DSL查询文档

查询分类

Elasticsearch提供了基于JSON的DSL(Domain Specific Language)来定义查询。常见的查询类型包括:

  1. - 查询所有:查询出所有数据,一般测试用。例如:match_all
  2. - 全文检索(full text)查询:利用分词器对用户输入内容分词,然后去倒排索引库中匹配。例如:
  3. - match_query
  4. - multi_match_query
  5. - 精确查询:根据精确词条值查找数据,一般是查找keyword、数值、日期、boolean等类型字段。例如:
  6. - ids
  7. - range
  8. - term
  9. - 地理(geo)查询:根据经纬度查询。例如:
  10. - geo_distance
  11. - geo_bounding_box
  12. - 复合(compound)查询:复合查询可以将上述各种查询条件组合起来,合并查询条件。例如:
  13. - bool
  14. - function_score
  15. 语法:
  16. GET /indexName/_search
  17. {
  18. "query": {
  19. "查询类型": {
  20. "查询条件": "条件值"
  21. }
  22. }
  23. }

match

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参数:relation代表精程度,eq为准确。
hits:第一个hits表示命中结果,第二个表示具体查询到的文档,为数组,
具体内容在source字段上里面每一个json表示一个文档
score表示得分,得分越高证明数据越符合要求

- multi_match_query

GET /indexName/_search
{
  "query": {
    "multi_match": {
      "query": "TEXT",
      "fields": ["FIELD1", " FIELD12"]
    }
  }
}

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多字段查询:从中获取相关字段的值,不建议使用,会降低查询效率,可以使用copy_to字段(建立索引库时)
image.png
查询时还是使用单字段,自己封装的all
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精准查询

精确查询一般是查找keyword、数值、日期、boolean等类型字段。所以不会对搜索条件分词。常见的有:

- term:根据词条精确值查询
- range:根据值的范围查询

term查询

语法:

// term查询
GET /indexName/_search
{
  "query": {
    "term": {
      "FIELD": {
        "value": "VALUE"
      }
    }
  }
}

image.png
多个词语形成的短语时,反而搜索不到:
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range查询

语法:

// range查询
GET /indexName/_search
{
  "query": {
    "range": {
      "FIELD": {
        "gte": 10, // 这里的gte代表大于等于,gt则代表大于
        "lte": 20 // lte代表小于等于,lt则代表小于
      }
    }
  }
}

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地理坐标查询

所谓的地理坐标查询,其实就是根据经纬
使用场景:滴滴打车,附近酒店

矩形范围查询

查询坐标落在某个矩形范围的所有文档
用法:查询时,需要指定矩形的左上右下两个点的坐标,然后画出一个矩形,落在该矩形内的都是符合条件的点。

GET hotel/_search
{
  "query":{
    "geo_bounding_box":{
      "location":{
        "top_left": {
          "lat": 31.1,
          "lon": 121.5
        },
        "bottom_right":{
          "lat": 30.9,
          "lon": 121.7
        }
      }
    }
  }
}

附近查询

距离查询(geo_distance):查询到指定中心点小于某个距离值的所有文档。

// geo_distance 查询
GET /indexName/_search
{
  "query": {
    "geo_distance": {
      "distance": "15km", // 半径
      "FIELD": "31.21,121.5" // 圆心
    }
  }
}

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符合查询

复合(compound)查询:复合查询可以将其它简单查询组合起来,实现更复杂的搜索逻辑。常见的有两种:

- fuction score:算分函数查询,可以控制文档相关性算分,控制文档排名
- bool query:布尔查询,利用逻辑关系组合多个其它的查询,实现复杂搜索

相关性算分

当我们利用match查询时,文档结果会根据与搜索词条的关联度打分(_score),返回结果时按照分值降序排列。

例如,我们搜索 "虹桥如家",结果如下:
[
  {
    "_score" : 17.850193,
    "_source" : {
      "name" : "虹桥如家酒店真不错",
    }
  },
  {
    "_score" : 12.259849,
    "_source" : {
      "name" : "外滩如家酒店真不错",
    }
  },
  {
    "_score" : 11.91091,
    "_source" : {
      "name" : "迪士尼如家酒店真不错",
    }
  }
]

要想认为控制相关性算分,就需要利用elasticsearch中的function score 查询了。

- 原始查询条件:query部分,基于这个条件搜索文档,并且基于BM25算法给文档打分,原始算分(query score)
- 过滤条件:filter部分,符合该条件的文档才会重新算分
- 算分函数:符合filter条件的文档要根据这个函数做运算,得到的函数算分(function score),有四种函数
  - weight:函数结果是常量
  - field_value_factor:以文档中的某个字段值作为函数结果
  - random_score:以随机数作为函数结果
  - script_score:自定义算分函数算法
- 运算模式:算分函数的结果、原始查询的相关性算分,两者之间的运算方式,包括:
  - multiply:相乘
  - replace:用function score替换query score
  - 其它,例如:sum、avg、max、min

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- 1)根据原始条件查询搜索文档,并且计算相关性算分,称为原始算分(query score)
- 2)根据过滤条件,过滤文档
- 3)符合过滤条件的文档,基于算分函数运算,得到函数算分(function score)
- 4)将原始算分(query score)和函数算分(function score)基于运算模式做运算,得到最终结果,作为相关性算分。

因此,其中的关键点是:

- 过滤条件:决定哪些文档的算分被修改
- 算分函数:决定函数算分的算法
- 运算模式:决定最终算分结果

实列:
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布尔查询

常见的组合方式

- must:必须匹配每个子查询,类似“与”
- should:选择性匹配子查询,类似“或”
- must_not:必须不匹配,不参与算分,类似“非”
- filter:必须匹配,不参与算分

需要注意的是,搜索时,参与打分的字段越多,查询的性能也越差。因此这种多条件查询时,建议这样做:

- 搜索框的关键字搜索,是全文检索查询,使用must查询,参与算分
- 其它过滤条件,采用filter查询。不参与算分

语法格式

GET /hotel/_search
{
  "query": {
    "bool": {
      "must": [
        {"term": {"city": "上海" }}
      ],
      "should": [
        {"term": {"brand": "皇冠假日" }},
        {"term": {"brand": "华美达" }}
      ],
      "must_not": [
        { "range": { "price": { "lte": 500 } }}
      ],
      "filter": [
        { "range": {"score": { "gte": 45 } }}
      ]
    }
  }
}

案例:

需求:搜索名字包含“如家”,价格不高于400,在坐标31.21,121.5周围10km范围内的酒店。

分析:

- 名称搜索,属于全文检索查询,应该参与算分。放到must中
- 价格不高于400,用range查询,属于过滤条件,不参与算分。放到must_not中
- 周围10km范围内,用geo_distance查询,属于过滤条件,不参与算分。放到filter中

image.png
总结

- must:必须匹配的条件,可以理解为“与”
- should:选择性匹配的条件,可以理解为“或”
- must_not:必须不匹配的条件,不参与打分
- filter:必须匹配的条件,不参与打分

搜索处理结果

排序(排序字段不能使用分词字段)

keyword、数值、日期类型排序的语法基本一致。

GET /indexName/_search
{
  "query": {
    "match_all": {}
  },
  "sort": [
    {
      "FIELD": "desc"  // 排序字段、排序方式ASC、DESC
    }
  ]
}
排序条件是一个数组,也就是可以写多个排序条件。按照声明的顺序,
当第一个条件相等时,再按照第二个条件排序,以此类推

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解析:酒店数据按照用户评价(score)降序排序,评价相同的按照价格(price)升序排序

地理坐标排序


语法

GET /indexName/_search
{
  "query": {
    "match_all": {}
  },
  "sort": [
    {
      "_geo_distance" : {
          "FIELD" : "纬度,经度", // 文档中geo_point类型的字段名、目标坐标点
          "order" : "asc", // 排序方式
          "unit" : "km" // 排序的距离单位
      }
    }
  ]
}
解析:
- 指定一个坐标,作为目标点
- 计算每一个文档中,指定字段(必须是geo_point类型)的坐标 到目标点的距离是多少
- 根据距离排序

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分页

GET /hotel/_search
{
  "query": {
    "match_all": {}
  },
  "from": 0, // 分页开始的位置,默认为0
  "size": 10, // 期望获取的文档总数
  "sort": [
    {"price": "asc"}
  ]
}

深度分页问题

查询990~1000的数据

GET /hotel/_search
{
  "query": {
    "match_all": {}
  },
  "from": 990, // 分页开始的位置,默认为0
  "size": 10, // 期望获取的文档总数
  "sort": [
    {"price": "asc"}
  ]
}
这里是查询990开始的数据,也就是 第990~第1000条 数据。

不过,elasticsearch内部分页时,必须先查询 0~1000条,然后截取其中的990 ~ 1000的这10条:

查询TOP1000,如果es是单点模式,这并无太大影响。

但是elasticsearch将来一定是集群,例如我集群有5个节点,我要查询TOP1000的数据,并不是每个节点查询200条就可以了。

因为节点A的TOP200,在另一个节点可能排到10000名以外了。

因此要想获取整个集群的TOP1000,必须先查询出每个节点的TOP1000,汇总结果后,重新排名,重新截取TOP1000。

当查询分页深度较大时,汇总数据过多,对内存和CPU会产生非常大的压力,因此elasticsearch会禁止from+ size 超过10000的请求。

针对深度分页,ES提供了两种解决方案,官方文档:

- search after:分页时需要排序,原理是从上一次的排序值开始,查询下一页数据。官方推荐使用的方式。
- scroll:原理将排序后的文档id形成快照,保存在内存。官方已经不推荐使用。

GET hotel/_search
{
  "query": {
    "match": {
      "all": "外滩如家"
    }
  },
  "size": 3, 
  "search_after": [379, "433576"],
  "sort": [
    {
      "price": {
        "order": "desc"
      }
    },
    {
      "id": {
        "order": "asc"
      }
    }
  ]
}
分页查询的常见实现方案以及优缺点:

- from + size:
  - 优点:支持随机翻页
  - 缺点:深度分页问题,默认查询上限(from + size)是10000
  - 场景:百度、京东、谷歌、淘宝这样的随机翻页搜索
- after search:
  - 优点:没有查询上限(单次查询的size不超过10000)
  - 缺点:只能向后逐页查询,不支持随机翻页
  - 场景:没有随机翻页需求的搜索,例如手机向下滚动翻页
- scroll:
  - 优点:没有查询上限(单次查询的size不超过10000)
  - 缺点:会有额外内存消耗,并且搜索结果是非实时的
  - 场景:海量数据的获取和迁移。从ES7.1开始不推荐,建议用 after search方案。

公式:from(page-1)*size size=n

高亮

实现步骤
高亮显示的实现分为两步:

- 1)给文档中的所有关键字都添加一个标签,例如<em>标签
- 2)页面给<em>标签编写CSS样式
注意:
- 高亮是对关键字高亮,因此搜索条件必须带有关键字,而不能是范围这样的查询。
- 默认情况下,高亮的字段,必须与搜索指定的字段一致,否则无法高亮,即上下field一致
- 如果要对非搜索字段高亮,则需要添加一个属性:required_field_match=false

语法:

GET /hotel/_search
{
  "query": {
    "match": {
      "FIELD": "TEXT" // 查询条件,高亮一定要使用全文检索查询
    }
  },
  "highlight": {
    "fields": { // 指定要高亮的字段
      "FIELD": {
        "pre_tags": "<em>",  // 用来标记高亮字段的前置标签
        "post_tags": "</em>" // 用来标记高亮字段的后置标签
      }
    }
  }
}

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总结
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