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es使用与原理2 -- scoll技术,bouncing res

es使用与原理2 -- scoll技术,bouncing res

作者: Teemo_fca4 | 来源:发表于2020-03-20 16:03 被阅读0次
ES的定制排序

默认情况下,是按照_score降序排序的,我们也可以定制排序规则

GET /company/employee/_search 
{
  "query": {
    "constant_score": {
      "filter": {
        "range": {
          "age": {
            "gte": 30
          }
        }
      }
    }
  },
  "sort": [
    {
      "join_date": {
        "order": "asc"
      }
    }
  ]
}
_score相关度评分TF&IDF算法

Elasticsearch使用的是 term frequency/inverse document frequency算法,简称为TF/IDF算法
Term frequency(TF):搜索文本中的各个词条在field文本中出现了多少次,出现次数越多,就越相关
如:搜索请求:hello world
doc1:hello you, and world is very good
doc2:hello, how are you
doc1 肯定比doc2的评分高,因为hello world都在doc1中出现了。
Inverse document frequency(IDF):搜索文本中的各个词条在整个索引的所有文档中出现了多少次,出现的次数越多,就越不相关
搜索请求:hello world
doc1:hello, today is very good
doc2:hi world, how are you
比如说,在index中有1万条document,hello这个单词在所有的document中,一共出现了1000次;world这个单词在所有的document中,一共出现了100次
那最终的结果肯定是 word的得分所占比更高

关于_score,ES还有一条规则。
Field-length norm:field长度,field越长,相关度越弱
搜索请求:hello world
doc1:{ "title": "hello article", "content": "babaaba 1万个单词" }
doc2:{ "title": "my article", "content": "blablabala 1万个单词,hi world" }
hello world在整个index中出现的次数是一样多的。最终 doc1得分更高

ES doc value,es搜索与排序

搜索的时候,要依靠倒排索引;排序的时候,需要依靠正排索引,看到每个document的每个field,然后进行排序,所谓的正排索引,其实就是doc values,doc values 也可以供排序,聚合,过滤等操作使用。doc values是被保存在磁盘上的,此时如果内存足够,os会自动将其缓存在内存中,性能还是会很高;如果内存不足够,os会将其写入磁盘上
正排索引如下:

doc1: hello world you and me
doc2: hi, world, how are you

sort by age

doc1: { "name": "jack", "age": 27 }
doc2: { "name": "tom", "age": 30 }

document    name        age

doc1        jack        27
doc2        tom     30  

倒排索引不可变的好处

bouncing results问题

想象一下有两个文档有同样值的时间戳字段,搜索结果用 timestamp 字段来排序。 由于搜索请求是在所有有效的分片副本间轮询的,那就有可能发生主分片处理请求时,这两个文档是一种顺序, 而副本分片处理请求时又是另一种顺序。
这就是所谓的 bouncing results 问题: 每次用户刷新页面,搜索结果表现是不同的顺序。 让同一个用户始终使用同一个分片,这样可以避免这种问题, 可以设置 preference 参数为一个特定的任意值比如用户会话ID来解决。

GET /test_index/_search?preference=xyzabc123
{  
  搜索条件。。。
}
scoll技术滚动搜索大量数据

如果一次性要查出来比如10万条数据,那么性能会很差,此时一般会采取用scoll滚动查询,一批一批的查,直到所有数据都查询完处理完。

scoll,看起来挺像分页的,但是其实使用场景不一样。分页主要是用来一页一页搜索,给用户看的;scoll主要是用来一批一批检索数据,让系统进行处理的

使用scoll滚动搜索,可以先搜索一批数据,然后下次再搜索一批数据,以此类推,直到搜索出全部的数据来
scoll搜索会在第一次搜索的时候,保存一个当时的视图快照,之后只会基于该旧的视图快照提供数据搜索,如果这个期间数据变更,是不会让用户看到的
采用基于_doc进行排序的方式,性能较高
每次发送scroll请求,我们还需要指定一个scoll参数,指定一个时间窗口,每次搜索请求只要在这个时间窗口内能完成就可以了

GET /test_index/test_type/_search?scroll=1m
{
  "query": {
    "match_all": {}
  },
  "sort": [ "_doc" ],
  "size": 3
}

获得的结果会有一个scoll_id,下一次再发送scoll请求的时候,必须带上这个scoll_id

GET /_search/scroll
{
    "scroll": "1m", 
    "scroll_id" : "DnF1ZXJ5VGhlbkZldGNoBQAAAAAAACxeFjRvbnNUWVZaVGpHdklqOV9zcFd6MncAAAAAAAAsYBY0b25zVFlWWlRqR3ZJajlfc3BXejJ3AAAAAAAALF8WNG9uc1RZVlpUakd2SWo5X3NwV3oydwAAAAAAACxhFjRvbnNUWVZaVGpHdklqOV9zcFd6MncAAAAAAAAsYhY0b25zVFlWWlRqR3ZJajlfc3BXejJ3"
}
操作索引

1 创建索引

PUT /my_index
{
  "settings": {
    "number_of_shards": 1,
    "number_of_replicas": 0
  },
  "mappings": {
    "my_type": {
      "properties": {
        "my_field": {
          "type": "text"
        }
      }
    }
  }
}

2 修改索引

PUT /my_index/_settings
{
    "number_of_replicas": 1
}

3 删除索引

DELETE /my_index
DELETE /index_one,index_two
DELETE /index_*
DELETE /_all

elasticsearch.yml
action.destructive_requires_name: true
type底层数据结构

lucene是没有type的概念的,在document中,实际上将type作为一个document的field来存储,即_type,es通过_type来进行type的过滤和筛选
一个index中的多个type,实际上是放在一起存储的,因此一个index下,不能有多个type重名,而类型或者其他设置不同的,因为那样是无法处理的
比如

{
  "name": "geli kongtiao",
  "price": 1999.0,
  "service_period": "one year"
}

{
  "name": "aozhou dalongxia",
  "price": 199.0,
  "eat_period": "one week"
}

底层存储是这样的

{
  "_type": "elactronic_goods",
  "name": "geli kongtiao",
  "price": 1999.0,
  "service_period": "one year",
  "eat_period": ""
}

{
  "_type": "fresh_goods",
  "name": "aozhou dalongxia",
  "price": 199.0,
  "service_period": "",
  "eat_period": "one week"
}

将类似结构的type放在一个index下,这些type应该有多个field是相同的
假如说,你将两个type的field完全不同,放在一个index下,那么就每条数据都d会有大量field在底层的lucene中是空值,会有严重的性能问题

定制化自己的dynamic mapping

1、定制dynamic策略
true:遇到陌生字段,就进行dynamic mapping
false:遇到陌生字段,就忽略
strict:遇到陌生字段,就报错


PUT /my_index
{
  "mappings": {
    "my_type": {
      "dynamic": "strict",
      "properties": {
        "title": {
          "type": "text"
        },
        "address": {
          "type": "object",
          "dynamic": "true"
        }
      }
    }
  }
}

PUT /my_index/my_type/1
{
  "title": "my article",
  "content": "this is my article",
  "address": {
    "province": "guangdong",
    "city": "guangzhou"
  }
}
这里包含了content未知字段,因为my_type下面的字段设置的等级是strict,所以会报错

{
  "error": {
    "root_cause": [
      {
        "type": "strict_dynamic_mapping_exception",
        "reason": "mapping set to strict, dynamic introduction of [content] within [my_type] is not allowed"
      }
    ],
    "type": "strict_dynamic_mapping_exception",
    "reason": "mapping set to strict, dynamic introduction of [content] within [my_type] is not allowed"
  },
  "status": 400
}

PUT /my_index/my_type/1
{
  "title": "my article",
  "address": {
    "province": "guangdong",
    "city": "guangzhou"
  }
}

2、定制自己的dynamic mapping template(type level)

PUT /my_index
{
    "mappings": {
        "my_type": {
            "dynamic_templates": [
                { "en": {
                      "match":              "*_en", 
                      "match_mapping_type": "string",
                      "mapping": {
                          "type":           "string",
                          "analyzer":       "english"
                      }
                }}
            ]
}}}

上面的设置是/my_index/my_type 的字段,如果是以_en结尾的,那么就自动映射为string类型

image.png
很奇怪,另外如果先放数字后放字符串,那么就会报错,很奇怪
使用scoll+bulk+索引别名实现零停机重建索引

一个field的设置是不能被修改的,如果要修改一个Field,那么应该重新按照新的mapping,建立一个index,然后将数据批量查询出来,重新用bulk api写入index中。
批量查询的时候,建议采用scroll api,并且采用多线程并发的方式来reindex数据,每次scoll就查询指定日期的一段数据,交给一个线程即可。

(1)一开始,依靠dynamic mapping,插入数据,但是不小心有些数据是2017-01-01这种日期格式的,所以title这种field被自动映射为了date类型,实际上业务认为它应该是string类型的

PUT /my_index/my_type/1
{
  "title": "2017-01-01"
}

PUT /my_index/my_type/2
{
  "title": "2017-01-02"
}

PUT /my_index/my_type/3
{
  "title": "2017-01-03"
}

GET /my_index/_mappings
{
  "my_index": {
    "mappings": {
      "my_type": {
        "properties": {
          "title": {
            "type": "date"
          }
        }
      }
    }
  }
}

(2)当后期向索引中加入string类型的title值的时候,就会报错

PUT /my_index/my_type/4
{
  "title": "my first article"
}

(3)如果此时想修改title的类型,是不可能的


PUT /my_index/_mapping/my_type
{
  "properties": {
    "title": {
      "type": "text"
    }
  }
}

{
  "error": {
    "root_cause": [
      {
        "type": "illegal_argument_exception",
        "reason": "mapper [title] of different type, current_type [date], merged_type [text]"
      }
    ],
    "type": "illegal_argument_exception",
    "reason": "mapper [title] of different type, current_type [date], merged_type [text]"
  },
  "status": 400
}

(4)此时,唯一的办法,就是进行reindex,也就是说,重新建立一个索引,将旧索引的数据查询出来,再导入新索引
(5)如果说旧索引的名字,是old_index,新索引的名字是new_index,终端java应用,已经在使用old_index在操作了,难道还要去停止java应用,修改使用的index为new_index,才重新启动java应用吗?这个过程中,就会导致java应用停机,可用性降低
(6)所以说,给java应用一个别名,这个别名是指向旧索引的,java应用先用着,java应用先用goods_index alias来操作,此时实际指向的是旧的my_index

PUT /my_index/_alias/goods_index

(7)新建一个index,调整其title的类型为string

PUT /my_index_new
{
  "mappings": {
    "my_type": {
      "properties": {
        "title": {
          "type": "text"
        }
      }
    }
  }
}

(8)使用scroll api将数据批量查询出来

GET /my_index/_search?scroll=1m
{
    "query": {
        "match_all": {}
    },
    "sort": ["_doc"],
    "size":  1
}

{
  "_scroll_id": "DnF1ZXJ5VGhlbkZldGNoBQAAAAAAADpAFjRvbnNUWVZaVGpHdklqOV9zcFd6MncAAAAAAAA6QRY0b25zVFlWWlRqR3ZJajlfc3BXejJ3AAAAAAAAOkIWNG9uc1RZVlpUakd2SWo5X3NwV3oydwAAAAAAADpDFjRvbnNUWVZaVGpHdklqOV9zcFd6MncAAAAAAAA6RBY0b25zVFlWWlRqR3ZJajlfc3BXejJ3",
  "took": 1,
  "timed_out": false,
  "_shards": {
    "total": 5,
    "successful": 5,
    "failed": 0
  },
  "hits": {
    "total": 3,
    "max_score": null,
    "hits": [
      {
        "_index": "my_index",
        "_type": "my_type",
        "_id": "2",
        "_score": null,
        "_source": {
          "title": "2017-01-02"
        },
        "sort": [
          0
        ]
      }
    ]
  }
}

(9)采用bulk api将scoll查出来的一批数据,批量写入新索引

POST /_bulk
{ "index":  { "_index": "my_index_new", "_type": "my_type", "_id": "2" }}
{ "title":    "2017-01-02" }

(10)反复循环8~9,查询一批又一批的数据出来,采取bulk api将每一批数据批量写入新索引

(11)将goods_index alias切换到my_index_new上去,java应用会直接通过index别名使用新的索引中的数据,java应用程序不需要停机,零提交,高可用


POST /_aliases
{
    "actions": [
        { "remove": { "index": "my_index", "alias": "goods_index" }},
        { "add":    { "index": "my_index_new", "alias": "goods_index" }}
    ]
}

(12)直接通过goods_index别名来查询,是否ok

GET /goods_index/my_type/_search
document写入原理(buffer,segment,commit)
image.png
优化写入流程实现NRT近实时

现有流程的问题,每次都必须等待fsync将segment刷入磁盘,才能将segment打开供search使用,这样的话,从一个document写入,到它可以被搜索,可能会超过1分钟!!!这就不是近实时的搜索了!!!主要瓶颈在于fsync实际发生磁盘IO写数据进磁盘,是很耗时的。


image.png

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