字组合查询boolQuery()

QueryBuilders.boolQuery()
QueryBuilders.boolQuery().must();//文档必须完全匹配条件，相当于and
QueryBuilders.boolQuery().mustNot();//文档必须不匹配条件，相当于not
QueryBuilders.boolQuery().should();//至少满足一个条件，这个文档就符合should，相当于or

具体demo如下：

public void testBoolQuery() {
   NativeSearchQuery nativeSearchQuery = new NativeSearchQueryBuilder()
            .withQuery(QueryBuilders.boolQuery()
                    .should(QueryBuilders.termQuery("title", "开发"))
                    .should(QueryBuilders.termQuery("title", "青春"))
                    .mustNot(QueryBuilders.termQuery("title", "潮头"))
            )
            .withSort(SortBuilders.fieldSort("id").order(SortOrder.DESC))
            .withPageable(PageRequest.of(0, 50))
            .build();
    List<ArticleEntity> articleEntities = elasticsearchRestTemplate.queryForList(nativeSearchQuery, ArticleEntity.class);
    articleEntities.forEach(item -> System.out.println(item.toString()));
}

以上是查询title分词中，包含“开发”或者“青春”，但不能包含“潮头”的document；
也可以多个must组合。

四、SortBuilders排序

上述demo中，我们使用了排序条件：

//按照id字段降序
.withSort(SortBuilders.fieldSort("id").order(SortOrder.DESC))

注意排序时，有个坑，就是在以id排序时，比如降序，结果可能并不是我们想要的。因为根据id排序，es实际上会根据_id进行排序，但是_id是string类型的，排序后的结果会与整型不一致。

建议：
在创建es的索引mapping时，将es的id和业务的id分开，比如业务id叫做myId：

@Id
@Field(type = FieldType.Long, store = true)
private Long myId;

@Field(type = FieldType.Text, store = true, analyzer = "ik_smart")
private String title;

@Field(type = FieldType.Text, store = true, analyzer = "ik_smart")
private String content;

这样，后续排序可以使用myId进行排序。

五、分页

使用如下方式分页：

@Test
public void testPage() {
    NativeSearchQuery nativeSearchQuery = new NativeSearchQueryBuilder()
            .withQuery(QueryBuilders.matchQuery("title", "青春"))
            .withSort(SortBuilders.fieldSort("myId").order(SortOrder.DESC))
            .withPageable(PageRequest.of(0, 50))
            .build();
    AggregatedPage<ArticleEntity> page = elasticsearchRestTemplate.queryForPage(nativeSearchQuery, ArticleEntity.class);
    List<ArticleEntity> articleEntities = page.getContent();
    articleEntities.forEach(item -> System.out.println(item.toString()));
}

注意，如果不指定分页参数，es默认只显示10条。

六、高亮显示

查询title字段中的关键字，并高亮显示：

@Test
public void test() {
    String preTag = "";
    String postTag = "";
    NativeSearchQuery nativeSearchQuery = new NativeSearchQueryBuilder()
            .withQuery(QueryBuilders.matchQuery("title", "开发"))
            .withPageable(PageRequest.of(0, 50))
            .withSort(SortBuilders.fieldSort("id").order(SortOrder.DESC))
            .withHighlightFields(new HighlightBuilder.Field("title").preTags(preTag).postTags(postTag))
            .build();

    AggregatedPage<ArticleEntity> page = elasticsearchRestTemplate.queryForPage(nativeSearchQuery, ArticleEntity.class,
            new SearchResultMapper() {
                @Override
                public <T> AggregatedPage<T> mapResults(SearchResponse response, Class<T> clazz, Pageable pageable) {
                    List<ArticleEntity> chunk = new ArrayList<>();
                    for (SearchHit searchHit : response.getHits()) {
                        if (response.getHits().getHits().length <= 0) {
                            return null;
                        }
                        ArticleEntity article = new ArticleEntity();
                        article.setMyId(Long.valueOf(searchHit.getSourceAsMap().get("id").toString()));
                        article.setContent(searchHit.getSourceAsMap().get("content").toString());
                        HighlightField title = searchHit.getHighlightFields().get("title");
                        if (title != null) {
                            article.setTitle(title.fragments()[0].toString());
                        }
                        chunk.add(article);
                    }
                    if (chunk.size() > 0) {
                        return new AggregatedPageImpl<>((List<T>) chunk);
                    }
                    return null;
                }

                @Override
                public <T> T mapSearchHit(SearchHit searchHit, Class<T> type) {
                    return null;
                }
            });


    List<ArticleEntity> articleEntities = page.getContent();
    articleEntities.forEach(item -> System.out.println(item.toString()));
}

结果：

 title=勇立潮头——总裁关心浦东开发开放40, content=外交部：望