Elasticsearch介绍与简单的使用

Elasticsearch 是一个分布式、RESTful 风格的搜索和数据分析引擎。

ES 介绍

玩“飞花令”游戏时，让游戏参与者说出带“月”字的诗句，我们可以去百度输入“带月字的古诗”，百度就会返回相关的信息。

ES 也是一个类似的搜索引擎，它的作用就是从海量的数据中找到我们所关心的问题，如：

带月字的古诗？
24 小时内带 connection lost 关键字的日志？
某个产品包含卡顿关键字的用户评论？

ES 也能处理数据聚合的问题，如：

包含卡顿关键字的用户评论的数量？
7天内接口调用的平均耗时，最小耗时，最大耗时？

ES 实现快速查询的关键就是倒排索引。

正向索引与倒排索引

如果我们需要查找带月的古诗，首先我们要有数据。

如我们提供两首李白的古诗：

《静夜思》

床前明月光，疑是地上霜。举头望明月，低头思故乡。

《玉阶怨》唐·李白

玉阶生白露，夜久侵罗袜。却下水晶帘，玲珑望秋月。

对于一般的数据库，我们常常会把诗名作为索引的键，内容作为值。

这种情况下如果我们查询“静夜思”对应的内容是非常快的。

但是查询带月的诗就慢得多，需要先找到所有诗的内容，然后找其中是否有月。想要快速查询，可以建立一个以“月”为键，诗名为值的索引。

key	value
床	静夜思
前	静夜思
明	静夜思
月	静夜思玉阶怨

如果我们查找带月的古诗就能快速找到“静夜思玉阶怨” ，然后再根据正向索引就能找到内容。

以内容作为键的索引就叫做倒排索引，也叫反向索引。

搜索引擎的核心就是建立倒排索引。

ES 系统

ES 是基于 Apache Lucene ，Lucene 可以看是一个建立倒排索引的库。ES 基于 Lucence 封装，实现了分布式的搜索引擎，并且所有的操作都提供 rest api。

ES中的重要概念

在使用 ES 之前，需要先了解以下 ES 中的几个重要概念。

索引库 indices

索引库类似与 mysql 中库（database）的概念，indices 是 index 的复数，意思是有许多索引。

文档 Document

文档就是存入索引中的原始数据，每一条信息就是一个文档。ES 中的文档格式都是 json，每个文档都是一个 json 对象。

字段 field

文档中的属性，一个文档中可以有多个属性，如：

{
    "user_name": "123",
    "user_password": "111"
}

上面这个文档包括 user_name 和 user_password 。

字段数据类型

每个字段都有它的数据类型，如 string 类型，boolean 类型。类型指示字段的数据类型及索引动作对字段的操作。

例如一个字符串可以为 text 类型，也可以为 keyword 类型。text 类型是为了全文搜索， keyword 类型是为了索引和排序。在创建字段时需要根据用途选择类型。

所有的数据类型：https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/mapping-types.html

映射 Mapping

映射是定义文档及其包含的字段如何存储和索引的过程。

文档中的每个字段都有它们的数据类型，Mapping 可以定义字段的类型及其它的一些属性。

如：

{
  "mappings": {
    "properties": {
      "user_name": {
        "type":  "keyword"
      }
    }
  }
}

上面的 mapping 定义了属性 user_name 的类型为 keyword 。

索引模板 Index Template

索引模块定义了索引的相关设置（setting）和映射（Mapping），当创建一个新的索引时直接应用模板快速创建。

搜索

搜索就是将我们的问题以 ES 能够理解的方式向 ES 发出请求，ES 会返回对应的数据，如：

找出所有带月的诗句

查询 DSL

一个搜索可以分解成多个查询，要想 ES 能够理解查询请求，就得用 ES 的查询 DSL。

比如下面的查询意思就是 verse 字段中有月的数据

{
  "query": {
    "match": {
      "verse": "月"
    }
  }
}

聚合 Aggregations

聚合操作可以将 ES 中的数据进行统计或度量，如：

网站的平均加载时间
带月的古诗的数量

这里只是简单介绍，更多的内容可以看官方文档：https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/index.html

ES 实战

ES 是一个比较复杂的分布式系统，但是我们可以在自己的PC上体验它的功能。

安装 ES

官方文档：https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/install-elasticsearch.html

Windows 就是下载一个压缩包，解压后执行 .\bin\elasticsearch.bat 启动 ES。

ES 服务的默认端口为 9200 ，ES 启动后就可以用 rest api 使用 ES。

创建索引

下面创建一个索引来保存古诗。

PUT http://127.0.0.1:9200/poetry
Content-Type: application/json
{
    "mappings":
    {
        "properties":
        {
            "poetry_name" : { "type" : "keyword" },
            "poetry_content" : { "type" : "text" }
        }
    }
}

{
  "acknowledged": true,
  "shards_acknowledged": true,
  "index": "poetry"
}
// PUT http://127.0.0.1:9200/poetry
// HTTP/1.1 200 OK
// X-elastic-product: Elasticsearch
// Warning: 299 Elasticsearch-7.15.0-79d65f6e357953a5b3cbcc5e2c7c21073d89aa29 "Elasticsearch built-in security features are not enabled. Without authentication, your cluster could be accessible to anyone. See https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/7.15/security-minimal-setup.html to enable security."
// content-type: application/json; charset=UTF-8
// content-length: 73
// Request duration: 0.267371s

它有两个字段，poetry_name 表示诗名，类型为 keyword，poetry_content 表示诗内容，类型为 text 。

增加文档

一个文档即一条记录，下面向索引中添加文档

POST http://127.0.0.1:9200/poetry/_doc/
Content-Type: application/json
{
    "poetry_name" : "静夜思",
    "poetry_content" : "床前明月光，疑是地上霜。举头望明月，低头思故乡。"
}

{
  "_index": "poetry",
  "_type": "_doc",
  "_id": "GzyMfnwBkpjcizGoE2rW",
  "_version": 1,
  "result": "created",
  "_shards": {
    "total": 2,
    "successful": 1,
    "failed": 0
  },
  "_seq_no": 0,
  "_primary_term": 1
}
// POST http://127.0.0.1:9200/poetry/_doc/
// HTTP/1.1 201 Created
// Location: /poetry/_doc/GzyMfnwBkpjcizGoE2rW
// X-elastic-product: Elasticsearch
// Warning: 299 Elasticsearch-7.15.0-79d65f6e357953a5b3cbcc5e2c7c21073d89aa29 "Elasticsearch built-in security features are not enabled. Without authentication, your cluster could be accessible to anyone. See https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/7.15/security-minimal-setup.html to enable security."
// content-type: application/json; charset=UTF-8
// content-length: 173
// Request duration: 0.010882s

POST http://127.0.0.1:9200/poetry/_doc/
Content-Type: application/json
{
    "poetry_name" : "玉阶怨",
    "poetry_content" : "玉阶生白露，夜久侵罗袜。却下水晶帘，玲珑望秋月。"
}

{
  "_index": "poetry",
  "_type": "_doc",
  "_id": "HDyMfnwBkpjcizGoPmpr",
  "_version": 1,
  "result": "created",
  "_shards": {
    "total": 2,
    "successful": 1,
    "failed": 0
  },
  "_seq_no": 1,
  "_primary_term": 1
}
// POST http://127.0.0.1:9200/poetry/_doc/
// HTTP/1.1 201 Created
// Location: /poetry/_doc/HDyMfnwBkpjcizGoPmpr
// X-elastic-product: Elasticsearch
// Warning: 299 Elasticsearch-7.15.0-79d65f6e357953a5b3cbcc5e2c7c21073d89aa29 "Elasticsearch built-in security features are not enabled. Without authentication, your cluster could be accessible to anyone. See https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/7.15/security-minimal-setup.html to enable security."
// content-type: application/json; charset=UTF-8
// content-length: 173
// Request duration: 0.010298s

查询带月的诗

GET http://127.0.0.1:9200/poetry/_search/
Content-Type: application/json
{
    "query" :
    {
        "term" :
        {
            "poetry_content" :
            {
                "value" : "月"
            }
        }
    }
}

{
  "took": 156,
  "timed_out": false,
  "_shards": {
    "total": 1,
    "successful": 1,
    "skipped": 0,
    "failed": 0
  },
  "hits": {
    "total": {
      "value": 2,
      "relation": "eq"
    },
    "max_score": 0.25069216,
    "hits": [
      {
        "_index": "poetry",
        "_type": "_doc",
        "_id": "GzyMfnwBkpjcizGoE2rW",
        "_score": 0.25069216,
        "_source": {
          "poetry_name": "静夜思",
          "poetry_content": "床前明月光，疑是地上霜。举头望明月，低头思故乡。"
        }
      },
      {
        "_index": "poetry",
        "_type": "_doc",
        "_id": "HDyMfnwBkpjcizGoPmpr",
        "_score": 0.18232156,
        "_source": {
          "poetry_name": "玉阶怨",
          "poetry_content": "玉阶生白露，夜久侵罗袜。却下水晶帘，玲珑望秋月。"
        }
      }
    ]
  }
}
// GET http://127.0.0.1:9200/poetry/_search/
// HTTP/1.1 200 OK
// X-elastic-product: Elasticsearch
// Warning: 299 Elasticsearch-7.15.0-79d65f6e357953a5b3cbcc5e2c7c21073d89aa29 "Elasticsearch built-in security features are not enabled. Without authentication, your cluster could be accessible to anyone. See https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/7.15/security-minimal-setup.html to enable security."
// content-type: application/json; charset=UTF-8
// content-length: 625
// Request duration: 0.161839s

带月的诗的数量

GET http://127.0.0.1:9200/poetry/_count/
Content-Type: application/json
{
    "query" :
    {
        "term" :
        {
            "poetry_content" :
            {
                "value" : "月"
            }
        }
    }
}

{
  "count": 2,
  "_shards": {
    "total": 1,
    "successful": 1,
    "skipped": 0,
    "failed": 0
  }
}
// GET http://127.0.0.1:9200/poetry/_count/
// HTTP/1.1 200 OK
// X-elastic-product: Elasticsearch
// Warning: 299 Elasticsearch-7.15.0-79d65f6e357953a5b3cbcc5e2c7c21073d89aa29 "Elasticsearch built-in security features are not enabled. Without authentication, your cluster could be accessible to anyone. See https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/7.15/security-minimal-setup.html to enable security."
// content-type: application/json; charset=UTF-8
// content-length: 71
// Request duration: 0.006464s

参考链接：

https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/index.html

https://zhuanlan.zhihu.com/p/62892586