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微服务分布式搜索引擎 ElasticSearch 查询文档

搜索引擎elasticsearch微服务分布式java 2023-08-23 11:08:17 681人浏览 泡泡鱼
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文章目录 ⛄引言一、DSL查询文档⛅DSL 查询分类 二、DSL查询实例⛅全文检索查询⏰精确查询⚡地理坐标查询⌚复合查询 ⛵小结 ⛄引言 本文参考黑马 分布式Elastic search elasticsearch是一款

⛄引言

本文参考黑马 分布式Elastic search
elasticsearch是一款非常强大的开源索引擎,具备非常多强大功能,可以帮助我们从海量数据中快速找到需要的内容

一、DSL查询文档

ElasticSearch的查询依然是基于JSON风格的DSL来实现的。

⛅DSL 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:

  • 查询所有:查询出所有数据,一般测试用。例如:match_all

  • 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:

    • match_query
    • multi_match_query
  • 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:

    • ids
    • range
    • term
  • 地理(geo)查询:根据经纬度查询。例如:

    • geo_distance
    • geo_bounding_box
  • 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:

    • bool
    • function_score

查询的语法基本一致:

GET /indexName/_search{  "query": {    "查询类型": {      "查询条件": "条件值"    }  }}

我们以查询所有为例,其中:

  • 查询类型为match_all
  • 没有查询条件
// 查询所有GET /indexName/_search{  "query": {    "match_all": {    }  }}

其它查询无非就是查询类型查询条件的变化。

二、DSL查询实例

⛅全文检索查询

全文检索查询的基本流程如下:

  • 对用户搜索的内容做分词,得到词条
  • 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

比较常用的场景包括:

  • 商城的输入框搜索
  • 百度输入框搜索

例如京东

在这里插入图片描述

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

常见的全文检索查询包括:

  • match查询:单字段查询
  • 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

match查询语法如下:

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

mulit_match语法如下:

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

match查询实例

在这里插入图片描述

mulit_match查询实例

在这里插入图片描述

可以看到,两种查询结果是一样的,为什么?

因为我们将brand、name、business值都利用copy_to复制到了all字段中。因此你根据三个字段搜索,和根据all字段搜索效果当然一样了。

但是,搜索字段越多,对查询性能影响越大,因此建议采用copy_to,然后单字段查询的方式。

match和multi_match的区别

  • 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

⏰精确查询

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"      }    }  }}

term查询实例

当我搜索的是精确词条时,能正确查询出结果:

在这里插入图片描述

但是,当我搜索的内容不是词条,而是多个词语形成的短语时,反而搜索不到:

在这里插入图片描述

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      }    }  }}

range实例

在这里插入图片描述

精确查询常见的有哪些呢?

  • term查询:根据词条精确匹配,一般搜索keyword类型、数值类型、布尔类型、日期类型字段
  • range查询:根据数值范围查询,可以是数值、日期的范围

⚡地理坐标查询

所谓的地理坐标查询,其实就是根据经纬度查询,官方文档:https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/geo-queries.html

常见的使用场景包括:

  • 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

附近的酒店:

在这里插入图片描述

附近的车:

在这里插入图片描述

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:

在这里插入图片描述

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。

语法如下:

// geo_bounding_box查询GET /indexName/_search{  "query": {    "geo_bounding_box": {      "FIELD": {        "top_left": { // 左上点          "lat": 31.1,          "lon": 121.5        },        "bottom_right": { // 右下点          "lat": 30.9,          "lon": 121.7        }      }    }  }}

这种并不符合“附近的人”这样的需求。

附近查询

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

换句话来说,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:

在这里插入图片描述

语法说明:

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

示例:

我们先搜索陆家嘴附近15km的酒店:

在这里插入图片描述

然后把半径缩短到3公里:

在这里插入图片描述

缩小到 3 公里我们看到就剩下了5个符合条件的

⌚复合查询

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",    }  }]

在ElasticSearch中,早期使用的打分算法是TF-IDF算法,公式如下:

在这里插入图片描述

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:

在这里插入图片描述

TF-IDF算法有一各缺陷,就是词条频率越高,文档得分也会越高,单个词条对文档影响较大。而BM25则会让单个词条的算分有一个上限,曲线更加平滑:

在这里插入图片描述

ElasticSearch会根据词条和文档的相关度做打分,算法由两种:

  • TF-IDF算法
  • BM25算法,ElasticSearch5.1版本后采用的算法

算分函数查询

根据相关度打分是比较合理的需求,但合理的不一定是产品经理需要的。

以百度为例,你搜索的结果中,并不是相关度越高排名越靠前,而是谁掏的钱多排名就越靠前。如图:

在这里插入图片描述

要想认为控制相关性算分,就需要利用ElasticSearch中的 Function Score 查询了。

语法说明

在这里插入图片描述

Function Score 查询中包含四部分内容:

  • 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

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
  • 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

实例

需求:给“如家”这个品牌的酒店排名靠前一些

翻译一下这个需求,转换为之前说的四个要点:

  • 原始条件:不确定,可以任意变化
  • 过滤条件:brand = “如家”
  • 算分函数:可以简单粗暴,直接给固定的算分结果,weight
  • 运算模式:比如求和

因此最终的DSL语句如下:

GET /hotel/_search{  "query": {    "function_score": {      "query": {  .... }, // 原始查询,可以是任意条件      "functions": [ // 算分函数        {          "filter": { // 满足的条件,品牌必须是如家            "term": {              "brand": "如家"            }          },          "weight": 2 // 算分权重为2        }      ],      "boost_mode": "sum" // 加权模式,求和    }  }}

测试,在未添加算分函数时,如家得分如下:

在这里插入图片描述

添加了算分函数后,如家得分就提升了:

在这里插入图片描述

Function Score Query定义的三要素是什么?

  • 过滤条件:哪些文档要加分
  • 算分函数:如何计算Function Score
  • 加权方式:Function Score 与 Query Score如何运算

布尔查询

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

比如在搜索酒店时,除了关键字搜索外,我们还可能根据品牌、价格、城市等字段做过滤:

在这里插入图片描述

每一个不同的字段,其查询的条件、方式都不一样,必须是多个不同的查询,而要组合这些查询,就必须用bool查询了。

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

语法实例

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 } }}      ]    }  }}

实例

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

在这里插入图片描述

bool查询有几种逻辑关系?

  • 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

⛵小结

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来源地址:https://blog.csdn.net/weixin_45526437/article/details/130003629

--结束END--

本文标题: 微服务分布式搜索引擎 ElasticSearch 查询文档

本文链接: https://lsjlt.com/news/378467.html(转载时请注明来源链接)

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