ElasticSearch RestFul入门

作者: 胡小毛 | 来源:发表于2022-08-12 16:09 被阅读0次

Elasticsearch 是一个分布式、可扩展、实时的搜索与数据分析引擎。 它能从项目一开始就赋予你的数据以搜索、分析和探索的能力,这是通常没有预料到的。 它存在还因为原始数据如果只是躺在磁盘里面根本就毫无用处。

无论你是需要全文搜索,还是结构化数据的实时统计,或者两者结合,这本指南都能帮助你了解其中最基本的概念, 从最基本的操作开始学习 Elasticsearch。之后,我们还会逐渐开始探索更加高级的搜索技术,不断提升搜索体验来满足你的需求。

Elasticsearch 不仅仅只是全文搜索,我们还将介绍结构化搜索、数据分析、复杂的人类语言处理、地理位置和对象间关联关系等。 我们还将探讨为了充分利用 Elasticsearch 的水平伸缩性,应当如何建立数据模型,以及在生产环境中如何配置和监控你的集群。

技术选型

Elasticsearch 是什么

The Elastic Stack, 包括 Elasticsearch、 Kibana、 Beats 和 Logstash(也称为 ELK Stack)。能够安全可靠地获取任何来源、任何格式的数据,然后实时地对数据进行搜索、分析和可视化。

Elaticsearch,简称为 ES, ES 是一个开源的高扩展的分布式全文搜索引擎, 是整个 ElasticStack 技术栈的核心。

它可以近乎实时的存储、检索数据;本身扩展性很好,可以扩展到上百台服务器,处理 PB 级别的数据。

全文搜索引擎

Google,百度类的网站搜索,它们都是根据网页中的关键字生成索引,我们在搜索的时候输入关键字,它们会将该关键字即索引匹配到的所有网页返回;还有常见的项目中应用日志的搜索等等。对于这些非结构化的数据文本,关系型数据库搜索不是能很好的支持。

一般传统数据库,全文检索都实现的很鸡肋,因为一般也没人用数据库存文本字段。进行全文检索需要扫描整个表,如果数据量大的话即使对 SQL 的语法优化,也收效甚微。建立了索引,但是维护起来也很麻烦,对于 insert 和 update 操作都会重新构建索引。

基于以上原因可以分析得出,在一些生产环境中,使用常规的搜索方式,性能是非常差的:

  • 搜索的数据对象是大量的非结构化的文本数据。
  • 文件记录量达到数十万或数百万个甚至更多。
  • 支持大量基于交互式文本的查询。
  • 需求非常灵活的全文搜索查询。
  • 对高度相关的搜索结果的有特殊需求,但是没有可用的关系数据库可以满足。
  • 对不同记录类型、非文本数据操作或安全事务处理的需求相对较少的情况。为了解决结构化数据搜索和非结构化数据搜索性能问题,我们就需要专业,健壮,强大的全文搜索引擎 。

这里说到的全文搜索引擎指的是目前广泛应用的主流搜索引擎。 它的工作原理是计算机索引程序通过扫描文章中的每一个词,对每一个词建立一个索引,指明该词在文章中出现的次数和位置,当用户查询时,检索程序就根据事先建立的索引进行查找,并将查找的结果反馈给用户的检索方式。这个过程类似于通过字典中的检索字表查字的过程。

Elasticsearch 应用案例

GitHub: 2013 年初,抛弃了 Solr,采取 Elasticsearch 来做 PB 级的搜索。 “GitHub 使用Elasticsearch 搜索 20TB 的数据,包括 13 亿文件和 1300 亿行代码”。

  • 维基百科:启动以 Elasticsearch 为基础的核心搜索架构
  • 百度:目前广泛使用 Elasticsearch 作为文本数据分析,采集百度所有服务器上的各类指标数据及用户自定义数据,通过对各种数据进行多维分析展示,辅助定位分析实例异常或业务层面异常。目前覆盖百度内部 20 多个业务线(包括云分析、网盟、预测、文库、直达号、钱包、 风控等),单集群最大 100 台机器, 200 个 ES 节点,每天导入 30TB+数据。
  • 新浪:使用 Elasticsearch 分析处理 32 亿条实时日志。
  • 阿里:使用 Elasticsearch 构建日志采集和分析体系。
  • Stack Overflow:解决 Bug 问题的网站,全英文,编程人员交流的网站。

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RestFul

HTTP-索引-创建

对比关系型数据库,创建索引就等同于创建数据库。

在 Postman 中,向 ES 服务器发 PUT 请求 : http://127.0.0.1:9200/shopping

请求后,服务器返回响应:

{
  "acknowledged": true,//响应结果
  "shards_acknowledged": true,//分片结果
  "index": "shopping"//索引名称
}

HTTP-索引-查询 & 删除

查看所有索引

GET 请求 : http://127.0.0.1:9200/_cat/indices?v

这里请求路径中的_cat 表示查看的意思, indices 表示索引,所以整体含义就是查看当前 ES服务器中的所有索引,就好像 MySQL 中的 show tables 的感觉,服务器响应结果如下 :

health status index    uuid                   pri rep docs.count docs.deleted store.size pri.store.size
yellow open   shopping J0WlEhh4R7aDrfIc3AkwWQ   1   1          0            0       208b           208b

[图片上传失败...(image-e640e4-1660291712104)]

查看单个索引

在 Postman 中,向 ES 服务器发 GET 请求 : http://127.0.0.1:9200/shopping

{
    "shopping": {//索引名
        "aliases": {},//别名
        "mappings": {},//映射
        "settings": {//设置
            "index": {//设置 - 索引
                "creation_date": "1617861426847",//设置 - 索引 - 创建时间
                "number_of_shards": "1",//设置 - 索引 - 主分片数量
                "number_of_replicas": "1",//设置 - 索引 - 主分片数量
                "uuid": "J0WlEhh4R7aDrfIc3AkwWQ",//设置 - 索引 - 主分片数量
                "version": {//设置 - 索引 - 主分片数量
                    "created": "7080099"
                },
                "provided_name": "shopping"//设置 - 索引 - 主分片数量
            }
        }
    }
}

删除索引

在 Postman 中,向 ES 服务器发 DELETE 请求 : http://127.0.0.1:9200/shopping

{
    "acknowledged": true
}

HTTP-文档-创建(Put & Post)

假设索引已经创建好了,接下来我们来创建文档,并添加数据。这里的文档可以类比为关系型数据库中的表数据,添加的数据格式为 JSON 格式

在 Postman 中,向 ES 服务器发 POST 请求 : http://127.0.0.1:9200/shopping/_doc,请求体JSON内容为:

{
    "title":"小米手机",
    "category":"小米",
    "images":"http://www.gulixueyuan.com/xm.jpg",
    "price":3999.00
}

返回结果:

{
    "_index": "shopping",//索引
    "_type": "_doc",//类型-文档
    "_id": "ANQqsHgBaKNfVnMbhZYU",//唯一标识,可以类比为 MySQL 中的主键,随机生成
    "_version": 1,//版本
    "result": "created",//结果,这里的 create 表示创建成功
    "_shards": {//
        "total": 2,//分片 - 总数
        "successful": 1,//分片 - 总数
        "failed": 0//分片 - 总数
    },
    "_seq_no": 0,
    "_primary_term": 1
}

上面的数据创建后,由于没有指定数据唯一性标识(ID),默认情况下, ES 服务器会随机生成一个。

自定义唯一性标识

如果想要自定义唯一性标识,需要在创建时指定: http://127.0.0.1:9200/shopping/_doc/1,请求体JSON内容为:

{
    "title":"小米手机",
    "category":"小米",
    "images":"http://www.gulixueyuan.com/xm.jpg",
    "price":3999.00
}

返回结果如下:

{
    "_index": "shopping",
    "_type": "_doc",
    "_id": "1",//<------------------自定义唯一性标识
    "_version": 1,
    "result": "created",
    "_shards": {
        "total": 2,
        "successful": 1,
        "failed": 0
    },
    "_seq_no": 1,
    "_primary_term": 1
}

此处需要注意:如果增加数据时明确数据主键,那么请求方式也可以为 PUT。

HTTP-查询-主键查询 & 全查询

主键查询

查看文档时,需要指明文档的唯一性标识,类似于 MySQL 中数据的主键查询

在 Postman 中,向 ES 服务器发 GET 请求 : http://127.0.0.1:9200/shopping/_doc/1

返回结果如下:

{
    "_index": "shopping",
    "_type": "_doc",
    "_id": "1",
    "_version": 1,
    "_seq_no": 1,
    "_primary_term": 1,
    "found": true,
    "_source": {
        "title": "小米手机",
        "category": "小米",
        "images": "http://www.gulixueyuan.com/xm.jpg",
        "price": 3999
    }
}

查找不存在的内容,向 ES 服务器发 GET 请求 : http://127.0.0.1:9200/shopping/_doc/1001。返回结果如下:

{
    "_index": "shopping",
    "_type": "_doc",
    "_id": "1001",
    "found": false
}

全查询(查看索引下所有数据)

向 ES 服务器发 GET 请求 : http://127.0.0.1:9200/shopping/_search

{
    "took": 133,
    "timed_out": false,
    "_shards": {
        "total": 1,
        "successful": 1,
        "skipped": 0,
        "failed": 0
    },
    "hits": {
        "total": {
            "value": 2,
            "relation": "eq"
        },
        "max_score": 1,
        "hits": [
            {
                "_index": "shopping",
                "_type": "_doc",
                "_id": "ANQqsHgBaKNfVnMbhZYU",
                "_score": 1,
                "_source": {
                    "title": "小米手机",
                    "category": "小米",
                    "images": "http://www.gulixueyuan.com/xm.jpg",
                    "price": 3999
                }
            },
            {
                "_index": "shopping",
                "_type": "_doc",
                "_id": "1",
                "_score": 1,
                "_source": {
                    "title": "小米手机",
                    "category": "小米",
                    "images": "http://www.gulixueyuan.com/xm.jpg",
                    "price": 3999
                }
            }
        ]
    }
}

HTTP-全量修改 & 局部修改 & 删除

全量修改

和新增文档一样,输入相同的 URL 地址请求,如果请求体变化,会将原有的数据内容覆盖

在 Postman 中,向 ES 服务器发 POST 请求 : http://127.0.0.1:9200/shopping/_doc/1

请求体JSON内容为:

{
    "title":"华为手机",
    "category":"华为",
    "images":"http://www.gulixueyuan.com/hw.jpg",
    "price":1999.00
}

修改成功后,服务器响应结果:

{
    "_index": "shopping",
    "_type": "_doc",
    "_id": "1",
    "_version": 2,
    "result": "updated",//<-----------updated 表示数据被更新
    "_shards": {
        "total": 2,
        "successful": 1,
        "failed": 0
    },
    "_seq_no": 2,
    "_primary_term": 1
}

局部修改

修改数据时,也可以只修改某一给条数据的局部信息

在 Postman 中,向 ES 服务器发 POST 请求 : http://127.0.0.1:9200/shopping/_update/1

请求体JSON内容为:

{
    "doc": {
        "title":"小米手机",
        "category":"小米"
    }
}

返回结果如下:

{
    "_index": "shopping",
    "_type": "_doc",
    "_id": "1",
    "_version": 3,
    "result": "updated",//<-----------updated 表示数据被更新
    "_shards": {
        "total": 2,
        "successful": 1,
        "failed": 0
    },
    "_seq_no": 3,
    "_primary_term": 1
}

删除

删除一个文档不会立即从磁盘上移除,它只是被标记成已删除(逻辑删除)。

在 Postman 中,向 ES 服务器发 DELETE 请求 : http://127.0.0.1:9200/shopping/_doc/1

返回结果:

{
    "_index": "shopping",
    "_type": "_doc",
    "_id": "1",
    "_version": 4,
    "result": "deleted",//<---删除成功
    "_shards": {
        "total": 2,
        "successful": 1,
        "failed": 0
    },
    "_seq_no": 4,
    "_primary_term": 1
}

向 ES 服务器发 GET请求 : http://127.0.0.1:9200/shopping/_doc/1,查看是否删除成功:

{
    "_index": "shopping",
    "_type": "_doc",
    "_id": "1",
    "found": false
}

HTTP-条件查询 & 分页查询 & 查询排序

条件查询

URL带参查询

查找category为小米的文档,在 Postman 中,向 ES 服务器发 GET请求 : http://127.0.0.1:9200/shopping/_search?q=category:小米,

[图片上传失败...(image-209669-1660291712104)]

URL带参数形式查询,这很容易让不善者心怀恶意,或者参数值出现中文会出现乱码情况。为了避免这些情况,我们可用使用带JSON请求体请求进行查询。

请求体带参查询

接下带JSON请求体,还是查找category为小米的文档,在 Postman 中,向 ES 服务器发 GET请求 : http://127.0.0.1:9200/shopping/_search,附带JSON体如下:

{
    "query":{
        "match":{
            "category":"小米"
        }
    }
}

带请求体方式的查找所有内容

查找所有文档内容,也可以这样,在 Postman 中,向 ES 服务器发 GET请求 : http://127.0.0.1:9200/shopping/_search,附带JSON体如下:

{
    "query":{
        "match_all":{}
    }
}

查询指定字段

如果你想查询指定字段,在 Postman 中,向 ES 服务器发 GET请求 : http://127.0.0.1:9200/shopping/_search,附带JSON体如下:

{
    "query":{
        "match_all":{}
    },
    "_source":["title"]
}

分页查询

在 Postman 中,向 ES 服务器发 GET请求 : http://127.0.0.1:9200/shopping/_search,附带JSON体如下:

{
    "query":{
        "match_all":{}
    },
    "from":0,
    "size":2
}

查询排序

如果你想通过排序查出价格最高的手机,在 Postman 中,向 ES 服务器发 GET请求 : http://127.0.0.1:9200/shopping/_search,附带JSON体如下:

{
    "query":{
        "match_all":{}
    },
    "sort":{
        "price":{
            "order":"desc"
        }
    }
}

HTTP-多条件查询 & 范围查询

多条件查询

假设想找出小米牌子,价格为3999元的。(must相当于数据库的&&)

在 Postman 中,向 ES 服务器发 GET请求 : http://127.0.0.1:9200/shopping/_search,附带JSON体如下:

{
    "query":{
        "bool":{
            "must":[{
                "match":{
                    "category":"小米"
                }
            },{
                "match":{
                    "price":3999.00
                }
            }]
        }
    }
}

范围查询

假设想找出小米和华为的牌子,价格大于2000元的手机。

在 Postman 中,向 ES 服务器发 GET请求 : http://127.0.0.1:9200/shopping/_search,附带JSON体如下:

{
    "query":{
        "bool":{
            "should":[{
                "match":{
                    "category":"小米"
                }
            },{
                "match":{
                    "category":"华为"
                }
            }],
            "filter":{
                "range":{
                    "price":{
                        "gt":2000
                    }
                }
            }
        }
    }
}

HTTP-全文检索 & 完全匹配 & 高亮查询

全文检索

这功能像搜索引擎那样,如品牌输入“小华”,返回结果带回品牌有“小米”和华为的。

在 Postman 中,向 ES 服务器发 GET请求 : http://127.0.0.1:9200/shopping/_search,附带JSON体如下:

{
    "query":{
        "match":{
            "category" : "小华"
        }
    }
}

完全匹配

在 Postman 中,向 ES 服务器发 GET请求 : http://127.0.0.1:9200/shopping/_search,附带JSON体如下:

{
    "query":{
        "match_phrase":{
            "category" : "为"
        }
    }
}

高亮查询

在 Postman 中,向 ES 服务器发 GET请求 : http://127.0.0.1:9200/shopping/_search,附带JSON体如下:

{
    "query":{
        "match_phrase":{
            "category" : "为"
        }
    },
    "highlight":{
        "fields":{
            "category":{}//<----高亮这字段
        }
    }
}

HTTP-聚合查询

聚合允许使用者对 es 文档进行统计分析,类似与关系型数据库中的 group by,当然还有很多其他的聚合,例如取最大值max、平均值avg等等。

接下来按price字段进行分组:

在 Postman 中,向 ES 服务器发 GET请求 : http://127.0.0.1:9200/shopping/_search,附带JSON体如下:

{
    "aggs":{//聚合操作
        "price_group":{//名称,随意起名
            "terms":{//分组
                "field":"price"//分组字段
            }
        }
    }
}

HTTP-映射关系

有了索引库,等于有了数据库中的 database。

接下来就需要建索引库(index)中的映射了,类似于数据库(database)中的表结构(table)。

创建数据库表需要设置字段名称,类型,长度,约束等;索引库也一样,需要知道这个类型下有哪些字段,每个字段有哪些约束信息,这就叫做映射(mapping)。

先创建一个索引:

# PUT http://127.0.0.1:9200/user

创建映射

# PUT http://127.0.0.1:9200/user/_mapping

{
    "properties": {
        "name":{
            "type": "text",
            "index": true
        },
        "sex":{
            "type": "keyword",
            "index": true
        },
        "tel":{
            "type": "keyword",
            "index": false
        }
    }
}

查询映射

#GET http://127.0.0.1:9200/user/_mapping

增加数据

#PUT http://127.0.0.1:9200/user/_create/1001
{
    "name":"小米",
    "sex":"男的",
    "tel":"1111"
}

查找name含有”小“数据:

#GET http://127.0.0.1:9200/user/_search
{
    "query":{
        "match":{
            "name":"小"
        }
    }
}

查找sex含有”男“数据:

#GET http://127.0.0.1:9200/user/_search
{
    "query":{
        "match":{
            "sex":"男"
        }
    }
}

找不想要的结果,只因创建映射时"sex"的类型为"keyword"。

"sex"只能完全为”男的“,才能得出原数据。

#GET http://127.0.0.1:9200/user/_search
{
    "query":{
        "match":{
            "sex":"男的"
        }
    }
}

查询电话

# GET http://127.0.0.1:9200/user/_search
{
    "query":{
        "match":{
            "tel":"11"
        }
    }
}

报错只因创建映射时"tel"的"index"为false。

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