1.DSL查询文档

1.1 查询分类
查询所有: 查询所有数据,测试用。 match_all
全文检索查询: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。 match_query mutli_match_query
精准查询: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。ids range term
地理查询:根据经纬度查询。 geo_distance geo_bounding_box
复合查询: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。 bool function_score

  1. 查询的基本语法:
GET /索引库名称/_search
{
  "query": {
    "查询类型": {
      "查询条件": "条件值"
    }
  }
}

1.2全文索引查询
基本流程:
对用户搜索的内容做分词,得到分词
根据词条去倒排索引库中匹配,得到文档id
根据文档id找到文档,返回给用户

应用场景:
商城的输入框搜索,百度输入框搜索
(注:因为是拿着词条去匹配,因此参与搜索的字段也必须是可分词的text类型的字段。)

基本语法
match查询:单字段查询

GET /indexName/_search
{
  "query": {
    "match": {
      "FIELD": "TEXT"
    }
  }
}

multi_match查询:多字段查询,任意一个字段符合条件就算符合查询条件

GET /indexName/_search
{
  "query": {
    "multi_match": {
      "query": "TEXT",
      "fields": ["FIELD1", " FIELD12"]
    }
  }
}
match和multi_match的区别是什么?
  • match:根据一个字段查询。
  • multi_match:根据多个字段查询,参与查询字段越多,查询性能越差。

1.3 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。
term:根据词条精确值查询
精确查询的字段不能是分词字段,查询的条件也必须是不分词的词条。查询时,用户输入的内容跟自动值完全匹配时才认为符合条件。如果用户输入的内容过多,反而搜索不到数据。
语法:

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

range:根据值的范围查询
范围查询,一般应用在对数值类型做范围过滤的时候
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
      }
    }
  }
}

1.4 地理坐标查询

地理坐标查询,实际是根据经度纬度查询。
使用场景:
携程:搜索我附近的酒店
滴滴:搜索我附近的出租车
微信:搜索我附近的人

矩形范围查询
矩形范围查询,也就是geo_bounding_box查询,查询坐标落在某个矩形范围的所有文档:
image.png
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。

语法:

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
也叫距离查询(geo_distance):查询到指定中心点小于某个距离值的所有文档,
在地图上找一个点作为圆心,以指定距离为半径,画一个圆,落在圆内的坐标都算符合条件:

image.png
语法:

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

1.5:复合查询
可以将其他简单的查询组合起来,实现更复杂的搜索逻辑。
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
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。
在elasticsearch中,早期使用的打分算法是TF-IDF算法,公式如下:
image.png
在后来的5.1版本升级中,elasticsearch将算法改进为BM25算法,公式如下:
image.png

语法
image.png
function score的运行流程如下:

  • 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(决定哪些文档的算分被修改)
  • 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)(决定函数算分的算法)基于运算模式(决定最终酸粉结果)做运算,得到最终结果,作为相关性算分。

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
布尔查询是一个或多个查询子句的组合,每一个子句就是一个子查询。子查询的组合方式有:

  • 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:

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 } }}
      ]
    }
  }
}

2.搜索结果处理

搜索的结果可以按照用户指定的方式去处理或展示。
2.1 排序
elasticsearch默认是根据相关度算分(_score)来排序,但是也支持自定义方式对搜索结果排序。可以排序字段类型有:keyword类型、数值类型、地理坐标类型、日期类型等。
普通字段排序:keyword、数值、日期类型排序的语法基本一致。
语法:

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

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
      }
    }
  ]
}

这个查询的含义是:

  • 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

2.2 分页
elasticsearch 默认情况下只返回top10的数据。而如果要查询更多数据就需要修改分页参数了。elasticsearch中通过修改from、size参数来控制要返回的分页结果:

  • from:从第几个文档开始
  • size:总共查询几个文档

类似于mysql中的limit ?, ?

基本分页:

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:

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
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:

  • 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。

2.3 高亮
我们在百度,京东搜索时,关键字会变成红色,比较醒目,这叫高亮显示:

image.png

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,例如标签
  • 2)页面给标签编写CSS样式

高亮的语法:

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
      }
    }
  }
}

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
  • 如果要对非搜索字段高亮,则需要添加一个属性:required_field_match=false

3.RestClient查询文档

步骤:
1)准备Request对象
2)准备请求参数
3)发起请求
4)解析响应

1.match_all:

@Test
void testMatchAll() throws IOException {
    // 1.准备Request
    SearchRequest request = new SearchRequest("hotel");
    // 2.准备DSL
    request.source()
        .query(QueryBuilders.matchAllQuery());
    // 3.发送请求
    SearchResponse response = client.search(request, RequestOptions.DEFAULT);

    // 4.解析响应
    handleResponse(response);
}

private void handleResponse(SearchResponse response) {
    // 4.解析响应
    SearchHits searchHits = response.getHits();
    // 4.1.获取总条数
    long total = searchHits.getTotalHits().value;
    System.out.println("共搜索到" + total + "条数据");
    // 4.2.文档数组
    SearchHit[] hits = searchHits.getHits();
    // 4.3.遍历
    for (SearchHit hit : hits) {
        // 获取文档source
        String json = hit.getSourceAsString();
        // 反序列化
        HotelDoc hotelDoc = JSON.parseObject(json, HotelDoc.class);
        System.out.println("hotelDoc = " + hotelDoc);
    }
}

elasticsearch返回的结果是一个JSON字符串,结构包含:

  • hits:命中的结果
    • total:总条数,其中的value是具体的总条数值
    • max_score:所有结果中得分最高的文档的相关性算分
    • hits:搜索结果的文档数组,其中的每个文档都是一个json对象
      • _source:文档中的原始数据,也是json对象

因此,我们解析响应结果,就是逐层解析JSON字符串,流程如下:

  • SearchHits:通过response.getHits()获取,就是JSON中的最外层的hits,代表命中的结果
    • SearchHits#getTotalHits().value:获取总条数信息
    • SearchHits#getHits():获取SearchHit数组,也就是文档数组
      • SearchHit#getSourceAsString():获取文档结果中的_source,也就是原始的json文档数据
  1. match查询 ```java @Test void testMatch() throws IOException { // 1.准备Request SearchRequest request = new SearchRequest(“hotel”); // 2.准备DSL request.source()
     .query(QueryBuilders.matchQuery("all", "如家"));
    
    // 3.发送请求 SearchResponse response = client.search(request, RequestOptions.DEFAULT); // 4.解析响应 handleResponse(response);

}


3.3精准查询

精确查询主要是两者:

- term:词条精确匹配
- range:范围查询

与之前的查询相比,差异同样在查询条件,其它都一样。
```java
@Test
void testMatch() throws IOException {
    // 1.准备Request
    SearchRequest request = new SearchRequest("hotel");
    // 2.准备DSL
    // request.source()
        .query(QueryBuilders.termQuery("city","杭州"));  //词条精准匹配
    request.source()
        .query(QueryBuilders.rangeQuery("price").hte(100).lte(150));//范围查询
    // 3.发送请求
    SearchResponse response = client.search(request, RequestOptions.DEFAULT);
    // 4.解析响应
    handleResponse(response);

}

3.4 布尔查询
布尔查询是用must、must_not、filter等方式组合其它查询,代码示例如下:

@Test
void testBool() throws IOException {
    // 1.准备Request
    SearchRequest request = new SearchRequest("hotel");
    // 2.准备DSL
    // 2.1.准备BooleanQuery
    BoolQueryBuilder boolQuery = QueryBuilders.boolQuery();
    // 2.2.添加term
    boolQuery.must(QueryBuilders.termQuery("city", "杭州"));
    // 2.3.添加range
    boolQuery.filter(QueryBuilders.rangeQuery("price").lte(250));

    request.source().query(boolQuery);
    // 3.发送请求
    SearchResponse response = client.search(request, RequestOptions.DEFAULT);
    // 4.解析响应
    handleResponse(response);

}

3.5 排序、分页

@Test
void testPageAndSort() throws IOException {
    // 页码,每页大小
    int page = 1, size = 5;

    // 1.准备Request
    SearchRequest request = new SearchRequest("hotel");
    // 2.准备DSL
    // 2.1.query
    request.source().query(QueryBuilders.matchAllQuery());
    // 2.2.排序 sort
    request.source().sort("price", SortOrder.ASC);
    // 2.3.分页 from、size
    request.source().from((page - 1) * size).size(5);
    // 3.发送请求
    SearchResponse response = client.search(request, RequestOptions.DEFAULT);
    // 4.解析响应
    handleResponse(response);

}

3.6 高亮
高亮的代码与之前代码差异较大,有两点:

  • 查询的DSL:其中除了查询条件,还需要添加高亮条件,同样是与query同级。
  • 结果解析:结果除了要解析_source文档数据,还要解析高亮结果

高亮请求的构建
高亮查询必须使用全文检索查询,并且要有搜索关键字。

@Test
void testHighlight() throws IOException {
    // 1.准备Request
    SearchRequest request = new SearchRequest("hotel");
    // 2.准备DSL
    // 2.1.query
    request.source().query(QueryBuilders.matchQuery("all", "如家"));
    // 2.2.高亮
    request.source().highlighter(new HighlightBuilder().field("name").requireFieldMatch(false));
    // 3.发送请求
    SearchResponse response = client.search(request, RequestOptions.DEFAULT);
    // 4.解析响应
    handleResponse(response);

}

高亮结果分析
高亮的结果与查询的文档结果默认是分离的,并不在一起。

private void handleResponse(SearchResponse response) {
    // 4.解析响应
    SearchHits searchHits = response.getHits();
    // 4.1.获取总条数
    long total = searchHits.getTotalHits().value;
    System.out.println("共搜索到" + total + "条数据");
    // 4.2.文档数组
    SearchHit[] hits = searchHits.getHits();
    // 4.3.遍历
    for (SearchHit hit : hits) {
        // 获取文档source
        String json = hit.getSourceAsString();
        // 反序列化
        HotelDoc hotelDoc = JSON.parseObject(json, HotelDoc.class);
        // 获取高亮结果
        Map<String, HighlightField> highlightFields = hit.getHighlightFields();
        if (!CollectionUtils.isEmpty(highlightFields)) {
            // 根据字段名获取高亮结果
            HighlightField highlightField = highlightFields.get("name");
            if (highlightField != null) {
                // 获取高亮值
                String name = highlightField.getFragments()[0].string();
                // 覆盖非高亮结果
                hotelDoc.setName(name);
            }
        }
        System.out.println("hotelDoc = " + hotelDoc);
    }
}