Elasticsearch 简介
Elasticsearch 介绍、安装及其使用的相关内容,详见《ElasticSearch 分布式全文搜索引擎》笔记
概述
ES(Elasticsearch)是一个分布式全文搜索引擎。全文搜索的条件不再是仅用于对某一个字段进行比对,而是在一条数据中使用搜索条件去比对更多的字段,只要能匹配上就列入查询结果,这就是全文搜索的目的。
要实现全文搜索的效果,不可能使用数据库中 like 操作去进行比对,这种方式效率太低了。ES 设计了一种全新的思想,来实现全文搜索。具体操作过程如下:
- 将被查询的字段的数据全部文本信息进行查分,分成若干个词
- 例如“今天很开心”就会被拆分成三个词,分别是“今天”、“很”、“开心”,此过程有专业术语叫做分词。分词的策略不同,分出的效果不一样,不同的分词策略称为分词器。
- 将分词得到的结果存储起来,对应每条数据的id
- 例如id为1的数据中名称这一项的值是“今天很开心”,那么分词结束后,就会出现“今天”对应id为1,“很”对应id为1,“开心”对应id为1
- 例如id为2的数据中名称这一项的值是“今天学习编程”,那么分词结束后,就会出现“今天”对应id为2,“学习”对应id为2,“编程”对应id为2
- 此时就会出现如下对应结果,按照上述形式可以对所有文档进行分词。需要注意分词的过程不是仅对一个字段进行,而是对每一个参与查询的字段都执行,最终结果汇总到一个表格中
- 当进行查询时,如果输入“今天”作为查询条件,可以通过上述表格数据进行比对,得到id值1,2,然后根据id值就可以得到查询的结果数据了。
上述过程中分词结果关键字内容每一个都不相同,作用有点类似于数据库中的索引,是用来加速数据查询的。但是数据库中的索引是对某一个字段进行添加索引,而这里的分词结果关键字不是一个完整的字段值,只是一个字段中的其中的一部分内容。并且索引使用时是根据索引内容查找整条数据,全文搜索中的分词结果关键字查询后得到的并不是整条的数据,而是数据的id,要想获得具体数据还要再次查询,因此这里为这种分词结果关键字起了一个全新的名称,叫做倒排索引。
安装
windows 版安装包下载地址:https://www.elastic.co/cn/downloads/elasticsearch
下载的安装包是解压缩就能使用的 zip 文件,解压缩到没有中文与空格目录即可
启动服务器
进入 ElasticSearch 安装位置的 bin 目录中,双击 elasticsearch.bat 文件即可启动 ES 服务器,默认服务端口 9200。
通过浏览器访问 http://localhost:9200 看到相应的 json 数据,即 ES 服务器正常启动
基本操作
ES 中保存有需要查询的数据,只不过格式和数据库存储数据格式不同而已。在 ES 中要先创建倒排索引,这个索引的功能又点类似于数据库的表,然后将数据添加到倒排索引中,添加的数据称为文档。所以要进行 ES 的操作要先创建索引,再添加文档,这样才能进行后续的查询操作。
要操作 ES 可以通过 Restful 风格的请求来进行,也就是说发送一个请求就可以执行一个操作。比如新建索引,删除索引这些操作都可以使用发送请求的形式来进行。
创建索引
注:下面所有其他示例,books 是索引名称,使用 Postman 等请求工具发送
创建索引发送 PUT 类型请求
PUT http://localhost:9200/books发送请求后,看到如下信息即索引创建成功
{
"acknowledged": true,
"shards_acknowledged": true,
"index": "books"
}重复创建已经存在的索引会出现错误信息,reason 属性中描述错误原因
{
"error": {
"root_cause": [
{
"type": "resource_already_exists_exception",
"reason": "index [books/VgC_XMVAQmedaiBNSgO2-w] already exists",
"index_uuid": "VgC_XMVAQmedaiBNSgO2-w",
"index": "books"
}
],
"type": "resource_already_exists_exception",
"reason": "index [books/VgC_XMVAQmedaiBNSgO2-w] already exists", # books索引已经存在
"index_uuid": "VgC_XMVAQmedaiBNSgO2-w",
"index": "book"
},
"status": 400
}查询索引
创建索引发送 GET 类型请求
GET http://localhost:9200/books查询索引得到索引相关信息,如下
{
"book": {
"aliases": {},
"mappings": {},
"settings": {
"index": {
"routing": {
"allocation": {
"include": {
"_tier_preference": "data_content"
}
}
},
"number_of_shards": "1",
"provided_name": "books",
"creation_date": "1645768584849",
"number_of_replicas": "1",
"uuid": "VgC_XMVAQmedaiBNSgO2-w",
"version": {
"created": "7160299"
}
}
}
}
}如果查询了不存在的索引,会返回错误信息,例如查询名称为 book 的索引后信息如下
{
"error": {
"root_cause": [
{
"type": "index_not_found_exception",
"reason": "no such index [book]",
"resource.type": "index_or_alias",
"resource.id": "book",
"index_uuid": "_na_",
"index": "book"
}
],
"type": "index_not_found_exception",
"reason": "no such index [book]", # 没有book索引
"resource.type": "index_or_alias",
"resource.id": "book",
"index_uuid": "_na_",
"index": "book"
},
"status": 404
}删除索引
删除索引发送 DELETE 类型请求
DELETE http://localhost:9200/books删除所有后,给出删除结果
{
"acknowledged": true
}如果重复删除,会给出错误信息,同样在 reason 属性中描述具体的错误原因
{
"error": {
"root_cause": [
{
"type": "index_not_found_exception",
"reason": "no such index [books]",
"resource.type": "index_or_alias",
"resource.id": "book",
"index_uuid": "_na_",
"index": "book"
}
],
"type": "index_not_found_exception",
"reason": "no such index [books]", # 没有books索引
"resource.type": "index_or_alias",
"resource.id": "book",
"index_uuid": "_na_",
"index": "book"
},
"status": 404
}创建索引并指定分词器
前面创建的索引是未指定分词器的,可以在创建索引时添加请求参数,设置分词器。目前国内较为流行的分词器是 IK 分词器,使用前先在下对应的分词器,然后使用。
IK 分词器下载地址:https://github.com/medcl/elasticsearch-analysis-ik/releases
分词器下载后解压到 ES 安装目录的 plugins 目录中即可,安装分词器后需要重新启动 ES 服务器。使用 IK 分词器创建索引格式:
PUT http://localhost:9200/books请求参数如下(注意是json格式的参数)
{
"mappings": { # 定义mappings属性,替换创建索引时对应的mappings属性
"properties": { # 定义索引中包含的属性设置
"id": { # 设置索引中包含id属性
"type": "keyword" # 当前属性可以被直接搜索
},
"name": { # 设置索引中包含name属性
"type": "text", # 当前属性是文本信息,参与分词
"analyzer": "ik_max_word", # 使用IK分词器进行分词
"copy_to": "all" # 分词结果拷贝到all属性中
},
"type": {
"type": "keyword"
},
"description": {
"type": "text",
"analyzer": "ik_max_word",
"copy_to": "all"
},
"all": { # 定义属性,用来描述多个字段的分词结果集合,当前属性可以参与查询
"type": "text",
"analyzer": "ik_max_word"
}
}
}
}创建完毕后返回结果和不使用分词器创建索引的结果是一样的,此时可以通过查看索引信息观察到添加的请求参数 mappings 已经进入到了索引属性中
{
"books": {
"aliases": {},
"mappings": {
"properties": {
"all": {
"type": "text",
"analyzer": "ik_max_word"
},
"description": {
"type": "text",
"copy_to": [
"all"
],
"analyzer": "ik_max_word"
},
"id": {
"type": "keyword"
},
"name": {
"type": "text",
"copy_to": [
"all"
],
"analyzer": "ik_max_word"
},
"type": {
"type": "keyword"
}
}
},
"settings": {
"index": {
"routing": {
"allocation": {
"include": {
"_tier_preference": "data_content"
}
}
},
"number_of_shards": "1",
"provided_name": "books",
"creation_date": "1645769809521",
"number_of_replicas": "1",
"uuid": "DohYKvr_SZO4KRGmbZYmTQ",
"version": {
"created": "7160299"
}
}
}
}
}添加文档
目前我们已经有了索引了,但是索引中还没有数据,所以要先添加数据,ES中称数据为文档,下面进行文档操作。
- 添加文档发送 POST 类型请求,有以下三种方式
POST http://localhost:9200/books/_doc # 使用系统生成id
POST http://localhost:9200/books/_create/1 # 使用指定id
POST http://localhost:9200/books/_doc/1 # 使用指定id,不存在创建,存在更新(版本递增)文档通过请求参数传递,数据格式json
{
"name": "springboot",
"type": "springboot",
"description": "springboot"
}查询文档
查询文档发送 GET 请求
GET http://localhost:9200/books/_doc/1 # 查询单个文档
GET http://localhost:9200/books/_search # 查询全部文档- 条件查询
GET http://localhost:9200/books/_search?q=name:springboot # q=查询属性名:查询属性值删除文档
删除文档发送 DELETE 请求
DELETE http://localhost:9200/books/_doc/1修改文档
修改文档发送 PUT 请求
- 修改文档(全量更新)
PUT http://localhost:9200/books/_doc/1文档通过请求参数传递,数据格式json
{
"name": "springboot",
"type": "springboot",
"description": "springboot"
}- 修改文档(部分更新)
POST http://localhost:9200/books/_update/1文档通过请求参数传递,数据格式json
{
"doc": { # 部分更新并不是对原始文档进行更新,而是对原始文档对象中的doc属性中的指定属性更新
"name": "springboot" # 仅更新提供的属性值,未提供的属性值不参与更新操作
}
}Spring Boot 整合 Elasticsearch 低级别客户端
以下是整合 ES 早期操作使用的客户端,被称为 Low Level Client,这种客户端操作方式性能方面略显不足
引入依赖
导入 Spring Boot 整合 Elasticsearch 低级别客户端的坐标
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-elasticsearch</artifactId>
</dependency>项目配置
在 Spring Boot 项目配置文件 application.yml 中,设置 Elasticsearch 相关配置,主要配置 ES 服务器地址,端口 9200
spring:
elasticsearch:
rest:
uris: http://localhost:9200操作客户端
使用 Spring Boot 整合 ES 的专用客户端接口 ElasticsearchRestTemplate 来进行操作
@SpringBootTest
public class ElasticsearchTest {
/* ES 早期低版本的客户操作对象 ElasticsearchRestTemplate,不推荐使用 */
@Autowired
private ElasticsearchRestTemplate template;
}Spring Boot 整合 Elasticsearch 高级别客户端
上述示例操作形式是 ES 早期的 Low Level Client,后面 ES 开发了全新的客户端操作方式,称为 High Level Client。高级别客户端与 ES 版本同步更新,但是 Spring Boot 最初整合 ES 的时候使用的是低级别客户端,所以企业开发需要更换成高级别的客户端模式。
引入依赖
导入 Spring Boot 整合 Elasticsearch 高级别客户端的坐标
<!-- ES 全新的客户端操作方式,称为 High Level Client。推荐使用 -->
<dependency>
<groupId>org.elasticsearch.client</groupId>
<artifactId>elasticsearch-rest-high-level-client</artifactId>
</dependency>
<!-- ES 高级别客户没有整合 starter -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
</dependency>注:因为 Spring Boot 整合 ES 高级别客户端的坐标,此种形式目前没有对应的 starter,所以如果不是 Spring Boot web 应用的话,需要导入 spring-boot-starter 依赖
也可以直接使用 idea 的 Spring Initializr 创建 Spring Boot 项目,在创建模块的时候勾选相应的依赖,归属 NoSQL 分类中

项目配置
ES 高级别客户可以不需要与低级别客户一样,在 Spring Boot 项目配置文件 application.yml 中,设置 Elasticsearch 相关基础配置,因为在创建客户端时会指定服务器ip地址与端口
操作客户端示例
创建客户端对象
使用编程的形式设置连接的 ES 服务器,并获取客户端对象。配置 ES 服务器地址与端口9200(可以将地址与端口等写到配置文件中,再读取配置文件),记得客户端使用完毕需要手工关闭。由于当前客户端是手工维护的,因此不能通过自动装配的形式加载对象。
@SpringBootTest
public class ElasticsearchTest {
/* ES 早期低级别的客户操作对象 ElasticsearchRestTemplate,不推荐使用 */
// @Autowired
// private ElasticsearchRestTemplate template;
/* ES 高级别客户操作对象 */
private RestHighLevelClient client;
@BeforeEach
public void init() {
// 指定 es 服务器地址,创建 HttpHost 连接对象。(可以修改成读取配置文件)
HttpHost host = HttpHost.create("http://localhost:9200");
// 创建高级别客户端操作对象
RestClientBuilder builder = RestClient.builder(host);
client = new RestHighLevelClient(builder);
}
@AfterEach
public void shutdown() throws IOException {
client.close();
}
}创建索引
高级别客户端操作是通过发送请求的方式完成所有操作的,ES 针对各种不同的操作,设定了各式各样的请求对象,在创建索引的对象是 CreateIndexRequest,其他操作也会有自己专用的 Request 对象。
- 创建普通索引
@Test
public void testCreateIndex() throws IOException {
// 创建索引专用的请求对象 CreateIndexRequest
CreateIndexRequest request = new CreateIndexRequest("books");
client.indices().create(request, RequestOptions.DEFAULT);
}- 创建索引(IK分词器)。IK 分词器是通过请求参数的形式进行设置的,设置请求参数使用
CreateIndexRequest对象中的source方法进行设置,根据操作种类来决定相应的参数。当请求中需要参数时,均可使用当前形式进行参数设置。
@Test
public void testCreateIndexByIK() throws IOException {
CreateIndexRequest request = new CreateIndexRequest("books");
String json = "{\n" +
" \"mappings\":{\n" +
" \"properties\":{\n" +
" \"id\":{\n" +
" \"type\":\"keyword\"\n" +
" },\n" +
" \"name\":{\n" +
" \"type\":\"text\",\n" +
" \"analyzer\":\"ik_max_word\",\n" +
" \"copy_to\":\"all\"\n" +
" },\n" +
" \"type\":{\n" +
" \"type\":\"keyword\"\n" +
" },\n" +
" \"description\":{\n" +
" \"type\":\"text\",\n" +
" \"analyzer\":\"ik_max_word\",\n" +
" \"copy_to\":\"all\"\n" +
" },\n" +
" \"all\":{\n" +
" \"type\":\"text\",\n" +
" \"analyzer\":\"ik_max_word\"\n" +
" }\n" +
" }\n" +
" }\n" +
"}";
// 设置请求中的参数
request.source(json, XContentType.JSON);
client.indices().create(request, RequestOptions.DEFAULT);
}添加文档
添加文档使用的请求对象是 IndexRequest
@Test
public void testCreateDoc() throws IOException {
Book book = new Book();
book.setId(1);
book.setName("金田一少年之事件薄");
book.setType("漫画");
book.setDescription("推理迷不能错过");
// 创建新增的专用请求对象 IndexRequest
IndexRequest request = new IndexRequest("books").id(book.getId().toString());
String json = JSON.toJSONString(book);
request.source(json, XContentType.JSON);
client.index(request, RequestOptions.DEFAULT);
}批量添加文档
批量添加文档时,先创建一个 BulkRequest 的对象,可以将该对象理解为是一个保存 IndexRequest 对象的容器,将所有的请求都初始化好后,添加到 BulkRequest 对象中,再使用 BulkRequest 对象的 bulk 方法,一次性执行完毕。
@Test
public void testCreateDocBatch() throws IOException {
// 创建批量请求对象容器 BulkRequest
BulkRequest bulk = new BulkRequest();
for (int i = 2; i < 6; i++) {
Book book = new Book();
book.setId(i);
book.setName("金田一少年之事件薄第" + i + "集");
book.setType("漫画");
book.setDescription("推理迷不能错过" + i);
// 创建新增的专用请求对象 IndexRequest
IndexRequest request = new IndexRequest("books").id(book.getId().toString());
String json = JSON.toJSONString(book);
request.source(json, XContentType.JSON);
// 将 IndexRequest 请求对象加入到 BulkRequest 容器中
bulk.add(request);
}
// 批量新增
client.bulk(bulk, RequestOptions.DEFAULT);
}按id查询文档
根据 id 查询文档的请求对象是 GetRequest
@Test
public void testGet() throws IOException {
// 创建根据 id 查询文档专用请求对象 GetRequest
GetRequest request = new GetRequest("books", "2");
GetResponse response = client.get(request, RequestOptions.DEFAULT);
String json = response.getSourceAsString();
System.out.println(json);
}按条件查询文档
按条件查询文档的请求对象是 SearchRequest,查询时调用 SearchRequest 对象的 termQuery 方法,指定查询的属性名,此处支持使用合并字段,也就是前面定义索引属性时添加的 all 属性。
@Test
public void testSearch() throws IOException {
// 创建条件查询文档专用请求对象 SearchRequest
SearchRequest request = new SearchRequest("books");
// 指定查询条件(根据哪些属性查询)
SearchSourceBuilder builder = new SearchSourceBuilder();
builder.query(QueryBuilders.termQuery("all", "金田一"));
request.source(builder);
// 查询
SearchResponse response = client.search(request, RequestOptions.DEFAULT);
// 获取查询命中的数据
SearchHits hits = response.getHits();
for (SearchHit hit : hits) {
String source = hit.getSourceAsString();
System.out.println("source: " + source);
Book book = JSON.parseObject(source, Book.class);
System.out.println(book);
}
}