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Elasticsearch基础——概念和基本API操作

Elasticsearch基础——概念和基本API操作

作者: 爱做梦的锤子 | 来源:发表于2020-06-16 19:25 被阅读0次

    Elasticsearch 版本为 7.1.0 ,本文的讲解都是基于该版本
    文章中Elasticsearch将使用简称ES代替

    一、基本概念

    文档——Document

    ES是面向文档的搜索,文档是ES所有可搜索数据的最小单元。在ES中文档会被序列化成json格式进行保存,每个文档都会有一个Unique ID,这个ID可以有用户在创建文档的时候指定,在用户未指定时则由ES自己生成。

    在ES中一个文档所包含的元数据如下:

    • _index:文档所属索引名称

    • _type:文档所属类型名

    • _id:文档唯一ID

    • _version:文档的版本信息

    • _seq_no:Shard级别严格递增的顺序号,保证后写入文档的_seq_no大于先写入文档的_seq_no

    • _primary_term:主分片发生重分配时递增1,主要用来恢复数据时处理当多个文档的_seq_no一样时的冲突

    • _score:相关性评分,在进行文档搜索时,根据该结果与搜索关键词的相关性进行评分

    • _source:文档的原始JSON数据

    ES中一个文档的栗子如下:

    
    {
      "_index" : "user",
      "_type" : "_doc",
      "_id" : "2",
      "_version" : 1,
      "_seq_no" : 3,
      "_primary_term" : 1,
      "found" : true,
      "_source" : {
        "username" : "dream-hammer",
        "message" : "爱做梦的锤子13",
        "test" : "测试"
      }
    }
    
    

    上面举栗子的文档是直接使用文档id获取的,所有没有相关性评分。
    从ES 7.0 版本开始一个索引只能设置一个Type,ES官方说明是:最开始设计和使用类型的初衷是在与 Lucene 不兼容的单个索引中提供多租户,但是在实际使用中,事实证明,使用类型带来的问题比解决的问题还多,所以从7.0开始弃用了接受类型的 API,引入了新的无类型 API,并移除了对 default 映射的支持,从8.0开始将移除接受类型的 API。具体的说明可以参照官方说明《告别类型。迎接无类型》(点击打开)

    索引——Index

    索引这个词可以有两个理解名词和动词。当作名词使用时,就是指存在的实体,体现的是一种逻辑空间概念。当动词使用时通常代表一种动作,也可以理解为“建立索引”这个动作的简略说法。

    在ES中索引(名词)是一类文档的集合,是文档的容器,通常索引是由两部分构成:Mapping和Setting。Mapping
    定义该索引包含的文档的数据结构的信息;Setting定义了该索引的数据分布信息

    节点——Node

    在ES服务中,一个ES实例,本质上是一个Java进程,每个ES实例可以承担不同的工作内容,ES的实例我们可以称之为节点,当一个节点承担某项工作内容时,就可以称这个节点为xxx节点。ES中一个节点可以承担多种功能,每个节点都有一个名字和一个UID,节点名称可以通过配置文件指定,或者在启动ES实例时使用命令参数的方式:-E node.name='节点名'来指定,节点的UID是保存在实例的data目录下。

    在一个ES的集群中包含着多个ES的节点,往往每个节点所扮演的角色也不尽相同,ES的节点类型主要包含以下几类:

    • Master-eligible Node

    每个节点启动后,默认是一个 Master-eligible 节点,Master-eligible的节点可参加选主流程,成为Master节点,通过配置项 node.master:falase 可以禁用节点的Master-eligible职责,禁止后当前节点就不会参加选主流程

    • Master Node

    ES集群中虽然每个节点都保存了集群状态,但是只有Master节点才有修改集群状态的权限,集群状态包括:集群中节点信息、所有索引和其相关的Mapping和Setting信息、分片的路由信息。在集群启动时,第一个启动的Master-eligible节点会将自己选举为主节点。

    • Data Node

    保存数据的节点,负责保存分片数据,对数据扩展有重要作用

    • Coordinating Node

    负责接受Client请求,将请求分发到合适的节点获取响应后,将结果最终汇集在一起,每个节点默认都有Coordinating节点的职责

    • Machine Learning Node

    负责运行机器学习的Job,用来做异常检测

    • Ingest Node

    数据预处理的节点,支持Pipeline管道设置,可以使用Ingest对数据进行过滤、转换等操作

    每个ES节点可以承担多个职责,具体配置如下:

    • Master-eligible节点配置:node.master,默认值是true

    • Data节点配置:node.data,默认值是true

    • Ingest节点配置:node.ingest 默认值是true

    • Machine Learning节点配置:node.ml 在enable X-pack的前提下默认是true

    • Coordinating节点配置:无需配置每个节点都是Coordinating节点

    分片——Shard

    由于单台机器的存储能力是有限的,所以为了解决数据水平扩展问题ES使用了分片的设计。在这个设计中定义了两种分片类型:主分片(Primary Shard)和副本分片(Replica Shard),主要功能如下

    • 主分片 Primary Shard

    主分片用于解决数据水平拓展问题,在ES中可以将一个索引中的数据切分为多个分片,分布在多台服务器上存储,这样单个索引数据的拓展就不会受到单机存储容量的限制。
    同时让搜索和分析等操作分布到多台服务器上去执行,吞吐量和性能也得到提升。
    每个主分片都是一个lucene实例,是一个最小工作单元,它承载部分数据,具有建立索引和处理请求的能力。主分片数在创建索引的时候就需要指定,后续不可再修改,在ES 7.0版本之前一个索引的默认主分片是5,从ES 7.0 开始索引的默认主分片数量改为了1

    • 副本分片 Replica Shard

    副本分片用于保证数据服务的高可用。一个索引的多个分片分布在不同的机器上存储,当一个服务器宕机后,就会造成该索引分片数据丢失,因此ES也设计了分片的副本机制。
    一个分片可以创建多个副本,副本分片的数量也可以动态调整,副本分片可以在主分片故障时提供备用服务,保证数据安全,同时设置合理个数的副本分片还可以提升搜索的吞吐量和性能。

    • 分片设定的问题

    主分片数设置过小

    • 后续无法通过增加节点实现水平拓展
    • 单个分片数据量太大,数据重分配慢

    主分片数设置过大

    • 影响搜索的准确性
    • 单个节点上分片过多,浪费资源和性能

    二、文档基本操作

    Create

    • 1.POST {index_name}/_doc {data}

    index_name:指定索引名称
    data:要存储的数据

    创建文档时自动生成文档id,若指定的索引不存在,则创建索引

    示例:

    
    POST user/_doc
    {
      "username" : "dream-hammer",
      "message" : "爱做梦的锤子"
    }
    
    
    • 2.PUT {index_name}/_doc/{id}?op_type=create {data}

    index_name:指定索引名称
    id:指定文档id
    data:要存储的数据

    创建新文档使用指定的文档id,若id已存在,则报错,若指定的索引不存在,则创建索引

    示例:

    
    PUT user/_doc/1?op_type=create
    {
      "username" : "dream-hammer",
      "message" : "爱做梦的锤子"
    }
    
    
    • 3.PUT {index_name}/_create/{id} {data}

    index_name:指定索引名称
    id:指定文档id
    data:要存储的数据

    创建新文档使用指定的文档id,若id已存在,则报错,若指定的索引不存在,则创建索引

    
    PUT user/_create/1
    {
      "username" : "dream-hammer",
      "message" : "爱做梦的锤子"
    }
    
    

    Read

    • 1.GET {index_name}/_doc/{id}

    index_name:指定索引名称
    id:指定文档id

    获取指定索引下的指定id的文档

    示例:

    
    GET user/_doc/1
    
    

    Update

    • 1.PUT {index_name}/_doc/{id} {data}

    index_name:指定索引名称
    id:指定文档id
    data:要更新的数据

    先删除指定id的文档数据,再将当前数据写入,指定id文档不存在时,则插入当前数据,<font color=#00bfa5>与创建文档的第二种方式对比,当有op_type=create时,就是创建文档</font>

    示例:

    
    PUT user/_create/1
    {
      "username-new" : "dream-hammer"
    }
    
    
    • 2.POST {index_name}/_update/{id} {data}

    index_name:指定索引名称
    id:指定文档id
    data:要更新的数据

    将更新数据与指定id的文档原始数据进行合并更新,若指定id文档不存在,则报错

    示例:

    
    POST user/_update/1
    {
      "doc":{
        "message" : "爱做梦的锤子update",
        "test":"测试"
      }
    }
    
    

    Delete

    • 1.DELETE {index_name}/_doc/{id}

    index_name:指定索引名称
    id:指定文档id

    删除指定id的文档

    示例:

    
    DELETE user/_doc/3
    
    

    批量操作

    • _buik

    请求格式如下:

    
    POST _bulk
    {operation:{"_index":"{index_name}","_id":"10"}}
    { data}
    {operation:{"_index":"{index_name}","_id":"10"}}
    { data}
    ... ...
    
    

    operation:操作类型
    index_name:指定索引名称
    id:指定文档id
    data:操作数据,当操作没有不需要数据时,可以不写

    一次请求可以指定多个索引进行多种操作,每个操作都有自己的返回码,各个操作之间的成功与否不相互影响

    示例:

    
    POST _bulk
    { "index" : { "_index" : "user", "_id" : "1" } }
    { "username" : "爱做梦的锤子1" }
    { "delete" : { "_index" : "user", "_id" : "1" } }
    { "create" : { "_index" : "user", "_id" : "2" } }
    { "username" : "爱做梦的锤子2" }
    { "update" : {"_index" : "user","_id" : "1"} }
    { "doc" : {"username" : "爱做梦的锤子update"} }
    
    
    • _mget

    方式一

    请求格式如下:

    
    GET /_mget
    {
        "docs" : [
            {
                "_index" : {index_name},
                "_id" : {id}
            },
            {
                "_index" : {index_name},
                "_id" : {id}
            },
            ... ...
        ]
    }
    
    

    index_name:指定索引名称
    id:指定文档id

    一次请求get到指定的多个索引的多个id的文档

    
    GET _mget
    {
      "docs":[
        {
          "_index":"user",
          "_id":"1"
        },
            {
          "_index":"movies",
          "_id":"1163"
        }
      ]
    }
    
    

    方式二

    请求格式如下:

    
    GET {index_name}/_mget
    {
        "docs" : [
            {
                "_id" : {id}
            },
            {
                "_id" : {id}
            },
            ... ...
        ]
    }
    
    

    index_name:指定索引名称
    id:指定文档id

    一次请求get到一个指定索引下的多个id的文档

    示例:

    
    GET user/_mget
    {
      "docs":[
        {
          "_id":"1"
        },
        {
          "_id":"2"
        }
      ]
    }
    
    
    • _msearch

    方式一

    请求格式如下:

    
    POST _msearch
    {"index":{index_name}}
    {搜索表达式}
    {"index":{index_name}}
    {搜索表达式}
    ... ...
    
    

    index_name:指定索引

    一次性请求对多个索引进行查询操作

    示例:

    
    POST _msearch
    {"index":"user"}
    {"query" : {"match_all" : {}},"size":1}
    {"index":"movies"}
    {"query" : {"match_all" : {}},"size":2}
    
    

    方式二

    请求格式如下:

    
    POST {index_name1}/_msearch
    {}
    {搜索表达式}
    {"index":{index_name2}}
    {搜索表达式}
    ... ...
    
    

    index_name1:指定的默认索引
    index_name2:指定的特定索引

    一次性请求对多个索引进行查询操作,在请求的Url中包含了一个默认索引,在请求体中如果不指定索引名称,则就使用搜索表达式搜索默认索引

    示例:

    
    POST user/_msearch
    {}
    {"query" : {"match_all" : {}},"size":1}
    {"index":"movies"}
    {"query" : {"match_all" : {}},"size":2}
    {}
    {"query" : {"match_all" : {}},"size":1}
    
    

    总结:读完本文,对ES的基本概念,就会有个基本认识,同时也可以尝试自己去操作一下ES,掌握ES的基础API

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