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十二、深入聚合数据分析

12.1 bucket与metric两个核心概念

bucket:就是对数据进行分组,类似MySQL中的group

metric:对一个数据分组执行的统计;metric就是对一个bucket执行的某种聚合分析的操作,比如说求平均值,求最大值,求最小值

12.2 家电卖场案例以及统计哪种颜色电视销量最高

以一个家电卖场中的电视销售数据为背景,来对各种品牌,各种颜色的电视的销量和销售额,进行各种各样角度的分析

初始化数据

PUT /tvs
{
    "mappings": {
        "properties": {
            "price": {
                "type": "long"
            },
            "color": {
                "type": "keyword"
            },
            "brand": {
                "type": "keyword"
            },
            "sold_date": {
                "type": "date"
            }
        }
    }
}

添加数据

POST /tvs/_bulk
{ "index": {}}
{ "price" : 1000, "color" : "红色", "brand" : "长虹", "sold_date" : "2019-10-28" }
{ "index": {}}
{ "price" : 2000, "color" : "红色", "brand" : "长虹", "sold_date" : "2019-11-05" }
{ "index": {}}
{ "price" : 3000, "color" : "绿色", "brand" : "小米", "sold_date" : "2019-05-18" }
{ "index": {}}
{ "price" : 1500, "color" : "蓝色", "brand" : "TCL", "sold_date" : "2019-07-02" }
{ "index": {}}
{ "price" : 1200, "color" : "绿色", "brand" : "TCL", "sold_date" : "2019-08-19" }
{ "index": {}}
{ "price" : 2000, "color" : "红色", "brand" : "长虹", "sold_date" : "2019-11-05" }
{ "index": {}}
{ "price" : 8000, "color" : "红色", "brand" : "三星", "sold_date" : "2020-01-01" }
{ "index": {}}
{ "price" : 2500, "color" : "蓝色", "brand" : "小米", "sold_date" : "2020-02-12" }

统计哪种颜色的电视销量最高

GET /tvs/_search
{
    "size" : 0,
    "aggs" : { 
        "popular_colors" : { 
            "terms" : { 
              "field" : "color"
            }
        }
    }
}

size:只获取聚合结果,而不要执行聚合的原始数据
aggs:固定语法,要对一份数据执行分组聚合操作
popular_colors:就是对每个aggs,都要起一个名字,这个名字是随机的,你随便取什么都ok
terms:根据字段的值进行分组
field:根据指定的字段的值进行分组

返回结果说明:

  • hits.hits:我们指定了size是0,所以hits.hits就是空的,否则会把执行聚合的那些原始数据给你返回回来
  • aggregations:聚合结果
  • popular_color:我们指定的某个聚合的名称
  • buckets:根据我们指定的field划分出的buckets
  • key:每个bucket对应的那个值
  • doc_count:这个bucket分组内,有多少个数据
  • 数量,其实就是这种颜色的销量

每种颜色对应的bucket中的数据的默认的排序规则:按照doc_count降序排序

12.3 实战bucket+metric:统计每种颜色电视平均价格

GET /tvs/_search
{
   "size" : 0,
   "aggs": {
      "colors": {
         "terms": {
            "field": "color"
         },
         "aggs": { 
            "avg_price": { 
               "avg": {
                  "field": "price" 
               }
            }
         }
      }
   }
}    

12.4 bucket嵌套实现颜色+品牌的多层下钻分析

统计每个颜色的平均价格,同时统计每个颜色下每个品牌的平均价格

GET /tvs/_search 
{
  "size": 0,
  "aggs": {
    "group_by_color": {
      "terms": {
        "field": "color"
      },
      "aggs": {
        "color_avg_price": {
          "avg": {
            "field": "price"
          }
        },
        "group_by_brand": {
          "terms": {
            "field": "brand"
          },
          "aggs": {
            "brand_avg_price": {
              "avg": {
                "field": "price"
              }
            }
          }
        }
      }
    }
  }
}

这里需要知道的是es是根据语句顺序执行的,就像人去读取执行一样。

12.5 掌握更多metrics:统计每种颜色电视最大最小价格

更多的metric

count:bucket,terms,自动就会有一个doc_count,就相当于是count
avg:avg aggs,求平均值
max:求一个bucket内,指定field值最大的那个数据
min:求一个bucket内,指定field值最小的那个数据
sum:求一个bucket内,指定field值的总和



GET /tvs/_search
{
   "size" : 0,
   "aggs": {
      "colors": {
         "terms": {
            "field": "color"
         },
         "aggs": {
            "avg_price": { "avg": { "field": "price" } },
            "min_price" : { "min": { "field": "price"} }, 
            "max_price" : { "max": { "field": "price"} },
            "sum_price" : { "sum": { "field": "price" } } 
         }
      }
   }
}

12.6 实战histogram按价格区间统计电视销量和销售额

histogram:类似于terms,也是进行bucket分组操作,接收一个field,按照这个field的值的各个范围区间,进行bucket分组操作;比如:

"histogram":{ 
  "field": "price",
  "interval": 2000
},

interval:2000,划分范围,02000,20004000,40006000,60008000,8000~10000分组

根据price的值,比如2500,看落在哪个区间内,比如20004000,此时就会将这条数据放入20004000对应的那个bucket中

bucket划分的方法,terms,将field值相同的数据划分到一个bucket中;bucket有了之后,去对每个bucket执行avg,count,sum,max,min,等各种metric聚合分析操作

GET /tvs/_search
{
   "size" : 0,
   "aggs":{
      "price":{
         "histogram":{ 
            "field": "price",
            "interval": 2000
         },
         "aggs":{
            "revenue": {
               "sum": { 
                 "field" : "price"
               }
             }
         }
      }
   }
}

12.7 实战date histogram之统计每月电视销量

  • histogram,按照某个值指定的interval划分;
  • date histogram,按照我们指定的某个date类型的日期field,以及日期interval,按照一定的日期间隔,去划分;
GET /tvs/_search
{
   "size" : 0,
   "aggs": {
      "sales": {
         "date_histogram": {
            "field": "sold_date",
            "interval": "month", 
            "format": "yyyy-MM-dd",
            "min_doc_count" : 0, 
            "extended_bounds" : { 
                "min" : "2019-01-01",
                "max" : "2020-12-31"
            }
         }
      }
   }
}

min_doc_count:即使某个日期interval,2019-01-01~2019-01-31中,一条数据都没有,那么这个区间也是要返回的,不然默认是会过滤掉这个区间的

extended_bounds:min,max:划分bucket的时候,会限定在这个起始日期,和截止日期内

12.8 下钻分析之统计每季度每个品牌的销售额

GET /tvs/_search
{
  "size": 0,
  "aggs": {
    "group_by_sold_date": {
      "date_histogram": {
        "field": "sold_date",
        "interval": "quarter",
        "format": "yyyy-MM-dd",
        "min_doc_count": 0,
        "extended_bounds": {
          "min": "2016-01-01",
          "max": "2017-12-31"
        }
      },
      "aggs": {
        "group_by_brand": {
          "terms": {
            "field": "brand"
          },
          "aggs": {
            "sum_price": {
              "sum": {
                "field": "price"
              }
            }
          }
        },
        "total_sum_price": {
          "sum": {
            "field": "price"
          }
        }
      }
    }
  }
}

12.9 搜索+聚合:统计指定品牌下每个颜色的销量

GET /tvs/_search 
{
  "size": 0,
  "query": {
    "term": {
      "brand": {
        "value": "小米"
      }
    }
  },
  "aggs": {
    "group_by_color": {
      "terms": {
        "field": "color"
      }
    }
  }
}

es的任何的聚合,都必须在搜索出来的结果数据中进行聚合分析操作。

12.10 global bucket:单个品牌与所有品牌销量对比

一个聚合操作,必须在query的搜索结果范围内执行

上面的需求需要出来两个结果,一个结果,是基于query搜索结果来聚合的; 一个结果,是对所有数据执行聚合的

GET /tvs/_search 
{
  "size": 0, 
  "query": {
    "term": {
      "brand": {
        "value": "长虹"
      }
    }
  },
  "aggs": {
    "single_brand_avg_price": {
      "avg": {
        "field": "price"
      }
    },
    "all": {
      "global": {},
      "aggs": {
        "all_brand_avg_price": {
          "avg": {
            "field": "price"
          }
        }
      }
    }
  }
}

global:就是global bucket,就是将所有数据纳入聚合的scope,而不管之前的query

12.11 过滤+聚合:统计价格大于1200的电视平均价格

搜索+聚合
过滤+聚合

GET /tvs/_search 
{
  "size": 0,
  "query": {
    "constant_score": {
      "filter": {
        "range": {
          "price": {
            "gte": 1200
          }
        }
      }
    }
  },
  "aggs": {
    "avg_price": {
      "avg": {
        "field": "price"
      }
    }
  }
}

12.12 bucket filter:统计牌品最近一个月的平均价格

GET /tvs/_search 
{
  "size": 0,
  "query": {
    "term": {
      "brand": {
        "value": "长虹"
      }
    }
  },
  "aggs": {
    "recent_150d": {
      "filter": {
        "range": {
          "sold_date": {
            "gte": "now-150d"
          }
        }
      },
      "aggs": {
        "recent_150d_avg_price": {
          "avg": {
            "field": "price"
          }
        }
      }
    },
    "recent_140d": {
      "filter": {
        "range": {
          "sold_date": {
            "gte": "now-140d"
          }
        }
      },
      "aggs": {
        "recent_140d_avg_price": {
          "avg": {
            "field": "price"
          }
        }
      }
    },
    "recent_130d": {
      "filter": {
        "range": {
          "sold_date": {
            "gte": "now-130d"
          }
        }
      },
      "aggs": {
        "recent_130d_avg_price": {
          "avg": {
            "field": "price"
          }
        }
      }
    }
  }
}

bucket filter:对不同的bucket下的aggs,进行filter

12.13 排序:按每种颜色的平均销售额降序排序

默认排序,是按照每个bucket的doc_count降序来排的

GET /tvs/_search 
{
  "size": 0,
  "aggs": {
    "group_by_color": {
      "terms": {
        "field": "color"
      },
      "aggs": {
        "avg_price": {
          "avg": {
            "field": "price"
          }
        }
      }
    }
  }
}

指定排序规则

GET /tvs/_search 
{
  "size": 0,
  "aggs": {
    "group_by_color": {
      "terms": {
        "field": "color",
        "order": {
          "avg_price": "asc"
        }
      },
      "aggs": {
        "avg_price": {
          "avg": {
            "field": "price"
          }
        }
      }
    }
  }
}

12.14 颜色+品牌下钻分析时按最深层metric进行排序

GET /tvs/_search 
{
  "size": 0,
  "aggs": {
    "group_by_color": {
      "terms": {
        "field": "color"},
      "aggs": {
        "group_by_brand": {
          "terms": {
            "field": "brand",
            "order": {
              "avg_price": "desc"
            }
          },
          "aggs": {
            "avg_price": {
              "avg": {
                "field": "price"
              }
            }
          }
        }
      }
    }
  }
}

12.15 易并行聚合算法,三角选择原则,近似聚合算法

易并行聚合算法:max

有些聚合分析的算法,是很容易就可以并行的,比如说max,只需要各个节点单独求最大,然后将结果返回再求最大值即可。

有些聚合分析的算法,是不好并行的,比如count(distinct),并不是在每个node上,直接就去重求和就可以的,因为数据可能会很多,同时各个节点之间也有重复数据的情况;

因此为提高性能es会采取近似聚合的方式,就是采用在每个node上进行近估计的方式,得到最终的结论;
近似估计后的结果,不完全准确,但是速度会很快,一般会达到完全精准的算法的性能的数十倍

三角选择原则

精准+实时+大数据 --> 选择2个

  • (1)精准+实时: 没有大数据,数据量很小,那么一般就是单机跑,随便你则么玩儿就可以
  • (2)精准+大数据:hadoop,批处理,非实时,可以处理海量数据,保证精准,可能会跑几个小时
  • (3)大数据+实时:es,不精准,近似估计,可能会有百分之几的错误率

近似聚合算法

如果采取近似估计的算法:延时在100ms左右,0.5%错误

如果采取100%精准的算法:延时一般在5s~几十s,甚至几十分钟、几个小时, 0%错误

12.16 cardinality去重算法以及每月销售品牌数量统计

cartinality metric:对每个bucket中的指定的field进行去重,取去重后的count,类似于count(distcint)

GET /tvs/_search
{
  "size" : 0,
  "aggs" : {
      "months" : {
        "date_histogram": {
          "field": "sold_date",
          "interval": "month"
        },
        "aggs": {
          "distinct_colors" : {
              "cardinality" : {
                "field" : "brand"
              }
          }
        }
      }
  }
}

12.17 cardinality算法之优化内存开销以及HLL算法

cardinality,count(distinct),5%的错误率,性能在100ms左右

precision_threshold优化准确率和内存开销

GET /tvs/_search
{
    "size" : 0,
    "aggs" : {
        "distinct_brand" : {
            "cardinality" : {
              "field" : "brand",
              "precision_threshold" : 100 
            }
        }
    }
}

brand去重,如果brand的unique value在precision_threshold个以内,cardinality,几乎保证100%准确

cardinality算法,会占用precision_threshold * 8 byte 内存消耗,100 * 8 = 800个字节;
占用内存很小,而且unique value如果的确在值以内,那么可以确保100%准确;数百万的unique value,错误率在5%以内

precision_threshold,值设置的越大,占用内存越大,1000 * 8 = 8000 / 1000 = 8KB,可以确保更多unique value的场景下,100%的准确

HyperLogLog++ (HLL)算法性能优化

cardinality底层算法:HLL算法,HLL算法的性能

对所有的uqniue value取hash值,通过hash值近似去求distcint count,存在误差

默认情况下,发送一个cardinality请求的时候,会动态地对所有的field value,取hash值; 将取hash值的操作,前移到建立索引的时候

构建hash

PUT /tvs
{
  "mappings": {
      "properties": {
        "brand": {
          "type": "text",
          "fields": {
            "hash": {
              "type": "murmur3" 
            }
          }
        }
      }
    }
}

基于hash进行去重查询

GET /tvs/_search
{
    "size" : 0,
    "aggs" : {
        "distinct_brand" : {
            "cardinality" : {
              "field" : "brand.hash",
              "precision_threshold" : 100 
            }
        }
    }
}

12.18 percentiles百分比算法以及网站访问时延统计

需求:比如有一个网站,记录下了每次请求的访问的耗时,需要统计tp50,tp90,tp99

  • tp50:50%的请求的耗时最长在多长时间
  • tp90:90%的请求的耗时最长在多长时间
  • tp99:99%的请求的耗时最长在多长时间

设置mapping

PUT /website
{
    "mappings": {
      "properties": {
          "latency": {
              "type": "long"
          },
          "province": {
              "type": "keyword"
          },
          "timestamp": {
              "type": "date"
          }
      }
    }
}

添加数据

POST /website/_bulk
{ "index": {}}
{ "latency" : 105, "province" : "江苏", "timestamp" : "2016-10-28" }
{ "index": {}}
{ "latency" : 83, "province" : "江苏", "timestamp" : "2016-10-29" }
{ "index": {}}
{ "latency" : 92, "province" : "江苏", "timestamp" : "2016-10-29" }
{ "index": {}}
{ "latency" : 112, "province" : "江苏", "timestamp" : "2016-10-28" }
{ "index": {}}
{ "latency" : 68, "province" : "江苏", "timestamp" : "2016-10-28" }
{ "index": {}}
{ "latency" : 76, "province" : "江苏", "timestamp" : "2016-10-29" }
{ "index": {}}
{ "latency" : 101, "province" : "新疆", "timestamp" : "2016-10-28" }
{ "index": {}}
{ "latency" : 275, "province" : "新疆", "timestamp" : "2016-10-29" }
{ "index": {}}
{ "latency" : 166, "province" : "新疆", "timestamp" : "2016-10-29" }
{ "index": {}}
{ "latency" : 654, "province" : "新疆", "timestamp" : "2016-10-28" }
{ "index": {}}
{ "latency" : 389, "province" : "新疆", "timestamp" : "2016-10-28" }
{ "index": {}}
{ "latency" : 302, "province" : "新疆", "timestamp" : "2016-10-29" }

统计数据

GET /website/_search 
{
  "size": 0,
  "aggs": {
    "latency_percentiles": {
      "percentiles": {
        "field": "latency",
        "percents": [
          50,
          95,
          99
        ]
      }
    },
    "latency_avg": {
      "avg": {
        "field": "latency"
      }
    }
  }
}

50%的请求,数值的最大的值是多少,不是完全准确的

GET /website/_search 
{
  "size": 0,
  "aggs": {
    "group_by_province": {
      "terms": {
        "field": "province"
      },
      "aggs": {
        "latency_percentiles": {
          "percentiles": {
            "field": "latency",
            "percents": [
              50,
              95,
              99
            ]
          }
        },
        "latency_avg": {
          "avg": {
            "field": "latency"
          }
        }
      }
    }
}

12.19 percentiles rank以及网站访问时延SLA统计

SLA:就是你提供的服务的标准

我们的网站的提供的访问延时的SLA,确保所有的请求100%,都必须在200ms以内,大公司内,一般都是要求100%在200ms以内

如果超过1s,则需要升级到A级故障,代表网站的访问性能和用户体验急剧下降

需求:在200ms以内的,有百分之多少,在1000毫秒以内的有百分之多少,percentile ranks metric

这个percentile ranks,其实比pencentile还要常用

按照品牌分组,计算,电视机,售价在1000占比,2000占比,3000占比

GET /website/_search 
{
  "size": 0,
  "aggs": {
    "group_by_province": {
      "terms": {
        "field": "province"
      },
      "aggs": {
        "latency_percentile_ranks": {
          "percentile_ranks": {
            "field": "latency",
            "values": [
              200,
              1000
            ]
          }
        }
      }
    }
  }
}

percentile的优化:TDigest算法,用很多的节点来执行百分比的计算,近似估计,有误差,节点越多,越精准

compression:限制节点数量最多 compression * 20 = 2000个node去计算;默认100;越大,占用内存越多,越精准,性能越差

一个节点占用32字节,100 * 20 * 32 = 64KB

如果你想要percentile算法越精准,compression可以设置的越大

12.20 基于doc value正排索引的聚合内部原理

  • 聚合分析的内部原理是什么?
  • aggs,term,metric avg max这些执行一个聚合操作的时候,内部原理是怎样的呢?
  • 用了什么样的数据结构去执行聚合?是不是用的倒排索引?

12.21 doc value机制内核级原理深入探秘

doc value原理

  • (1)index-time生成

PUT/POST的时候,就会生成doc value数据,也就是正排索引

  • (2)核心原理与倒排索引类似

正排索引,也会写入磁盘文件中,然后呢,os cache先进行缓存,以提升访问doc value正排索引的性能
如果os cache内存大小不足够放得下整个正排索引,doc value,就会将doc value的数据写入磁盘文件中

  • (3)性能问题:给jvm更少内存,64g服务器,给jvm最多16g

es官方是建议,es大量是基于os cache来进行缓存和提升性能的,不建议用jvm内存来进行缓存,那样会导致一定的gc开销和oom问题;
给jvm更少的内存,给os cache更大的内存;64g服务器,给jvm最多16g,几十个g的内存给os cache;
os cache可以提升doc value和倒排索引的缓存和查询效率

column压缩

doc1: 550
doc2: 550
doc3: 500

合并相同值,550,doc1和doc2都保留一个550的标识即可

(1)所有值相同,直接保留单值
(2)少于256个值,使用table encoding模式:一种压缩方式
(3)大于256个值,看有没有最大公约数,有就除以最大公约数,然后保留这个最大公约数

doc1: 36
doc2: 24

6 --> doc1: 6, doc2: 4 --> 保留一个最大公约数6的标识,6也保存起来

如果没有最大公约数,采取offset结合压缩的方式:

disable doc value

如果的确不需要doc value,比如聚合等操作,那么可以禁用,减少磁盘空间占用

PUT /my_index
{
  "mappings": {
      "properties": {
        "my_field": {
          "type":       "keyword"
          "doc_values": false 
        }
      }
    }
}

12.22 string field聚合实验以及fielddata原理初探

对于分词的field执行aggregation,发现报错

GET /test_index/_search 
{
  "aggs": {
    "group_by_test_field": {
      "terms": {
        "field": "test_field"
      }
    }
  }
}

对分词的field,直接执行聚合操作,会报错,大概意思是说,你必须要打开fielddata,然后将正排索引数据加载到内存中,才可以对分词的field执行聚合操作,而且会消耗很大的内存

给分词的field,设置fielddata=true,发现可以执行,但是结果似乎不是我们需要的

如果要对分词的field执行聚合操作,必须将fielddata设置为true

POST /test_index/_mapping
{
  "properties": {
    "test_field": {
      "type": "text",
      "fielddata": true
    }
  }
}

GET /test_index/_search 
{
  "size": 0, 
  "aggs": {
    "group_by_test_field": {
      "terms": {
        "field": "test_field"
      }
    }
  }
}

使用内置field不分词,对string field进行聚合

GET /test_index/_search 
{
  "size": 0,
  "aggs": {
    "group_by_test_field": {
      "terms": {
        "field": "test_field.keyword"
      }
    }
  }
}

如果对不分词的field执行聚合操作,直接就可以执行,不需要设置fieldata=true

分词field+fielddata的工作原理

doc value --> 不分词的所有field,可以执行聚合操作 --> 如果某个field不分词,那么在创建索引时(index-time)就会自动生成doc value --> 针对这些不分词的field执行聚合操作的时候,自动就会用doc value来执行

分词field,是没有doc value的,在index-time,如果某个field是分词的,那么是不会给它建立doc value正排索引的,因为分词后,占用的空间过于大,所以默认是不支持分词field进行聚合的

分词field默认没有doc value,所以直接对分词field执行聚合操作,是会报错的

对于分词field,必须打开和使用fielddata,完全存在于纯内存中,结构和doc value类似;如果是ngram或者是大量term,那么必将占用大量的内存。

如果一定要对分词的field执行聚合,那么必须将fielddata=true,然后es就会在执行聚合操作的时候,现场将field对应的数据,建立一份fielddata正排索引,fielddata正排索引的结构跟doc value是类似的,
但是只会将fielddata正排索引加载到内存中来,然后基于内存中的fielddata正排索引执行分词field的聚合操作

如果直接对分词field执行聚合,报错,才会让我们开启fielddata=true,告诉我们,会将fielddata uninverted index,正排索引,加载到内存,会耗费内存空间

为什么fielddata必须在内存?因为大家自己思考一下,分词的字符串,需要按照term进行聚合,需要执行更加复杂的算法和操作,如果基于磁盘和os cache,那么性能会很差

12.23 fielddata内存控制以及circuit breaker断路器

fielddata核心原理

fielddata加载到内存的过程是懒加载的,对一个分词 field执行聚合时,才会加载,而且是field-level加载的;

一个index的一个field,所有doc都会被加载,而不是少数doc;不是index-time创建,是query-time创建

fielddata内存限制

  • indices.fielddata.cache.size: 20%,超出限制,清除内存已有fielddata数据
  • fielddata占用的内存超出了这个比例的限制,那么就清除掉内存中已有的fielddata数据
  • 默认无限制,限制内存使用,但是会导致频繁evict和reload,大量IO性能损耗,以及内存碎片和gc

监控fielddata内存使用

GET /_stats/fielddata?fields=*
GET /_nodes/stats/indices/fielddata?fields=*
GET /_nodes/stats/indices/fielddata?level=indices&fields=*

circuit breaker

如果一次query load的feilddata超过总内存,就会发生内存溢出(OOM)

circuit breaker会估算query要加载的fielddata大小,如果超出总内存,就短路,query直接失败

indices.breaker.fielddata.limit:fielddata的内存限制,默认60%
indices.breaker.request.limit:执行聚合的内存限制,默认40%
indices.breaker.total.limit:综合上面两个,限制在70%以内

fielddata filter的细粒度内存加载控制

POST /test_index/_mapping
{
  "properties": {
    "my_field": {
      "type": "text",
      "fielddata": { 
        "filter": {
          "frequency": { 
            "min": 0.01, 
            "min_segment_size": 500  
          }
        }
      }
    }
  }
}

min:仅仅加载至少在1%的doc中出现过的term对应的fielddata

比如说某个值,hello,总共有1000个doc,hello必须在10个doc中出现,那么这个hello对应的fielddata才会加载到内存中来

min_segment_size:少于500 doc的segment不加载fielddata

加载fielddata的时候,也是按照segment去进行加载的,某个segment里面的doc数量少于500个,那么这个segment的fielddata就不加载

一般不会去设置它,知道就好

fielddata预加载机制以及序号标记预加载

如果真的要对分词的field执行聚合,那么每次都在query-time现场生产fielddata并加载到内存中来,速度可能会比较慢

我们是不是可以预先生成加载fielddata到内存中来?

fielddata预加载

POST /test_index/_mapping
{
  "properties": {
    "test_field": {
      "type": "string",
      "fielddata": {
        "loading" : "eager" 
      }
    }
  }
}

query-time的fielddata生成和加载到内存,变为index-time,建立倒排索引的时候,会同步生成fielddata并且加载到内存中来,
这样的话,对分词field的聚合性能当然会大幅度增强

序号标记预加载

global ordinal原理解释

doc1: status1
doc2: status2
doc3: status2
doc4: status1

有很多重复值的情况,会进行global ordinal标记,类似下面

status1 --> 0
status2 --> 1

这样doc中可以这样存储

doc1: 0
doc2: 1
doc3: 1
doc4: 0

建立的fielddata也会是这个样子的,这样的好处就是减少重复字符串的出现的次数,减少内存的消耗

POST /test_index/_mapping
{
  "properties": {
    "test_field": {
      "type": "string",
      "fielddata": {
        "loading" : "eager_global_ordinals" 
      }
    }
  }
}

12.24 海量bucket优化机制:从深度优先到广度优先

当buckets数量特别多的时候,深度优先和广度优先的原理

十三、数据建模实战

13.1 关系型与document类型数据模型对比

关系型数据库的数据模型:三范式 --> 将每个数据实体拆分为一个独立的数据表,同时使用主外键关联关系将多个数据表关联起来 --> 确保没有任何冗余的数据;

es的数据模型:类似于面向对象的数据模型,将所有由关联关系的数据,放在一个doc json类型数据中,整个数据的关系,还有完整的数据,都放在了一起。

13.2 通过应用层join实现用户与博客的关联

在构造数据模型的时候,还是将有关联关系的数据,然后分割为不同的实体,类似于关系型数据库中的模型

用户信息:

PUT /website-users/1 
{
  "name":     "小鱼儿",
  "email":    "xiaoyuer@sina.com",
  "birthday":      "1980-01-01"
}

用户发布的博客

PUT /website-blogs/1
{
  "title":    "我的第一篇博客",
  "content":     "这是我的第一篇博客,开通啦!!!"
  "userId":     1 
}

在进行查询时就属于应用层的join,在应用层先查出一份数据(查用户信息),然后再查出一份数据(查询博客信息),进行关联

优点和缺点

  • 优点:数据不冗余,维护方便
  • 缺点:应用层join,如果关联数据过多,导致查询过大,性能很差

13.3 通过数据冗余实现用户与博客的关联

PUT /website-users/1
{
  "name":     "小鱼儿",
  "email":    "xiaoyuer@sina.com",
  "birthday":      "1980-01-01"
}

这里面冗余用户名字段

PUT /website-blogs/_doc/1
{
  "title": "小鱼儿的第一篇博客",
  "content": "大家好,我是小鱼儿。。。",
  "userInfo": {
    "userId": 1,
    "username": "小鱼儿"
  }
}

冗余数据,就是将可能会进行搜索的条件和要搜索的数据,放在一个doc中

优点和缺点

  • 优点:性能高,不需要执行两次搜索
  • 缺点:数据冗余,维护成本高;比如某个字段更新后,需要更新相关的doc

13.4 对每个用户发表的博客进行分组

添加测试数据:

POST /website_users/_doc/3
{
  "name": "黄药师",
  "email": "huangyaoshi@sina.com",
  "birthday": "1970-10-24"
}

PUT /website_blogs/_doc/3
{
  "title": "我是黄药师",
  "content": "我是黄药师啊,各位同学们!!!",
  "userInfo": {
    "userId": 1,
    "userName": "黄药师"
  }
}

PUT /website_users/_doc/2
{
  "name": "花无缺",
  "email": "huawuque@sina.com",
  "birthday": "1980-02-02"
}

PUT /website_blogs/_doc/4
{
  "title": "花无缺的身世揭秘",
  "content": "大家好,我是花无缺,所以我的身世是。。。",
  "userInfo": {
    "userId": 2,
    "userName": "花无缺"
  }
}

对每个用户发表的博客进行分组

GET /website_blogs/_search 
{
  "size": 0, 
  "aggs": {
    "group_by_username": {
      "terms": {
        "field": "userInfo.userName.keyword"
      },
      "aggs": {
        "top_blogs": {
          "top_hits": {
            "_source": {
              "includes": "title"
            }, 
            "size": 5
          }
        }
      }
    }
  }
}

13.5 对文件系统进行数据建模以及文件搜索实战

数据建模,对类似文件系统这种的有多层级关系的数据进行建模

文件系统数据构造

PUT /fs
{
  "settings": {
    "analysis": {
      "analyzer": {
        "paths": { 
          "tokenizer": "path_hierarchy"
        }
      }
    }
  }
}

path_hierarchy示例说明:当文件路径为/a/b/c/d 执行path_hierarchy建立如下的分词 /a/b/c/d, /a/b/c, /a/b, /a

PUT /fs/_mapping
{
  "properties": {
    "name": { 
      "type":  "keyword"
    },
    "path": { 
      "type":  "keyword",
      "fields": {
        "tree": { 
          "type":     "text",
          "analyzer": "paths"
        }
      }
    }
  }
}

添加数据

PUT /fs/_doc/1
{
  "name":     "README.txt", 
  "path":     "/workspace/projects/helloworld", 
  "contents": "这是我的第一个elasticsearch程序"
}

对文件系统执行搜索

文件搜索需求:查找一份,内容包括elasticsearch,在/workspace/projects/hellworld这个目录下的文件

GET /fs/_search 
{
  "query": {
    "bool": {
      "must": [
        {
          "match": {
            "contents": "elasticsearch"
          }
        },
        {
          "constant_score": {
            "filter": {
              "term": {
                "path": "/workspace/projects/helloworld"
              }
            }
          }
        }
      ]
    }
  }
}

搜索需求2:搜索/workspace目录下,内容包含elasticsearch的所有的文件

GET /fs/_search 
{
  "query": {
    "bool": {
      "must": [
        {
          "match": {
            "contents": "elasticsearch"
          }
        },
        {
          "constant_score": {
            "filter": {
              "term": {
                "path.tree": "/workspace"
              }
            }
          }
        }
      ]
    }
  }
}

13.6 基于全局锁实现悲观锁并发控制

如果多个线程,都过来要给/workspace/projects/helloworld下的README.txt修改文件名,需要处理出现多线程的并发安全问题;

全局锁的上锁

PUT /fs/_doc/global/_create
{}
  • fs: 你要上锁的那个index
  • _doc: 就是你指定的一个对这个index上全局锁的一个type
  • global: 就是你上的全局锁对应的这个doc的id
  • _create:强制必须是创建,如果/fs/lock/global这个doc已经存在,那么创建失败,报错

删除锁

DELETE /fs/_doc/global

这个其实就是插入了一条带ID的数据,操作完了再删除,这样其他的就可以继续操作(如果程序挂掉了,没有来得及删除锁咋整??)

13.7 基于document锁实现悲观锁并发控制

通过脚本来加锁,锁具体某个ID的文档

POST /fs/_doc/1/_update
{
  "upsert": { "process_id": 123 },
  "script": "if ( ctx._source.process_id != process_id ) { assert false }; ctx.op = 'noop';"
  "params": {
    "process_id": 123
  }
}

13.8 基于共享锁和排他锁实现悲观锁并发控制

共享锁和排他锁的说明(相当于读写分离):

  • 共享锁:这份数据是共享的,然后多个线程过来,都可以获取同一个数据的共享锁,然后对这个数据执行读操作
  • 排他锁:是排他的操作,只能一个线程获取排他锁,然后执行增删改操作

13.9 基于nested object实现博客与评论嵌套关系

做一个实验,引出来为什么需要nested object

PUT /website/_doc/6
{
  "title": "花无缺发表的一篇帖子",
  "content":  "我是花无缺,大家要不要考虑一下投资房产和买股票的事情啊。。。",
  "tags":  [ "投资", "理财" ],
  "comments": [ 
    {
      "name":    "小鱼儿",
      "comment": "什么股票啊?推荐一下呗",
      "age":     28,
      "stars":   4,
      "date":    "2016-09-01"
    },
    {
      "name":    "黄药师",
      "comment": "我喜欢投资房产,风,险大收益也大",
      "age":     31,
      "stars":   5,
      "date":    "2016-10-22"
    }
  ]
}

被年龄是28岁的黄药师评论过的博客,搜索

GET /website/_search
{
  "query": {
    "bool": {
      "must": [
        { "match": { "comments.name": "黄药师" }},
        { "match": { "comments.age":  28      }} 
      ]
    }
  }
}

这样的查询结果不是我们期望的

object类型底层数据结构,会将一个json数组中的数据,进行扁平化;类似:

{
  "title":            [ "花无缺", "发表", "一篇", "帖子" ],
  "content":             [ "我", "是", "花无缺", "大家", "要不要", "考虑", "一下", "投资", "房产", "买", "股票", "事情" ],
  "tags":             [ "投资", "理财" ],
  "comments.name":    [ "小鱼儿", "黄药师" ],
  "comments.comment": [ "什么", "股票", "推荐", "我", "喜欢", "投资", "房产", "风险", "收益", "大" ],
  "comments.age":     [ 28, 31 ],
  "comments.stars":   [ 4, 5 ],
  "comments.date":    [ 2016-09-01, 2016-10-22 ]
}

引入nested object类型,来解决object类型底层数据结构导致的问题

修改mapping,将comments的类型从object设置为nested

PUT /website
{
  "mappings": {
      "properties": {
        "comments": {
          "type": "nested", 
          "properties": {
            "name":    { "type": "text"  },
            "comment": { "type": "text"  },
            "age":     { "type": "short"   },
            "stars":   { "type": "short"   },
            "date":    { "type": "date"    }
          }
        }
      }
    }
}

执行查询

GET /website/_search 
{
  "query": {
    "bool": {
      "must": [
        {
          "match": {
            "title": "花无缺"
          }
        },
        {
          "nested": {
            "path": "comments",
            "query": {
              "bool": {
                "must": [
                  {
                    "match": {
                      "comments.name": "黄药师"
                    }
                  },
                  {
                    "match": {
                      "comments.age": 28
                    }
                  }
                ]
              }
            }
          }
        }
      ]
    }
  }
}

13.10 对嵌套的博客评论数据进行聚合分析

聚合数据分析的需求1:按照评论日期进行bucket划分,然后拿到每个月的评论的评分的平均值

GET /website/_search 
{
  "size": 0, 
  "aggs": {
    "comments_path": {
      "nested": {
        "path": "comments"
      }, 
      "aggs": {
        "group_by_comments_date": {
          "date_histogram": {
            "field": "comments.date",
            "calendar_interval": "month",
            "format": "yyyy-MM"
          },
          "aggs": {
            "avg_stars": {
              "avg": {
                "field": "comments.stars"
              }
            }
          }
        }
      }
    }
  }
}

查询示例2

GET /website/_search 
{
  "size": 0,
  "aggs": {
    "comments_path": {
      "nested": {
        "path": "comments"
      },
      "aggs": {
        "group_by_comments_age": {
          "histogram": {
            "field": "comments.age",
            "interval": 10
          },
          "aggs": {
            "reverse_path": {
              "reverse_nested": {}, 
              "aggs": {
                "group_by_tags": {
                  "terms": {
                    "field": "tags.keyword"
                  }
                }
              }
            }
          }
        }
      }
    }
  }
}

十四、高级操作(使用较少)

14.1 基于term vector深入探查数据的情况

GET /twitter/tweet/1/_termvectors
GET /twitter/tweet/1/_termvectors?fields=text

GET /my_index/my_type/1/_termvectors
{
  "fields" : ["fullname"],
  "offsets" : true,
  "positions" : true,
  "term_statistics" : true,
  "field_statistics" : true
}

14.2 深入剖析搜索结果的highlight高亮显示

简单示例

GET /blog_website/_search 
{
  "query": {
    "match": {
      "title": "博客"
    }
  },
  "highlight": {
    "fields": {
      "title": {}
    }
  }
}

<em></em>表现,会变成红色,所以说你的指定的field中,如果包含了那个搜索词的话,就会在那个field的文本中,对搜索词进行红色的高亮显示

GET /blog_website/blogs/_search 
{
  "query": {
    "bool": {
      "should": [
        {
          "match": {
            "title": "博客"
          }
        },
        {
          "match": {
            "content": "博客"
          }
        }
      ]
    }
  },
  "highlight": {
    "fields": {
      "title": {},
      "content": {}
    }
  }
}

highlight中的field,必须跟query中的field一一对齐的

三种highlight介绍

plain highlight,lucene highlight,默认

posting highlight,index_options=offsets

  • (1)性能比plain highlight要高,因为不需要重新对高亮文本进行分词
  • (2)对磁盘的消耗更少
  • (3)将文本切割为句子,并且对句子进行高亮,效果更好
GET /blog_website/_search 
{
  "query": {
    "match": {
      "content": "博客"
    }
  },
  "highlight": {
    "fields": {
      "content": {}
    }
  }
}

其实可以根据你的实际情况去考虑,一般情况下,用plain highlight也就足够了,不需要做其他额外的设置;
如果对高亮的性能要求很高,可以尝试启用posting highlight;
如果field的值特别大,超过了1M,那么可以用fast vector highlight

设置高亮html标签,默认是<em>标签

GET /blog_website/_search 
{
  "query": {
    "match": {
      "content": "博客"
    }
  },
  "highlight": {
    "pre_tags": ["<tag1>"],
    "post_tags": ["</tag2>"], 
    "fields": {
      "content": {
        "type": "plain"
      }
    }
  }
}

高亮片段fragment的设置

GET /blog_website/_search
{
    "query" : {
        "match": { "user": "kimchy" }
    },
    "highlight" : {
        "fields" : {
            "content" : {"fragment_size" : 150, "number_of_fragments" : 3, "no_match_size": 150 }
        }
    }
}

fragment_size: 你一个Field的值,比如有长度是1万,但是你不可能在页面上显示这么长;设置要显示出来的fragment文本判断的长度,默认是100;

number_of_fragments:你可能你的高亮的fragment文本片段有多个片段,你可以指定就显示几个片段

14.3 使用search template将搜索模板化

搜索模板,search template,高级功能,就可以将我们的一些搜索进行模板化,然后的话,每次执行这个搜索,就直接调用模板,给传入一些参数就可以了

基础示例

GET /website_blogs/_search/template
{
  "source": {
    "query": {
      "match": {
        "{{field}}": "{{value}}"
      }
    }
  },
  "params": {
    "field": "title",
    "value": "黄药师"
  }
}

这个部分可以改为脚本文件,替换为"file":"search_by_title"

    "query": {
      "match": {
        "{{field}}": "{{value}}"
      }
    }

使用josn串

GET /website_blogs/_search/template
{
  "source": "{\"query\": {\"match\": {{#toJson}}matchCondition{{/toJson}}}}",
  "params": {
    "matchCondition": {
      "title": "黄药师"
    }
  }
}

使用join

GET /website_blogs/_search/template
{
  "source": {
    "query": {
      "match": {
        "title": "{{#join delimiter=' '}}titles{{/join delimiter=' '}}"
      }
    }
  },
  "params": {
    "titles": ["黄药师", "花无缺"]
  }
}

类比:

GET /website_blogs/_search/
{
  "query": { 
    "match" : { 
      "title" : "黄药师 花无缺" 
    } 
  }
}

conditional

es的config/scripts目录下,预先保存这个复杂的模板,后缀名是.mustache,文件名是conditonal

内容如下:

{
  "query": {
    "bool": {
      "must": {
        "match": {
          "line": "{{text}}" 
        }
      },
      "filter": {
        {{#line_no}} 
          "range": {
            "line_no": {
              {{#start}} 
                "gte": "{{start}}" 
                {{#end}},{{/end}} 
              {{/start}} 
              {{#end}} 
                "lte": "{{end}}" 
              {{/end}} 
            }
          }
        {{/line_no}} 
      }
    }
  }
}

查询语句

GET /website_blogs/_search/template
{
  "file": "conditional",
  "params": {
    "text": "博客",
    "line_no": true,
    "start": 1,
    "end": 10
  }
}

保存search template

config/scripts,.mustache

提供一个思路

比如一般在大型的团队中,可能不同的人,都会想要执行一些类似的搜索操作;
这个时候,有一些负责底层运维的一些同学,就可以基于search template,封装一些模板出来,然后是放在各个es进程的scripts目录下的;
其他的团队,其实就不用各个团队自己反复手写复杂的通用的查询语句了,直接调用某个搜索模板,传入一些参数就好了

14.4 基于completion suggest实现搜索提示

suggest,completion suggest,自动完成,搜索推荐,搜索提示 --> 自动完成,auto completion

比如我们在百度,搜索,你现在搜索“大话西游” --> 百度,自动给你提示,“大话西游电影”,“大话西游小说”, “大话西游手游”

不需要所有想要的输入文本都输入完,搜索引擎会自动提示你可能是你想要搜索的那个文本

初始化数据

PUT /news_website
{
  "mappings": {
      "properties" : {
        "title" : {
          "type": "text",
          "analyzer": "ik_max_word",
          "fields": {
            "suggest" : {
              "type" : "completion",
              "analyzer": "ik_max_word"
            }
          }
        },
        "content": {
          "type": "text",
          "analyzer": "ik_max_word"
        }
      }
    }
}

completion,es实现的时候,是非常高性能的,其构建不是倒排索引,也不是正拍索引,就是单独用于进行前缀搜索的一种特殊的数据结构,
而且会全部放在内存中,所以auto completion进行的前缀搜索提示,性能是非常高的。

PUT /news_website/_doc/1
{
  "title": "大话西游电影",
  "content": "大话西游的电影时隔20年即将在2017年4月重映"
}
PUT /news_website/_doc/2
{
  "title": "大话西游小说",
  "content": "某知名网络小说作家已经完成了大话西游同名小说的出版"
}
PUT /news_website/_doc/3
{
  "title": "大话西游手游",
  "content": "网易游戏近日出品了大话西游经典IP的手游,正在火爆内测中"
}

执行查询

GET /news_website/_search
{
  "suggest": {
    "my-suggest" : {
      "prefix" : "大话西游",
      "completion" : {
        "field" : "title.suggest"
      }
    }
  }
}

直接查询

GET /news_website/_search
{
  "query": {
    "match": {
      "content": "大话西游电影"
    }
  }
}

14.5 使用动态映射模板定制自己的映射策略

比如我们本来没有某个type,或者没有某个field,但是希望在插入数据的时候,es自动为我们做一个识别,动态映射出这个type的mapping,包括每个field的数据类型,一般用的动态映射,dynamic mapping

这里有个问题,如果我们对dynamic mapping有一些自己独特的需求,比如es默认的,如经过识别到一个数字,field: 10,默认是搞成这个field的数据类型是long,再比如说,如果我们弄了一个field : "10",默认就是text,还会带一个keyword的内置field。我们没法改变。

但是我们现在就是希望动态映射的时候,根据我们的需求去映射,而不是让es自己按照默认的规则去玩儿

dyanmic mapping template,动态映射模板

我们自己预先定义一个模板,然后插入数据的时候,相关的field,如果能够根据我们预先定义的规则,匹配上某个我们预定义的模板,那么就会根据我们的模板来进行mapping,决定这个Field的数据类型

根据类型匹配映射模板

动态映射模板,有两种方式,第一种,是根据新加入的field的默认的数据类型,来进行匹配,匹配上某个预定义的模板;
第二种,是根据新加入的field的名字,去匹配预定义的名字,或者去匹配一个预定义的通配符,然后匹配上某个预定义的模板

根据默认类型来
PUT my_index
{
  "mappings": {
    "dynamic_templates": [
      {
        "integers": {
          "match_mapping_type": "long",
          "mapping": {
            "type": "integer"
          }
        }
      },
      {
        "strings": {
          "match_mapping_type": "string",
          "mapping": {
            "type": "text",
            "fields": {
              "raw": {
                "type": "keyword",
                "ignore_above": 500
              }
            }
          }
        }
      }
    ]
  }
}
根据字段名配映射模板
PUT /my_index 
{
  "mappings": {
    "dynamic_templates": [
      {
        "string_as_integer": {
          "match_mapping_type": "string",
          "match": "long_*",
          "unmatch": "*_text",
          "mapping": {
            "type": "integer"
          }
        }
      }
    ]
  }
}

14.6 学习使用geo point地理位置数据类型

设置类型

PUT /hotel
{
  "mappings": {
    "properties": {
      "location":{
        "type": "geo_point"
      }
    }
  }
}

添加数据

PUT /hotel/_doc/1
{
  "name":"四季酒店",
  "location":{
    "lat":30.558456,
    "lon":104.073273
  }
}

lat: 纬度,lon:经度

PUT /hotel/_doc/2
{
  "name":"成都威斯凯尔凯特酒店",
  "location":"30.5841,104.061939"
}

PUT /hotel/_doc/3
{
  "name":"北京天安门广场",
  "location":{
    "lat":39.909187,
    "lon":116.397451
  }
}

纬度在前,经度在后

查询范围内的数据(左上角和右下角的点组成的矩形内的坐标)

GET /hotel/_search
{
  "query": {
    "geo_bounding_box": {
      "location": {
        "top_left": {
          "lat": 40,
          "lon": 100
        },
        "bottom_right":{
           "lat": 30,
          "lon": 106
        }
      }
    }
  }
}       

查询包含成都,且在指定区域的数据

GET /hotel/_search
{
  "query": {
    "bool": {
      "must": [
        {
          "match": {
            "name": "成都"
          }
        }
      ],
      "filter": {
        "geo_bounding_box": {
          "location": {
            "top_left": {
              "lat": 40,
              "lon": 100
            },
            "bottom_right": {
              "lat": 30,
              "lon": 106
            }
          }
        }
      }
    }
  }
} 

搜索多个点组成的多边型内

GET /hotel/_search
{
  "query": {
    "bool": {
      "must": [
        {"match_all": {}}
      ],
      "filter": [
        {
        "geo_polygon": {
          "location": {
            "points": [
              {
                "lat": 40,
              "lon": 100
              },
              {
               "lat": 30,
              "lon": 106
              },
              {
               "lat": 35,
              "lon": 120
              }
            ]
          }
        }
        }
      ]
    }
  }
}    

搜索指定坐标100km范围内的

GET /hotel/_search
{
  "query": {
    "bool": {
      "must": [
        {
          "match_all": {}
        }
      ],
      "filter": [
        {
          "geo_distance": {
            "distance": "100km",
       
            "location": {
              "lat": 30,
              "lon": 116
            }
          }
        }
      ]
    }
  }
} 

统计距离100~300米内的酒店数

GET /hotel/_search
{
"size": 0, 
  "aggs": {
    "agg_by_distance_range": {
      "geo_distance": {
        "field": "location",
        "origin": {
          "lat": 30,
          "lon": 106
        },
        "unit": "mi", 
        "ranges": [
          {
            "from": 100,
            "to": 300
          }
        ]
      }
    }
  }
}

十五、熟练掌握ES Java API

15.1 集群自动探查以及汽车零售店案例背景

client集群自动探查

默认情况下,是根据我们手动指定的所有节点,依次轮询这些节点,来发送各种请求的,如下面的代码,我们可以手动为client指定多个节点

RestHighLevelClient client = new RestHighLevelClient(RestClient.builder(new HttpHost("192.168.6.1", 9200)
    , new HttpHost("192.168.6.2", 9200)));

但是问题是,如果我们有成百上千个节点呢?难道也要这样手动添加吗?

因此es client提供了一种集群节点自动探查的功能,打开这个自动探查机制以后,es client会根据我们手动指定的几个节点连接过去,
然后通过集群状态自动获取当前集群中的所有data node,然后用这份完整的列表更新自己内部要发送请求的node list。
默认每隔5秒钟,就会更新一次node list。

    // 老版本的写法
    Settings settings = Settings.builder()
            .put("cluster.name", "docker-cluster")
            // 设置集群节点自动发现
            .put("client.transport.sniff", true)
            .build();

注意,es client是不会将Master node纳入node list的,因为要避免给master node发送搜索等请求。

这样的话,我们其实直接就指定几个master node,或者1个node就好了,client会自动去探查集群的所有节点,而且每隔5秒还会自动刷新。

15.2 基于upsert实现汽车最新价格的调整

建立mapper

PUT /car_shop
{
  "mappings": {
      "properties": {
        "brand": {
          "type": "text",
          "analyzer": "ik_max_word",
          "fields": {
            "raw": {
              "type": "keyword"
            }
          }
        },
        "name": {
          "type": "text",
          "analyzer": "ik_max_word",
          "fields": {
            "raw": {
              "type": "keyword"
            }
          }
        }
      }
    }
}

Java代码实现存在则更新否则添加

IndexRequest indexRequest = new IndexRequest("car_shop");
        indexRequest.id("1");
        indexRequest.source(XContentFactory.jsonBuilder()
                .startObject()
                .field("brand", "宝马")
                .field("name", "宝马320")
                .field("price", 320000)
                .field("produce_date", "2020-01-01")
                .endObject());

UpdateRequest updateRequest = new UpdateRequest("car_shop", "1");
updateRequest.doc(XContentFactory.jsonBuilder()
        .startObject()
        .field("price", 320000)
        .endObject()).upsert(indexRequest);

UpdateResponse response = restHighLevelClient.update(updateRequest, RequestOptions.DEFAULT);
System.out.println(response.getResult());

15.3 基于mget实现多辆汽车的配置与价格对比

场景:一般我们都可以在一些汽车网站上,或者在混合销售多个品牌的汽车4S店的内部,都可以在系统里调出来多个汽车的信息,放在网页上,进行对比

mget:一次性将多个document的数据查询出来,放在一起显示。

PUT /car_shop/_doc/2
{
    "brand": "奔驰",
    "name": "奔驰C200",
    "price": 350000,
    "produce_date": "2020-01-05"
}

Java代码:

MultiGetRequest multiGetRequest = new MultiGetRequest();
multiGetRequest.add("car_shop", "1");
multiGetRequest.add("car_shop", "2");

MultiGetResponse multiGetResponse = restHighLevelClient.mget(multiGetRequest, RequestOptions.DEFAULT);
MultiGetItemResponse[] responses = multiGetResponse.getResponses();
for(MultiGetItemResponse response:responses){
    System.out.println(response.getResponse().getSourceAsMap());
}

15.4 基于bulk实现多4S店销售数据批量上传

业务场景:有一个汽车销售公司,拥有很多家4S店,这些4S店的数据,都会在一段时间内陆续传递过来,汽车的销售数据,
现在希望能够在内存中缓存比如1000条销售数据,然后一次性批量上传到es中去。

Java代码:

BulkRequest bulkRequest = new BulkRequest();

// 添加数据
JSONObject car = new JSONObject();
car.put("brand", "奔驰");
car.put("name", "奔驰C200");
car.put("price", 350000);
car.put("produce_date", "2020-01-05");
car.put("sale_price", 360000);
car.put("sale_date", "2020-02-03");
bulkRequest.add(new IndexRequest("car_sales").id("3").source(car.toJSONString(), XContentType.JSON));

// 更新数据
bulkRequest.add(new UpdateRequest("car_shop", "2").doc(jsonBuilder()
        .startObject()
        .field("sale_price", "290000")
        .endObject()));

// 删除数据
bulkRequest.add(new DeleteRequest("car_shop").id("1"));

BulkResponse bulk = restHighLevelClient.bulk(bulkRequest, RequestOptions.DEFAULT);
System.out.println(bulk.hasFailures() +" " +bulk.buildFailureMessage());

15.5 基于scroll实现月度销售数据批量下载

当需要从es中下载大批量的数据时,比如说做业务报表时需要将数据导出到Excel中,如果数据有几十万甚至是上百万条数据,此时可以使用scroll对大量的数据批量的获取和处理

// 创建查询请求,设置index
SearchRequest searchRequest = new SearchRequest("car_shop");
// 设定滚动时间间隔,60秒,不是处理查询结果的所有文档的所需时间
// 游标查询的过期时间会在每次做查询的时候刷新,所以这个时间只需要足够处理当前批的结果就可以了
searchRequest.scroll(TimeValue.timeValueMillis(60000));

// 构建查询条件
SearchSourceBuilder searchSourceBuilder = new SearchSourceBuilder();
searchSourceBuilder.query(QueryBuilders.matchQuery("brand", "奔驰"));
// 每个批次实际返回的数量
searchSourceBuilder.size(2);
searchRequest.source(searchSourceBuilder);

SearchResponse searchResponse = restHighLevelClient.search(searchRequest, RequestOptions.DEFAULT);

// 获取第一页的
String scrollId = searchResponse.getScrollId();
SearchHit[] searchHits = searchResponse.getHits().getHits();

int page = 1;
//遍历搜索命中的数据,直到没有数据
while (searchHits != null && searchHits.length > 0) {
    System.out.println(String.format("--------第%s页-------", page++));
    for (SearchHit searchHit : searchHits) {
        System.out.println(searchHit.getSourceAsString());
    }
    System.out.println("=========================");

    SearchScrollRequest scrollRequest = new SearchScrollRequest(scrollId);
    scrollRequest.scroll(TimeValue.timeValueMillis(60000));
    try {
        searchResponse = restHighLevelClient.scroll(scrollRequest, RequestOptions.DEFAULT);
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }

    scrollId = searchResponse.getScrollId();
    searchHits = searchResponse.getHits().getHits();
}

// 清除滚屏任务
ClearScrollRequest clearScrollRequest = new ClearScrollRequest();
// 也可以选择setScrollIds()将多个scrollId一起使用
clearScrollRequest.addScrollId(scrollId);
ClearScrollResponse clearScrollResponse = restHighLevelClient.clearScroll(clearScrollRequest,RequestOptions.DEFAULT);
System.out.println("succeeded:" + clearScrollResponse.isSucceeded());

所有数据获取完毕之后,需要手动清理掉 scroll_id 。
虽然es 会有自动清理机制,但是 scroll_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。所以用完之后要及时清理

15.6 基于search template实现按品牌分页查询模板

Map<String, Object> params = new HashMap<>(1);
params.put("brand", "奔驰");

SearchTemplateRequest templateRequest = new SearchTemplateRequest();
templateRequest.setScript("{\n" +
        "  \"query\": {\n" +
        "    \"match\": {\n" +
        "      \"brand\": \"{{brand}}\" \n" +
        "    }\n" +
        "  }\n" +
        "}\n");
templateRequest.setScriptParams(params);
templateRequest.setScriptType(ScriptType.INLINE);
templateRequest.setRequest(new SearchRequest("car_shop"));

SearchTemplateResponse templateResponse = restHighLevelClient.searchTemplate(templateRequest, RequestOptions.DEFAULT);
SearchHit[] hits = templateResponse.getResponse().getHits().getHits();
if(null!=hits && hits.length!=0){
    for (SearchHit hit : hits) {
        System.out.println(hit.getSourceAsString());
    }
}else {
    System.out.println("无符合条件的数据");
}

15.7 对汽车品牌进行全文检索、精准查询和前缀搜索

@Test
public void fullSearch() throws IOException {
    
    SearchSourceBuilder searchSourceBuilder = new SearchSourceBuilder();
    searchSourceBuilder.query(QueryBuilders.matchQuery("brand", "奔驰"));
    search(searchSourceBuilder);
    System.out.println("-----------------------------");

    searchSourceBuilder = new SearchSourceBuilder();
    searchSourceBuilder.query(QueryBuilders.multiMatchQuery("宝马", "brand", "name"));
    search(searchSourceBuilder);
    System.out.println("-----------------------------");

    searchSourceBuilder = new SearchSourceBuilder();
    searchSourceBuilder.query(QueryBuilders.prefixQuery("name", "奔"));
    search(searchSourceBuilder);
    System.out.println("-----------------------------");

}

private void search(SearchSourceBuilder searchSourceBuilder) throws IOException {
    SearchRequest searchRequest = new SearchRequest("car_shop");
    searchRequest.source(searchSourceBuilder);
    SearchResponse searchResponse = restHighLevelClient.search(searchRequest, RequestOptions.DEFAULT);
    SearchHit[] searchHits = searchResponse.getHits().getHits();
    if(searchHits!=null && searchHits.length!=0){
        for (SearchHit searchHit : searchHits) {
            System.out.println(searchHit.getSourceAsString());
        }
    }
}

15.8 对汽车品牌进行多种的条件组合搜索

SearchSourceBuilder searchSourceBuilder = new SearchSourceBuilder();
    searchSourceBuilder.query(QueryBuilders.boolQuery()
            .must(QueryBuilders.matchQuery("brand", "奔驰"))
            .mustNot(QueryBuilders.termQuery("name.raw", "奔驰C203"))
            .should(QueryBuilders.termQuery("produce_date", "2020-01-02"))
            .filter(QueryBuilders.rangeQuery("price").gte("280000").lt("500000"))
    );
    
SearchRequest searchRequest = new SearchRequest("car_shop");
searchRequest.source(searchSourceBuilder);
SearchResponse searchResponse = restHighLevelClient.search(searchRequest, RequestOptions.DEFAULT);
SearchHit[] searchHits = searchResponse.getHits().getHits();
if(searchHits!=null && searchHits.length!=0){
 for (SearchHit searchHit : searchHits) {
     System.out.println(searchHit.getSourceAsString());
 }
}

基于地理位置对周围汽车4S店进行搜索

需要将字段类型设置坐标类型

POST /car_shop/_mapping
{
  "properties": {
      "pin": {
          "properties": {
              "location": {
                  "type": "geo_point"
              }
          }
      }
  }
}

添加数据

PUT /car_shop/_doc/5
{
    "name": "上海至全宝马4S店",
    "pin" : {
        "location" : {
            "lat" : 40.12,
            "lon" : -71.34
        }
    }
}

搜索两个坐标点组成的一个区域

SearchSourceBuilder searchSourceBuilder = new SearchSourceBuilder();
searchSourceBuilder.query(QueryBuilders.geoBoundingBoxQuery("pin.location")
        .setCorners(40.73, -74.1, 40.01, -71.12));

指定一个区域,由三个坐标点,组成,比如上海大厦,东方明珠塔,上海火车站

searchSourceBuilder = new SearchSourceBuilder();
List<GeoPoint> points = new ArrayList<>();
points.add(new GeoPoint(40.73, -74.1));
points.add(new GeoPoint(40.01, -71.12));
points.add(new GeoPoint(50.56, -90.58));
searchSourceBuilder.query(QueryBuilders.geoPolygonQuery("pin.location", points));

搜索距离当前位置在200公里内的4s店

searchSourceBuilder = new SearchSourceBuilder();
searchSourceBuilder.query(QueryBuilders.geoDistanceQuery("pin.location")
        .point(40, -70).distance(200, DistanceUnit.KILOMETERS));    
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