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简介

Elasticsearch 是一款稳定高效的分布式搜索和分析引擎，它的底层基于 Lucene，并提供了友好的 RESTful API 来对数据进行操作，还有比较重要的一点是， Elasticsearch 开箱即可用，上手也比较容易。
目前 Elasticsearch 在搭建企业级搜索（如日志搜索、商品搜索等）平台中很广泛，官网也提供了不少案例，比如：

* GitHub 使用 Elasticsearch 检索超过 800 万的代码库
* eBay 使用 Elasticsearch 搜索海量的商品数据
* Netflix 使用 Elasticsearch 来实现高效的消息传递系统

本文主要介绍 Elasticsearch 的基本概念及入门使用。

安装

在安装 Elasticsearch 之前，请确保你的计算机已经安装了 Java。目前 Elasticsearch 的最新版是 5.2，需要安装 Java 8，如果你用的是老版本的 Elasticsearch，如 2.x 版，可用 Java 7，但还是推荐使用 Java 8。

可以使用如下的命令检查 Java 的版本：

$ java -version

接着，下载最新版本的 Elasticsearch，可使用 wget 下载，如下：

$ wget https://artifacts.elastic.co/downloads/elasticsearch/elasticsearch-5.2.2.tar.gz

Windows 用户也可以下载 .zip 格式的安装包。

下载完后进行解压：

$ tar -zxvf elasticsearch-5.2.2.tar.gz

运行

首先，Elasticsearch不允许通过root管理员运行，所以我们要新建一个非管理员用户。

1. useradd yourname ：新建账户
2. passwd yourname ：设置密码
3. su yourname：切换到新建账户

然后，我们进入到刚刚解压出来的目录中：

$ cd elasticsearch-5.2.2

接着，使用如下命令启动 Elasticsearch：

$ bin/elasticsearch -d

此时，如果正常的话，你可以在终端看到类似如下的输出：

[2018-08-19T23:25:09,961][INFO ][o.e.n.Node               ] [] initializing ...
[2018-08-19T23:25:10,073][INFO ][o.e.e.NodeEnvironment    ] [yO11WLM] using [1] data paths, mounts [[/ (/dev/disk0s2)]], net usable_space [141.1gb], net total_space [232.9gb], spins? [unknown], types [hfs]
[2018-08-19T23:25:10,074][INFO ][o.e.e.NodeEnvironment    ] [yO11WLM] heap size [1.9gb], compressed ordinary object pointers [true]
[2018-08-19T23:25:10,095][INFO ][o.e.n.Node               ] node name [yO11WLM] derived from node ID [yO11WLMOQDuAOpZbYZYjzw]; set [node.name] to override
[2018-08-19T23:25:10,100][INFO ][o.e.n.Node               ] version[5.2.2], pid[7607], build[db0d481/2017-02-09T22:05:32.386Z], OS[Mac OS X/10.11.5/x86_64], JVM[Oracle Corporation/Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM/1.8.0_102/25.102-b14]
[2018-08-19T23:25:11,363][INFO ][o.e.p.PluginsService     ] [yO11WLM] loaded module [aggs-matrix-stats]
...

上面的命令是在前台运行的，如果想在后台以守护进程模式运行，可以加 -d 参数。
Elasticsearch 启动后，也启动了两个端口 9200 和 9300：

9200 端口：HTTP RESTful 接口的通讯端口
9300 端口：TCP 通讯端口，用于集群间节点通信和与 Java 客户端通信的端口

现在，让我们做一些测试。在浏览器访问链接 http://localhost:9200/ ，或使用 curl 命令：

$ curl 'http://localhost:9200/?pretty'

我们可以看到类似如下的输出：

{
  "name" : "yO11WLM",
  "cluster_name" : "elasticsearch",
  "cluster_uuid" : "yC8BGwzlSnu_zGbKL918Xg",
  "version" : {
    "number" : "5.2.1",
    "build_hash" : "db0d481",
    "build_date" : "2017-02-09T22:05:32.386Z",
    "build_snapshot" : false,
    "lucene_version" : "6.4.1"
  },
  "tagline" : "You Know, for Search"
}

概念

在进一步使用 Elasticsearch 之前，让我们先了解几个关键概念。

在逻辑层面：

• Index (索引)：这里的 Index 是名词，一个 Index 就像是传统关系数据库的 Database，它是 Elasticsearch 用来存储数据的逻辑区域
• Document (文档)：Elasticsearch 使用 JSON 文档来表示一个对象，就像是关系数据库中一个 Table 中的一行数据
• Type (类型)：文档归属于一种 Type，就像是关系数据库中的一个 Table。(目前官方不推荐使用)
• Field (字段)：每个文档包含多个字段，类似关系数据库中一个 Table 的列

我们用一个表格来做类比，如下：

在物理层面：

• Node (节点)：node 是一个运行着的 Elasticsearch 实例，一个 node 就是一个单独的 server
• Cluster (集群)：cluster 是多个 node 的集合
• Shard (分片)：数据分片，一个 index 可能会存在于多个 shard

使用

接下来，我们看看如何建立索引、创建文档等，就好比在 MySQL 中进行诸如创建数据库，插入数据等操作。

添加文档

下面，我们将创建一个存储电影信息的 Document：

• Index 的名称为 movie
• Type 为 adventure
• Document 有两个字段：name 和 actors

我们使用 Elasticsearch 提供的 RESTful API 来执行上述操作，如图所示：

1.png

• 用 url 表示一个资源，比如 /movie/adventure/1 就表示一个 index 为 movie，type 为 adventure，id 为 1 的 document
• 用 http 方法操作资源，如使用 GET 获取资源，使用 POST、PUT 新增或更新资源，使用 DELETE 删除资源等

我们可以使用 curl 命令来执行上述操作：

$ curl -i -X PUT "localhost:9200/movie/adventure/1" -d '{"name": "Life of Pi", "actors": ["Suraj", "Irrfan"]}'

不过，本文推荐使用 httpie，类似 curl，但比 curl 更好用，将上面的命令换成 httpie，如下：

$ http put :9200/movie/adventure/1 name="Life of Pi" actors:='["Suraj", "Irrfan"]'

上面的命令结果如下：

HTTP/1.1 201 Created
Location: /movie/adventure/1
content-encoding: gzip
content-type: application/json; charset=UTF-8
transfer-encoding: chunked

{
    "_id": "1",
    "_index": "movie",
    "_shards": {
        "failed": 0,
        "successful": 1,
        "total": 2
    },
    "_type": "adventure",
    "_version": 1,
    "created": true,
    "result": "created"
}

可以看到，我们已经成功创建了一个 _index 为 movie，_type 为 adventure，_id 为 1 的文档。

我们通过 GET 请求来查看这个文档的信息：

$ http :9200/movie/adventure/1

结果如下：

HTTP/1.1 200 OK
content-encoding: gzip
content-type: application/json; charset=UTF-8
transfer-encoding: chunked

{
    "_id": "1",
    "_index": "movie",
    "_source": {
        "actors": [
            "Suraj",
            "Irrfan"
        ],
        "name": "Life of Pi"
    },
    "_type": "adventure",
    "_version": 1,
    "found": true
}

可以看到，原始的文档数据存在了 _source 字段中。

如果我们的数据没有 id，也可以让 Elasticsearch 自动为我们生成，此时要使用 POST 请求，形式如下：

POST /movie/adventure/
{
    "name": "Life of Pi"
}

更新整个文档

当我们使用 PUT 方法指明文档的 _index, _type 和 _id时，如果 _id 已存在，则新文档会替换旧文档，此时文档的 _version 会增加 1，并且 _created 字段为 false。比如：

$ http put :9200/movie/adventure/1 name="Life of Pi"

结果如下：

HTTP/1.1 200 OK
content-encoding: gzip
content-type: application/json; charset=UTF-8
transfer-encoding: chunked

{
    "_id": "1",
    "_index": "movie",
    "_shards": {
        "failed": 0,
        "successful": 1,
        "total": 2
    },
    "_type": "adventure",
    "_version": 2,
    "created": false,
    "result": "updated"
}

使用 GET 请求查看新文档的数据：

$ http :9200/movie/adventure/1

结果如下：

HTTP/1.1 200 OK
content-encoding: gzip
content-type: application/json; charset=UTF-8
transfer-encoding: chunked

{
    "_id": "1",
    "_index": "movie",
    "_source": {
        "name": "Life of Pi"
    },
    "_type": "adventure",
    "_version": 2,
    "found": true
}

可以看到，actors 这个字段已经不存在了，文档的 _version 变成了 2。
因此，为了避免在误操作的情况下，原文档被替换，我们可以使用 _create 这个 API，表示只在文档不存在的情况下才创建新文档（返回 201 Created），如果文档存在则不做任何操作（返回 409 Conflict），命令如下：

$ http put :9200/movie/adventure/1/_create name="Life of Pi"

由于文档 id 存在，会返回 409 Conflict。

局部更新

在有些情况下，我们只想更新文档的局部，而不是整个文档，这时我们可以使用 _update 这个 API。

现在，待更新的文档信息如下：

{
    "_id": "1",
    "_index": "movie",
    "_source": {
        "name": "Life of Pi"
    },
    "_type": "adventure",
    "_version": 2,
    "found": true
}

最简单的 update 请求接受一个局部文档参数 doc，它会合并到现有文档中：将对象合并在一起，存在的标量字段被覆盖，新字段被添加。

形式如下：

POST /movie/adventure/1/_update
{
   "doc": {
      "name": "life of pi"
   }
}

由于有嵌套字段，我们可以这样使用 http（这里需要注意使用 POST 方法）：

$ echo '{"doc": {"actors": ["Suraj", "Irrfan"]}}' | http post :9200/movie/adventure/1/_update

上面的命令中，我们添加了一个新的字段：actors，结果如下：

HTTP/1.1 200 OK
content-encoding: gzip
content-type: application/json; charset=UTF-8
transfer-encoding: chunked

{
    "_id": "1",
    "_index": "movie",
    "_shards": {
        "failed": 0,
        "successful": 1,
        "total": 2
    },
    "_type": "adventure",
    "_version": 3,
    "result": "updated"
}

可以看到，_version 增加了 1，result 的结果是 updated。

检索文档

检索某个文档

要检索某个文档很简单，我们只需使用 GET 请求并指出文档的 index, type, id 就可以了，比如：

$ http :9200/movie/adventure/1/

响应内容会包含文档的元信息，文档的原始数据存在 _source 字段中。

我们也可以直接检索出文档的 _source 字段，如下：

$ http :9200/movie/adventure/1/_source

检索所有文档

我们可以使用 _search 这个 API 检索出所有的文档，命令如下：

$ http :9200/movie/adventure/_search

返回结果如下：

{
    "_shards": {
        "failed": 0,
        "successful": 5,
        "total": 5
    },
    "hits": {
        "hits": [
            {
                "_id": "1",
                "_index": "movie",
                "_score": 1.0,
                "_source": {
                    "actors": [
                        "Suraj",
                        "Irrfan"
                    ],
                    "name": "Life of Pi"
                },
                "_type": "adventure"
            }
        ],
        "max_score": 1.0,
        "total": 1
    },
    "timed_out": false,
    "took": 299
}

可以看到，hits 这个 object 包含了 hits 数组，total 等字段，其中，hits 数组包含了所有的文档，这里只有一个文档，total 表明了文档的数量，默认情况下会返回前 10 个结果。我们也可以设定 From/Size 参数来获取某一范围的文档，可参考这里，比如：

$ http :9200/movie/adventure/_search?from=1&size=5

当不指定 from 和 size 时，会使用默认值，其中 from 的默认值是 0，size 的默认值是 10。

检索某些字段

有时候，我们只需检索文档的个别字段，这时可以使用 _source 参数，多个字段可以使用逗号分隔，如下所示：

$ http :9200/movie/adventure/1?_source=name
$ http :9200/movie/adventure/1?_source=name,actors

query string 搜索

query string 搜索以 q=field:value 的形式进行查询，比如查询 name 字段含有 life 的电影：

$ http :9200/movie/adventure/_search?q=name:life

DSL 搜索

上面的 query string 搜索比较轻量级，只适用于简单的场合。Elasticsearch 提供了更为强大的 DSL（Domain Specific Language）查询语言，适用于复杂的搜索场景，比如全文搜索。我们可以将上面的 query string 搜索转换为 DSL 搜索，如下：

GET /movie/adventure/_search
{
    "query" : {
        "match" : {
            "name" : "life"
        }
    }
}

如果使用 httpie，可以这样：

$ echo '{"query": {"match": {"name": "life"}}}' | http get :9200/movie/adventure/_search

如果使用 curl，可以这样：

$ curl -X GET "127.0.0.1:9200/movie/adventure/_search" -d '{"query": {"match": {"name": "life"}}}'

文档是否存在

使用 HEAD 方法查看文档是否存在：

$ http head :9200/movie/adventure/1

如果文档存在则返回 200，否则返回 404。

删除文档

$ http delete :9200/movie/adventure/1

小结

• Elasticsearch 通过简单的 RESTful API 来隐藏 Lucene 的复杂性，从而让全文搜索变得简单
• 在创建文档时，我们可以用 POST 方法指定将文档添加到某个 _index/_type 下，来让 Elasticsearch自动生成唯一的 _id；而用 PUT 方法指定将文档的 _index/_type/_id

参考资料

• Elasticsearch Reference
• Elasticsearch 权威指南