2020-05-12

序号分页方式说明性能优点缺点场景

 From/SizeES默认分页查询方式低1)使用方便,符合SQL思想

2)不强制连续,可以跳页查询

3)数据实时更新

1)深度分页性能较差

2)最大数据记录数受max_result_window限制,ES默认为10000(控制深度分页)

1)数据量比较小,允许容忍深度分页问题

2)实时查询(UI分页)


 Scroll1)获取游标scroll_id,生成历史快照

2)根据上页scroll_id,获取下页的数据

3)查询完成之后需要通过scroll_id清理历史快照

中可解决深度分页问题1)无法反应数据的实时性(快照版本)

2)强制连续查询,不允许跳页

3)需维护scroll_id,因为有数据快照,所以会占用大量资源

非实时查询场景

1)Job类批量处理数据

2)海量数据的导出

 Sliced ScrollEach scroll is independent and can be processed in parallel like any scroll request.(ES5.0+)   

 Search After官方给出的实时分页查询建议(ES5.0+)高1)性能最好

2)可解决深度分页问题

3)可以反映数据的实时变更

1)实现复杂,需要有一个全局唯一的字段

2)强制连续查询,不允许跳页

3)每一次查询都需要上次查询的结果(维护前一页最后元素的id),连续分页的实现会比较复杂

实时查询场景

1)海量数据的UI分页


一、from+size

1.1 from+size原理

from+size是ES默认的分页查询方式,但是在深度分页的情况下,该方式效率很低,分析如下:

假如ES集群存在6个分片,from+size=100,size=10,则会根据排序规则从6个分片中取回from+size(100)条数据数据,然后汇总(即600条数据),最后从这600条中选择第90~100条数据。

假如from+size=1W,则汇总数据为6W条,如果分片数量更多呢?

注意:页面越大、分页越深,待排序的数据量越大,效率越低!!!

1.2 max_window_size

基于ES的from/size进行常规分页操作时,存在max_window_size限制,默认是10000。

因此,当from + size > 10000时,会有如下报错:

RemoteTransportException[[set-xr-eagle-travel-travelcommones-test01][10.48.169.154:8042][indices:data/read/search[phase/query]]]; nested: QueryPhaseExecutionException[Result window is too large, from + size must be less than or equal to: [10000] but was [11720]. See the scroll api for a more efficient way to request large data sets. This limit can be set by changing the [index.max_result_window] index level setting.]; }{[WCUhQV_yRgmXeGZT-UNkJw][detail_project][1]:

临时解决方案是:增大分页深度限制(index.max_result_window)到10W,但是随着数据量越来越大、深度分页的场景越来越复杂时,如何解决这种问题呢?


二、scroll

2.1 scroll原理

为了满足深度分页的场景,ES提供了scroll滚屏搜索(类似于SQL中的游标) 方式进行分页读取。

针对某次查询生成一个游标 scroll_id(每次只能获取一页的内容),后续的查询只需要根据这个游标去查询数据(不断地获取下一页的内容),直到结果集中返回的 hits 字段为空,就表示遍历结束。

scroll_id的生成:可理解为建立了一个临时的历史快照,在此之后的增删改查等操作不会影响到这个快照的结果。

注意:

1)滚动上下文是昂贵的,并不建议将其用于实时用户请求,建议使用scroll来获取ES中的全量数据。

2)scroll并不适用于跳页情景!

2.2 scroll分页读取过程

1)先获取第一个scroll_id,url参数包括/index/_type/和scroll,scroll字段指定了scroll_id 的有效生存期(以分钟为单位),过期之后会被ES自动清理。

如果文档不需要特定排序,可以指定按照文档创建的时间返回会使迭代更高效。

2)后续的文档读取上一次查询返回的scroll_id 来不断的取下一页,如果srcoll_id 的生存期很长,那么每次返回的 scroll_id 都是一样的,直到该 scroll_id 过期,才会返回一个新的 scroll_id。

请求指定的 scroll_id 时就不需要 /index/_type 等信息了。

每读取一页都会重新设置 scroll_id 的生存时间,所以这个时间只需要满足读取当前页就可以,不需要满足读取所有的数据的时间,1分钟足以。

3)所有文档获取完毕之后,需要手动清理掉 scroll_id 。

虽然ES会有自动清理机制,但是 srcoll_id 的存在会耗费大量的资源来保存一份当前查询结果集映像,并且会占用文件描述符,因此用完之后要及时清理。

使用ES提供的 CLEAR_API 来删除指定的 scroll_id 。

2.3 scroll-scan

当 scroll 的文档不需要排序时,ES为了提高检索的效率,在 2.0 版本提供了 scroll + scan 的方式。

随后又在 2.1.0 版本去掉了 scan 的使用,直接将该优化合入了 scroll 中。

由于moa 线上的ES版本是2.3 的,所以只简单提一下。使用的 scan 的方式是指定 search_type=scan 



三、search after

3.1 search after原理

上述的 scroll search 的方式,官方的建议并不是用于实时的请求,因为每一个 scroll_id 不仅会占用大量的资源(特别是排序的请求),而且是生成的历史快照,对于数据的变更不会反映到快照上。这种方式往往用于非实时处理大量数据的情况,例如进行数据迁移、或索引变更等。

那么,在实时情况下,如何处理深度分页的问题呢?ES给出了search_afte 的方式(ES5.0+)。

search_after是一种假分页方式,是根据上一页的最后一条数据来确定下一页的位置,同时在分页请求的过程中,如果有索引数据的增删改查,这些变更也会实时的反映到游标上。

为了找到每一页最后一条数据,每个文档必须有一个全局唯一值(与moa内存中使用rbtree 分页的原理一样),官方推荐使用 _uid 作为全局唯一值,其实使用业务层的 id 也可以。

3.2 scroll分页读取过程

1)第一页的请求和正常的请求一样

2)第二页的请求,使用第一页返回结果的最后一个数据的值,加上 search_after 字段来取下一页。注意:使用 search_after 的时候要将 from 置为 0 或 -1。

总结:search_after 适用于深度分页+ 排序,因为每一页的数据依赖于上一页最后一条数据,所以无法跳页请求

另外,返回的始终是最新的数据,在分页过程中数据的位置可能会有变更。

这种分页方式更加符合moa的业务场景。


四、附录

官方文档:

https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/5.5/search-request-from-size.html

https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/search-request-body.html#request-body-search-scroll

https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/search-request-body.html#request-body-search-search-after

参考博客:

ES深度分页问题

ElasticSearch 深度分页解决方案

ElasticSearch深度分页问题

https://blog.csdn.net/chedan666/article/details/83109228

https://blog.csdn.net/weixin_33881140/article/details/93473130

https://www.cnblogs.com/hello-shf/p/11543453.html

https://km.sankuai.com/page/15385509?searchid=264380959

https://blog.csdn.net/weixin_39800144/article/details/80501606

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