【学习日记2023.6.25】之ElasticSearch搜索引擎-Toy模板网

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分布式搜索引擎

1.初识elasticsearch

1.1.了解ES

1.1.1.elasticsearch的作用

elasticsearch是一款非常强大的开源搜索引擎，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

例如：

在GitHub搜索代码

在电商网站搜索商品

在百度搜索答案

在打车软件搜索附近的车

1.1.2 ELK技术栈

elasticsearch结合kibana、Logstash、Beats，也就是elastic stack（ELK）。被广泛应用在日志数据分析、实时监控等领域：

而elasticsearch是elastic stack的核心，负责存储、搜索、分析数据。

1.1.3 elasticsearch和lucene

elasticsearch底层是基于lucene来实现的。

Lucene是一个Java语言的搜索引擎类库，是Apache公司的顶级项目，由DougCutting于1999年研发。官网地址

Lucene的优势

易扩展

高性能(基于倒排索引)

Lucene的缺点

只限于Java语言开发

学习曲线陡峭

不支持水平扩展

elasticsearch的发展历史：

2004年Shay Banon基于Lucene开发了Compass

2010年Shay Banon 重写了Compass，取名为Elasticsearch。

官网地址，相比于Lucene，elasticsearch具备以下优势：

支持分布式，可水平扩展

提供Restful接口，可以被任何语言调用

1.1.4 为什么不是其他搜索技术？

目前比较知名的搜索引擎技术排名：

虽然在早期，Apache Solr是最主要的搜索引擎技术，但随着发展elasticsearch已经渐渐超越了Solr，独占鳌头：

1.1.5 总结

什么是elasticsearch？

一个开源的分布式搜索引擎，可以用来实现搜索、日志统计、分析、系统监控等功能

什么是elastic stack（ELK）？

是以elasticsearch为核心的技术栈，包括beats、Logstash、kibana、elasticsearch

什么是Lucene？

是Apache的开源搜索引擎类库，提供了搜索引擎的核心API

1.2 倒排索引

倒排索引的概念是基于MySQL这样的正向索引而言的。

1.2.1 正向索引

那么什么是正向索引呢？例如给下表（tb_goods）中的id创建索引：

如果是根据id查询，那么直接走索引，查询速度非常快。

但如果是基于title做模糊查询，只能是逐行扫描数据，流程如下：

1）用户搜索数据，条件是title符合"%手机%"

2）逐行获取数据，比如id为1的数据

3）判断数据中的title是否符合用户搜索条件

4）如果符合则放入结果集，不符合则丢弃。回到步骤1

逐行扫描，也就是全表扫描，随着数据量增加，其查询效率也会越来越低。当数据量达到数百万时，就是一场灾难。

1.2.2 倒排索引

倒排索引中有两个非常重要的概念：

文档（Document）：用来搜索的数据，其中的每一条数据就是一个文档。例如一个网页、一个商品信息

词条（Term）：对文档数据或用户搜索数据，利用某种算法分词，得到的具备含义的词语就是词条。例如：我是中国人，就可以分为：我、是、中国人、中国、国人这样的几个词条

创建倒排索引是对正向索引的一种特殊处理，流程如下：

将每一个文档的数据利用算法分词，得到一个个词条

创建表，每行数据包括词条、词条所在文档id、位置等信息

因为词条唯一性，可以给词条创建索引，例如hash表结构索引

如图：

倒排索引的搜索流程如下（以搜索"华为手机"为例）：

1）用户输入条件"华为手机"进行搜索。

2）对用户输入内容分词，得到词条：华为、手机。

3）拿着词条在倒排索引中查找，可以得到包含词条的文档id：1、2、3。

4）拿着文档id到正向索引中查找具体文档。

如图：

虽然要先查询倒排索引，再查询倒排索引，但是无论是词条、还是文档id都建立了索引，查询速度非常快！无需全表扫描。

1.2.3 正向和倒排

那么为什么一个叫做正向索引，一个叫做倒排索引呢？

正向索引是最传统的，根据id索引的方式。但根据词条查询时，必须先逐条获取每个文档，然后判断文档中是否包含所需要的词条，是根据文档找词条的过程。

而倒排索引则相反，是先找到用户要搜索的词条，根据词条得到保护词条的文档的id，然后根据id获取文档。是根据词条找文档的过程。

是不是恰好反过来了？

那么两者方式的优缺点是什么呢？

正向索引：

优点：

可以给多个字段创建索引

根据索引字段搜索、排序速度非常快

缺点：
根据非索引字段，或者索引字段中的部分词条查找时，只能全表扫描。

倒排索引：

优点：
根据词条搜索、模糊搜索时，速度非常快

缺点：

只能给词条创建索引，而不是字段

无法根据字段做排序

1.3 es的一些概念

elasticsearch中有很多独有的概念，与mysql中略有差别，但也有相似之处。

1.3.1 文档和字段

elasticsearch是面向**文档（Document）**存储的，可以是数据库中的一条商品数据，一个订单信息。文档数据会被序列化为json格式后存储在elasticsearch中：

而Json文档中往往包含很多的字段（Field），类似于数据库中的列。

1.3.2 索引和映射

索引（Index），就是相同类型的文档的集合。

例如：

所有用户文档，就可以组织在一起，称为用户的索引；

所有商品的文档，可以组织在一起，称为商品的索引；

所有订单的文档，可以组织在一起，称为订单的索引；

因此，我们可以把索引当做是数据库中的表。

数据库的表会有约束信息，用来定义表的结构、字段的名称、类型等信息。因此，索引库中就有映射（mapping），是索引中文档的字段约束信息，类似表的结构约束。

1.3.3 mysql与elasticsearch

我们统一的把mysql与elasticsearch的概念做一下对比：

MySQL Elasticsearch 说明

Table Index 索引(index)，就是文档的集合，类似数据库的表(table)

Row Document 文档（Document），就是一条条的数据，类似数据库中的行（Row），文档都是JSON格式

Column Field 字段（Field），就是JSON文档中的字段，类似数据库中的列（Column）

Schema Mapping Mapping（映射）是索引中文档的约束，例如字段类型约束。类似数据库的表结构（Schema）

SQL DSL DSL是elasticsearch提供的JSON风格的请求语句，用来操作elasticsearch，实现CRUD

是不是说，我们学习了elasticsearch就不再需要mysql了呢？

并不是如此，两者各自有自己的擅长支出：

Mysql：擅长事务类型操作，可以确保数据的安全和一致性

Elasticsearch：擅长海量数据的搜索、分析、计算

因此在企业中，往往是两者结合使用：

对安全性要求较高的写操作，使用mysql实现

对查询性能要求较高的搜索需求，使用elasticsearch实现

两者再基于某种方式，实现数据的同步，保证一致性

MySQL	Elasticsearch	说明
Table	Index	索引(index)，就是文档的集合，类似数据库的表(table)
Row	Document	文档（Document），就是一条条的数据，类似数据库中的行（Row），文档都是JSON格式
Column	Field	字段（Field），就是JSON文档中的字段，类似数据库中的列（Column）
Schema	Mapping	Mapping（映射）是索引中文档的约束，例如字段类型约束。类似数据库的表结构（Schema）
SQL	DSL	DSL是elasticsearch提供的JSON风格的请求语句，用来操作elasticsearch，实现CRUD

1.4 安装es、kibana

1.4.1 安装es

1.4.1.1 创建网络

因为我们还需要部署kibana容器，因此需要让es和kibana容器互联。这里先创建一个网络：
docker network create es-net

1.4.1.2 加载镜像

这里采用elasticsearch的7.12.1版本的镜像，这个镜像体积非常大，接近1G。

可以通过上传tar包，然后运行命令加载
# 导入数据
docker load -i es.tar
或者通过pull拉取
docker pull elasticsearch7.12.1

1.4.1.3 运行

运行docker命令，部署单点es：
docker run -d \
	--name es \
 -e "ES_JAVA_OPTS=-Xms512m -Xmx512m" \
 -e "discovery.type=single-node" \
 -v es-data:/usr/share/elasticsearch/data \
 -v es-plugins:/usr/share/elasticsearch/plugins \
 --privileged \
 --network es-net \
 -p 9200:9200 \
 -p 9300:9300 \
elasticsearch:7.12.1
命令解释：

-e "cluster.name=es-docker-cluster"：设置集群名称

-e "http.host=0.0.0.0"：监听的地址，可以外网访问

-e "ES_JAVA_OPTS=-Xms512m -Xmx512m"：内存大小

-e "discovery.type=single-node"：非集群模式

-v es-data:/usr/share/elasticsearch/data：挂载逻辑卷，绑定es的数据目录

-v es-logs:/usr/share/elasticsearch/logs：挂载逻辑卷，绑定es的日志目录

-v es-plugins:/usr/share/elasticsearch/plugins：挂载逻辑卷，绑定es的插件目录

--privileged：授予逻辑卷访问权

--network es-net ：加入一个名为es-net的网络中

-p 9200:9200：端口映射配置

在浏览器中输入：http://139.155.97.82:9200 即可看到elasticsearch的响应结果：

1.4.2 安装kibana

kibana可以给我们提供一个elasticsearch的可视化界面，便于我们学习。

运行docker命令，部署kibana
docker run -d \
--name kibana \
-e ELASTICSEARCH_HOSTS=http://es:9200 \
--network=es-net \
-p 5601:5601  \
kibana:7.12.1
#或者
docker run -d \
--name kibana \
-e ELASTICSEARCH_HOSTS=http://139.155.97.82:9200 \
--network=es-net \
-p 5601:5601  \
kibana:7.12.1
--network es-net ：加入一个名为es-net的网络中，与elasticsearch在同一个网络中

-e ELASTICSEARCH_HOSTS=http://es:9200"：设置elasticsearch的地址，因为kibana已经与elasticsearch在一个网络，因此可以用容器名直接访问elasticsearch

-p 5601:5601：端口映射配置

kibana启动一般比较慢，需要多等待一会，可以通过命令：
docker logs -f kibana
查看运行日志，当查看到下面的日志，说明成功：

此时，在浏览器输入地址访问：http://139.155.97.82:5601，即可看到结果

1.4.3 DevTools

kibana中提供了一个DevTools界面：

这个界面中可以编写DSL来操作elasticsearch。并且对DSL语句有自动补全功能。

1.4.3 安装IK分词器

1.4.3.1 在线安装ik插件（较慢）

# 进入容器内部
docker exec -it elasticsearch /bin/bash

# 在线下载并安装
./bin/elasticsearch-plugin  install https://github.com/medcl/elasticsearch-analysis-ik/releases/download/v7.12.1/elasticsearch-analysis-ik-7.12.1.zip

#退出
exit
#重启容器
docker restart elasticsearch

1.4.3.2 离线安装ik插件（推荐）

1）查看数据卷目录

安装插件需要知道elasticsearch的plugins目录位置，而我们用了数据卷挂载，因此需要查看elasticsearch的数据卷目录，通过下面命令查看:

docker volume inspect es-plugins

显示结果：

[
 {
     "CreatedAt": "2022-05-06T10:06:34+08:00",
     "Driver": "local",
     "Labels": null,
     "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/es-plugins/_data",
     "Name": "es-plugins",
     "Options": null,
     "Scope": "local"
 }
]

说明plugins目录被挂载到了：/var/lib/docker/volumes/es-plugins/_data 这个目录中。

2）解压缩分词器安装包

3）上传到es容器的插件数据卷中

也就是/var/lib/docker/volumes/es-plugins/_data ：
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4）重启容器

# 4、重启容器
docker restart es

# 查看es日志
docker logs -f es

5）测试

IK分词器包含两种模式：

ik_smart：最少切分
ik_max_word：最细切分

GET /_analyze
{
  "analyzer": "ik_max_word",
   "text": "人有生老三千疾，唯有相思不可医。"
}

{
  "tokens" : [
    {
      "token" : "人",
      "start_offset" : 0,
      "end_offset" : 1,
      "type" : "CN_CHAR",
      "position" : 0
    },
    {
      "token" : "有生",
      "start_offset" : 1,
      "end_offset" : 3,
      "type" : "CN_WORD",
      "position" : 1
    },
    {
      "token" : "老三",
      "start_offset" : 3,
      "end_offset" : 5,
      "type" : "CN_WORD",
      "position" : 2
    },
    {
      "token" : "三千",
      "start_offset" : 4,
      "end_offset" : 6,
      "type" : "TYPE_CNUM",
      "position" : 3
    },
    {
      "token" : "疾",
      "start_offset" : 6,
      "end_offset" : 7,
      "type" : "CN_CHAR",
      "position" : 4
    },
    {
      "token" : "唯有",
      "start_offset" : 8,
      "end_offset" : 10,
      "type" : "CN_WORD",
      "position" : 5
    },
    {
      "token" : "相思",
      "start_offset" : 10,
      "end_offset" : 12,
      "type" : "CN_WORD",
      "position" : 6
    },
    {
      "token" : "不可",
      "start_offset" : 12,
      "end_offset" : 14,
      "type" : "CN_WORD",
      "position" : 7
    },
    {
      "token" : "医",
      "start_offset" : 14,
      "end_offset" : 15,
      "type" : "CN_CHAR",
      "position" : 8
    }
  ]
}

1.4.3.3 扩展词词典

随着互联网的发展，“造词运动”也越发的频繁。出现了很多新的词语，在原有的词汇列表中并不存在。比如：“奥力给”，“人有生老三千疾” 等。

所以我们的词汇也需要不断的更新，IK分词器提供了扩展词汇的功能。

1）打开IK分词器config目录：
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2）在IKAnalyzer.cfg.xml配置文件内容添加：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE properties SYSTEM "http://java.sun.com/dtd/properties.dtd">
<properties>
     <comment>IK Analyzer 扩展配置</comment>
     <!--用户可以在这里配置自己的扩展字典 *** 添加扩展词典-->
     <entry key="ext_dict">ext.dic</entry>
</properties>

3）新建一个 ext.dic，可以参考config目录下复制一个配置文件进行修改

人有生老三千疾
奥力给

4）重启elasticsearch

docker restart es

# 查看 日志
docker logs -f elasticsearch

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日志中已经成功加载ext.dic配置文件

5）测试效果：

GET /_analyze
{
"analyzer": "ik_max_word",
"text": "人有生老三千疾，唯有相思不可医。奥里给！"
}

{
"tokens" : [
 {
   "token" : "人有生老三千疾",
   "start_offset" : 0,
   "end_offset" : 7,
   "type" : "CN_WORD",
   "position" : 0
 },
 {
   "token" : "有生",
   "start_offset" : 1,
   "end_offset" : 3,
   "type" : "CN_WORD",
   "position" : 1
 },
 {
   "token" : "老三",
   "start_offset" : 3,
   "end_offset" : 5,
   "type" : "CN_WORD",
   "position" : 2
 },
 {
   "token" : "三千",
   "start_offset" : 4,
   "end_offset" : 6,
   "type" : "TYPE_CNUM",
   "position" : 3
 },
 {
   "token" : "疾",
   "start_offset" : 6,
   "end_offset" : 7,
   "type" : "CN_CHAR",
   "position" : 4
 },
 {
   "token" : "唯有",
   "start_offset" : 8,
   "end_offset" : 10,
   "type" : "CN_WORD",
   "position" : 5
 },
 {
   "token" : "相思",
   "start_offset" : 10,
   "end_offset" : 12,
   "type" : "CN_WORD",
   "position" : 6
 },
 {
   "token" : "不可",
   "start_offset" : 12,
   "end_offset" : 14,
   "type" : "CN_WORD",
   "position" : 7
 },
 {
   "token" : "医",
   "start_offset" : 14,
   "end_offset" : 15,
   "type" : "CN_CHAR",
   "position" : 8
 },
 {
   "token" : "奥里给",
   "start_offset" : 16,
   "end_offset" : 19,
   "type" : "CN_WORD",
   "position" : 9
 }
]
}

注意当前文件的编码必须是 UTF-8 格式，严禁使用Windows记事本编辑

1.4.3.4 停用词词典

在互联网项目中，在网络间传输的速度很快，所以很多语言是不允许在网络上传递的，如：关于宗教、政治等敏感词语，那么我们在搜索时也应该忽略当前词汇。

IK分词器也提供了强大的停用词功能，让我们在索引时就直接忽略当前的停用词汇表中的内容。

1）IKAnalyzer.cfg.xml配置文件内容添加：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE properties SYSTEM "http://java.sun.com/dtd/properties.dtd">
<properties>
     <comment>IK Analyzer 扩展配置</comment>
     <!--用户可以在这里配置自己的扩展字典-->
     <entry key="ext_dict">ext.dic</entry>
      <!--用户可以在这里配置自己的扩展停止词字典  *** 添加停用词词典-->
     <entry key="ext_stopwords">stopword.dic</entry>
</properties>

3）在 stopword.dic 添加停用词

牛逼
我靠
靠
逼

4）重启elasticsearch

# 重启服务
docker restart elasticsearch
docker restart kibana

# 查看 日志
docker logs -f elasticsearch

日志中已经成功加载stopword.dic配置文件

5）测试效果：

GET /_analyze
{
"analyzer": "ik_max_word",
"text": "我靠！这也太牛逼了！"
}

{
"tokens" : [
 {
   "token" : "我",
   "start_offset" : 0,
   "end_offset" : 1,
   "type" : "CN_CHAR",
   "position" : 0
 },
 {
   "token" : "这也",
   "start_offset" : 3,
   "end_offset" : 5,
   "type" : "CN_WORD",
   "position" : 1
 },
 {
   "token" : "太",
   "start_offset" : 5,
   "end_offset" : 6,
   "type" : "CN_CHAR",
   "position" : 2
 },
 {
   "token" : "牛",
   "start_offset" : 6,
   "end_offset" : 7,
   "type" : "CN_CHAR",
   "position" : 3
 },
 {
   "token" : "逼了",
   "start_offset" : 7,
   "end_offset" : 9,
   "type" : "CN_WORD",
   "position" : 4
 }
]
}

注意当前文件的编码必须是 UTF-8 格式，严禁使用Windows记事本编辑

1.4.4 总结

分词器的作用是什么？

创建倒排索引时对文档分词

用户搜索时，对输入的内容分词

IK分词器有几种模式？

ik_smart：智能切分，粗粒度

ik_max_word：最细切分，细粒度

IK分词器如何拓展词条？如何停用词条？

利用config目录的IkAnalyzer.cfg.xml文件添加拓展词典和停用词典

在词典中添加拓展词条或者停用词条

2. 索引库操作

索引库就类似数据库表，mapping映射就类似表的结构。

要向es中存储数据，必须先创建“库”和“表”。

2.1 mapping映射属性

mapping是对索引库中文档的约束，常见的mapping属性包括：

type：字段数据类型，常见的简单类型有：

字符串：text（可分词的文本）、keyword（精确值，例如：品牌、国家、ip地址）

数值：long、integer、short、byte、double、float、

布尔：boolean

日期：date

对象：object

index：是否创建索引，默认为true

analyzer：使用哪种分词器

properties：该字段的子字段

例如下面的json文档：
{
    "age": 21,
    "weight": 52.1,
    "isMarried": false,
    "info": "Java学年成绩",
    "email": "zy@163.com",
    "score": [99.1, 99.5, 98.9],
    "name": {
        "firstName": "赵",
        "lastName": "云"
    }
}
对应的每个字段映射（mapping）：

age：类型为 integer；参与搜索，因此需要index为true；无需分词器

weight：类型为float；参与搜索，因此需要index为true；无需分词器

isMarried：类型为boolean；参与搜索，因此需要index为true；无需分词器

info：类型为字符串，需要分词，因此是text；参与搜索，因此需要index为true；分词器可以用ik_smart

email：类型为字符串，但是不需要分词，因此是keyword；不参与搜索，因此需要index为false；无需分词器

score：虽然是数组，但是我们只看元素的类型，类型为float；参与搜索，因此需要index为true；无需分词器

name：类型为object，需要定义多个子属性

name.firstName；类型为字符串，但是不需要分词，因此是keyword；参与搜索，因此需要index为true；无需分词器

name.lastName；类型为字符串，但是不需要分词，因此是keyword；参与搜索，因此需要index为true；无需分词器

2.2 索引库的CRUD

这里我们统一使用Kibana编写DSL的方式来演示。

2.2.1 创建索引库和映射

基本语法：

请求方式：PUT
请求路径：/索引库名，可以自定义
请求参数：mapping映射

格式：

PUT /索引库名称
{
  "mappings": {
    "properties": {
      "字段名":{
        "type": "text",
        "analyzer": "ik_smart"
      },
      "字段名2":{
        "type": "keyword",
        "index": "false"
      },
      "字段名3":{
        "properties": {
          "子字段": {
            "type": "keyword"
          }
        }
      },
      // ...略
    }
  }
}

示例：

PUT /yishooo
{
  "mappings": {
    "properties": {
      "info":{
        "type": "text",
        "analyzer": "ik_smart"
      },
      "email":{
        "type": "keyword",
        "index": "falsae"
      },
      "name":{
        "properties": {
          "firstName": {
            "type": "keyword"
          }
        }
      },
      // ... 略
    }
  }
}

2.2.2 查询索引库

基本语法：

请求方式：GET

请求路径：/索引库名

请求参数：无

格式：
GET /索引库名

2.2.3 修改索引库

倒排索引结构虽然不复杂，但是一旦数据结构改变（比如改变了分词器），就需要重新创建倒排索引，这简直是灾难。因此索引库一旦创建，无法修改mapping。

虽然无法修改mapping中已有的字段，但是却允许添加新的字段到mapping中，因为不会对倒排索引产生影响。

语法说明：
PUT /索引库名/_mapping
{
  "properties": {
    "新字段名":{
      "type": "integer"
    }
  }
}
示例：

2.2.4 删除索引库

语法：

请求方式：DELETE

请求路径：/索引库名

请求参数：无

格式：
DELETE /索引库名
在kibana中测试：

2.2.5 总结

索引库操作有哪些？

创建索引库：PUT /索引库名

查询索引库：GET /索引库名

删除索引库：DELETE /索引库名

添加字段：PUT /索引库名/_mapping

3. 文档操作

3.1 新增文档

语法：

POST /索引库名/_doc/文档id
{
    "字段1": "值1",
    "字段2": "值2",
    "字段3": {
        "子属性1": "值3",
        "子属性2": "值4"
    },
 // ...
}

示例：

POST /yishooo/_doc/1
{
    "info": "金牌Java讲师",
    "email": "zy@163.com",
    "name": {
        "firstName": "赵",
        "lastName": "云"
    }
}

响应：
【学习日记2023.6.25】之ElasticSearch搜索引擎,微服务,elasticsearch,搜索引擎,kibana

3.2 查询文档

根据rest风格，新增是post，查询应该是get，不过查询一般都需要条件，这里我们把文档id带上。

语法：
GET /{索引库名称}/_doc/{id}
通过kibana查看数据：

3.3 删除文档

删除使用DELETE请求，同样，需要根据id进行删除：

语法：
DELETE /{索引库名}/_doc/id值
示例：
#删除id为1的文档数据
DELETE /yishooo/_doc/1

3.4 修改文档

修改有两种方式：

全量修改：直接覆盖原来的文档

增量修改：修改文档中的部分字段

3.4.1 全量修改

全量修改是覆盖原来的文档，其本质是：

根据指定的id删除文档

新增一个相同id的文档

注意：如果根据id删除时，id不存在，第二步的新增也会执行，也就从修改变成了新增操作了。

语法：
PUT /{索引库名}/_doc/文档id
{
    "字段1": "值1",
    "字段2": "值2",
    // ... 略
}
示例：
#全量修改数据，会删除旧文档，添加新文档
PUT /yishooo/_doc/1
{
  "email": "yishooo@163.com"
}

3.4.2 增量修改

增量修改是只修改指定id匹配的文档中的部分字段。

语法：

POST /{索引库名}/_update/文档id
{
    "doc": {
      "字段名": "新的值",
 }
}

示例：

#增量修改，修改指定字段值
POST /yishooo/_update/1
{
"doc": {
"email": "yishooo@163.com"
}
}

3.5 总结

文档操作有哪些？

创建文档：POST /{索引库名}/_doc/文档id { json文档 }

查询文档：GET /{索引库名}/_doc/文档id

删除文档：DELETE /{索引库名}/_doc/文档id

修改文档：

全量修改：PUT /{索引库名}/_doc/文档id { json文档 }

增量修改：POST /{索引库名}/_update/文档id { “doc”: {字段}}

4. RestAPI

ES官方提供了各种不同语言的客户端，用来操作ES。这些客户端的本质就是组装DSL语句，通过http请求发送给ES。官方文档地址：https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/client/index.html

其中的Java Rest Client又包括两种：

Java Low Level Rest Client

Java High Level Rest Client

4.1 导入Demo工程

4.1.1 导入数据库数据

创建名为hotel的数据库，创建tb_hotel表，数据结构如下：

CREATE TABLE `tb_hotel` (
  `id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '酒店id',
  `name` varchar(255) NOT NULL COMMENT '酒店名称；例：7天酒店',
  `address` varchar(255) NOT NULL COMMENT '酒店地址；例：航头路',
  `price` int(10) NOT NULL COMMENT '酒店价格；例：329',
  `score` int(2) NOT NULL COMMENT '酒店评分；例：45，就是4.5分',
  `brand` varchar(32) NOT NULL COMMENT '酒店品牌；例：如家',
  `city` varchar(32) NOT NULL COMMENT '所在城市；例：上海',
  `star_name` varchar(16) DEFAULT NULL COMMENT '酒店星级，从低到高分别是：1星到5星，1钻到5钻',
  `business` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '商圈；例：虹桥',
  `latitude` varchar(32) NOT NULL COMMENT '纬度；例：31.2497',
  `longitude` varchar(32) NOT NULL COMMENT '经度；例：120.3925',
  `pic` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '酒店图片；例:/img/1.jpg',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

4.1.2 导入项目

项目结构如图：

4.1.3 mapping映射分析

创建索引库，最关键的是mapping映射，而mapping映射要考虑的信息包括：

字段名

字段数据类型

是否参与搜索

是否需要分词

如果分词，分词器是什么？

其中：

字段名、字段数据类型，可以参考数据表结构的名称和类型

是否参与搜索要分析业务来判断，例如图片地址，就无需参与搜索

是否分词呢要看内容，内容如果是一个整体就无需分词，反之则要分词

分词器，我们可以统一使用ik_max_word

来看下酒店数据的索引库结构:
PUT /hotel
{
  "mappings": {
    "properties": {
      "id": {
        "type": "keyword"
      },
      "name":{
        "type": "text",
        "analyzer": "ik_max_word",
        "copy_to": "all"
      },
      "address":{
        "type": "keyword",
        "index": false
      },
      "price":{
        "type": "integer"
      },
      "score":{
        "type": "integer"
      },
      "brand":{
        "type": "keyword",
        "copy_to": "all"
      },
      "city":{
        "type": "keyword",
        "copy_to": "all"
      },
      "starName":{
        "type": "keyword"
      },
      "business":{
        "type": "keyword"
      },
      "location":{
        "type": "geo_point"
      },
      "pic":{
        "type": "keyword",
        "index": false
      },
      "all":{
        "type": "text",
        "analyzer": "ik_max_word"
      }
    }
  }
}
几个特殊字段说明：

location：地理坐标，里面包含精度、纬度

all：一个组合字段，其目的是将多字段的值利用copy_to合并，提供给用户搜索

地理坐标说明：

copy_to说明：

4.1.4 初始化RestClient

在elasticsearch提供的API中，与elasticsearch一切交互都封装在一个名为RestHighLevelClient的类中，必须先完成这个对象的初始化，建立与elasticsearch的连接。

分为三步：

1）引入es的RestHighLevelClient依赖：
<dependency>
 <groupId>org.elasticsearch.client</groupId>
 <artifactId>elasticsearch-rest-high-level-client</artifactId>
</dependency>
2）因为SpringBoot默认的ES版本是7.6.2，所以我们需要覆盖默认的ES版本：
<properties>
 <java.version>1.8</java.version>
 <elasticsearch.version>7.12.1</elasticsearch.version>
</properties>
3）初始化RestHighLevelClient：

初始化的代码如下：
RestHighLevelClient client = new RestHighLevelClient(RestClient.builder(
     HttpHost.create("http://139.155.97.82:9200")
));
这里为了单元测试方便，我们创建一个测试类HotelIndexTest，然后将初始化的代码编写在@BeforeEach方法中：
package cn.itcast.hotel;

import org.apache.http.HttpHost;
import org.elasticsearch.client.RestHighLevelClient;
import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;

import java.io.IOException;

public class HotelIndexTest {
 private RestHighLevelClient client;

 @BeforeEach
 void setUp() {
     this.client = new RestHighLevelClient(RestClient.builder(
             HttpHost.create("http://139.155.97.82:9200")
     ));
 }

 @AfterEach
 void tearDown() throws IOException {
     this.client.close();
 }
}

4.2 创建索引库

4.2.1 代码解读

创建索引库的API如下：

代码分为三步：

1）创建Request对象。因为是创建索引库的操作，因此Request是CreateIndexRequest。

2）添加请求参数，其实就是DSL的JSON参数部分。因为json字符串很长，这里是定义了静态字符串常量MAPPING_TEMPLATE，让代码看起来更加优雅。

3）发送请求，client.indices()方法的返回值是IndicesClient类型，封装了所有与索引库操作有关的方法。

4.2.2 完整示例

在hotel-demo的cn.itcast.hotel.constants包下，创建一个类，定义mapping映射的JSON字符串常量：

package cn.itcast.hotel.constants;

public class HotelConstants {
 public static final String MAPPING_TEMPLATE = "{\n" +
         "  \"mappings\": {\n" +
         "    \"properties\": {\n" +
         "      \"id\": {\n" +
         "        \"type\": \"keyword\"\n" +
         "      },\n" +
         "      \"name\":{\n" +
         "        \"type\": \"text\",\n" +
         "        \"analyzer\": \"ik_max_word\",\n" +
         "        \"copy_to\": \"all\"\n" +
         "      },\n" +
         "      \"address\":{\n" +
         "        \"type\": \"keyword\",\n" +
         "        \"index\": false\n" +
         "      },\n" +
         "      \"price\":{\n" +
         "        \"type\": \"integer\"\n" +
         "      },\n" +
         "      \"score\":{\n" +
         "        \"type\": \"integer\"\n" +
         "      },\n" +
         "      \"brand\":{\n" +
         "        \"type\": \"keyword\",\n" +
         "        \"copy_to\": \"all\"\n" +
         "      },\n" +
         "      \"city\":{\n" +
         "        \"type\": \"keyword\",\n" +
         "        \"copy_to\": \"all\"\n" +
         "      },\n" +
         "      \"starName\":{\n" +
         "        \"type\": \"keyword\"\n" +
         "      },\n" +
         "      \"business\":{\n" +
         "        \"type\": \"keyword\"\n" +
         "      },\n" +
         "      \"location\":{\n" +
         "        \"type\": \"geo_point\"\n" +
         "      },\n" +
         "      \"pic\":{\n" +
         "        \"type\": \"keyword\",\n" +
         "        \"index\": false\n" +
         "      },\n" +
         "      \"all\":{\n" +
         "        \"type\": \"text\",\n" +
         "        \"analyzer\": \"ik_max_word\"\n" +
         "      }\n" +
         "    }\n" +
         "  }\n" +
         "}";
}

在hotel-demo中的HotelIndexTest测试类中，编写单元测试，实现创建索引：

@Test
void createHotelIndex() throws IOException {
 // 1.创建Request对象
 CreateIndexRequest request = new CreateIndexRequest("hotel");
 // 2.准备请求的参数：DSL语句
 request.source(MAPPING_TEMPLATE, XContentType.JSON);
 // 3.发送请求
 client.indices().create(request, RequestOptions.DEFAULT);
}

4.3 删除索引库

删除索引库的DSL语句非常简单：
DELETE /hotel
与创建索引库相比：

请求方式从PUT变为DELTE

请求路径不变

无请求参数

所以代码的差异，注意体现在Request对象上。依然是三步走：

1）创建Request对象。这次是DeleteIndexRequest对象

2）准备参数。这里是无参

3）发送请求。改用delete方法

在hotel-demo中的HotelIndexTest测试类中，编写单元测试，实现删除索引：
@Test
void testDeleteHotelIndex() throws IOException {
    // 1.创建Request对象
    DeleteIndexRequest request = new DeleteIndexRequest("hotel");
    // 2.发送请求
    client.indices().delete(request, RequestOptions.DEFAULT);
}

4.4 判断索引库是否存在

判断索引库是否存在，本质就是查询，对应的DSL是：
GET /hotel
因此与删除的Java代码流程是类似的。依然是三步走：

1）创建Request对象。这次是GetIndexRequest对象

2）准备参数。这里是无参

3）发送请求。改用exists方法
@Test
void testExistsHotelIndex() throws IOException {
    // 1.创建Request对象
    GetIndexRequest request = new GetIndexRequest("hotel");
    // 2.发送请求
    boolean exists = client.indices().exists(request, RequestOptions.DEFAULT);
    // 3.输出
    System.err.println(exists ? "索引库已经存在！" : "索引库不存在！");
}

4.5 总结

JavaRestClient操作elasticsearch的流程基本类似。核心是client.indices()方法来获取索引库的操作对象。

索引库操作的基本步骤：

初始化RestHighLevelClient

创建XxxIndexRequest。XXX是Create、Get、Delete

准备DSL（ Create时需要，其它是无参）

发送请求。调用RestHighLevelClient#indices().xxx()方法，xxx是create、exists、delete

5. RestClient操作文档

为了与索引库操作分离，再次参加一个测试类，做两件事情：

初始化RestHighLevelClient
酒店数据在数据库，需要利用IHotelService去查询，所以注入这个接口

package cn.itcast.hotel;

import cn.itcast.hotel.pojo.Hotel;
import cn.itcast.hotel.service.IHotelService;
import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;

import java.io.IOException;
import java.util.List;

@SpringBootTest
public class HotelDocumentTest {
    @Autowired
    private IHotelService hotelService;

    private RestHighLevelClient client;

    @BeforeEach
    void setUp() {
        this.client = new RestHighLevelClient(RestClient.builder(
                HttpHost.create("http://139.155.97.82:9200")
        ));
    }

    @AfterEach
    void tearDown() throws IOException {
        this.client.close();
    }
}

5.1 新增文档

将数据库的酒店数据查询出来，写入elasticsearch中。

5.1.1 索引库实体类

数据库查询后的结果是一个Hotel类型的对象。结构如下：

@Data
@TableName("tb_hotel")
public class Hotel {
 @TableId(type = IdType.INPUT)
 private Long id;
 private String name;
 private String address;
 private Integer price;
 private Integer score;
 private String brand;
 private String city;
 private String starName;
 private String business;
 private String longitude;
 private String latitude;
 private String pic;
}

与索引库结构存在差异：

longitude和latitude需要合并为location

因此，需要定义一个新的类型，与索引库结构吻合：

package cn.itcast.hotel.pojo;

import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;

@Data
@NoArgsConstructor
public class HotelDoc {
    private Long id;
    private String name;
    private String address;
    private Integer price;
    private Integer score;
    private String brand;
    private String city;
    private String starName;
    private String business;
    private String location;
    private String pic;

    public HotelDoc(Hotel hotel) {
        this.id = hotel.getId();
        this.name = hotel.getName();
        this.address = hotel.getAddress();
        this.price = hotel.getPrice();
        this.score = hotel.getScore();
        this.brand = hotel.getBrand();
        this.city = hotel.getCity();
        this.starName = hotel.getStarName();
        this.business = hotel.getBusiness();
        this.location = hotel.getLatitude() + ", " + hotel.getLongitude();
        this.pic = hotel.getPic();
    }
}

5.1.2 语法说明

新增文档的DSL语句如下：
POST /{索引库名}/_doc/1
{
 "name": "Jack",
 "age": 21
}
对应的java代码如图：

可以看到与创建索引库类似，同样是三步走：

1）创建Request对象

2）准备请求参数，也就是DSL中的JSON文档

3）发送请求

变化的地方在于，这里直接使用client.xxx()的API，不再需要client.indices()了。

5.1.3.完整代码

导入酒店数据，基本流程一致，但是需要考虑几点变化：

酒店数据来自于数据库，需要先查询出来，得到hotel对象

hotel对象需要转为HotelDoc对象

HotelDoc需要序列化为json格式

因此，代码整体步骤如下：

1）根据id查询酒店数据Hotel

2）将Hotel封装为HotelDoc

3）将HotelDoc序列化为JSON

4）创建IndexRequest，指定索引库名和id

5）准备请求参数，也就是JSON文档

6）发送请求

在hotel-demo的HotelDocumentTest测试类中，编写单元测试：
@Test
void testAddDocument() throws IOException {
    // 1.根据id查询酒店数据
    Hotel hotel = hotelService.getById(61083L);
    // 2.转换为文档类型
    HotelDoc hotelDoc = new HotelDoc(hotel);
    // 3.将HotelDoc转json
    String json = JSON.toJSONString(hotelDoc);

    // 1.准备Request对象
    IndexRequest request = new IndexRequest("hotel").id(hotelDoc.getId().toString());
    // 2.准备Json文档
    request.source(json, XContentType.JSON);
    // 3.发送请求
    client.index(request, RequestOptions.DEFAULT);
}

5.2 查询文档

5.2.1 语法说明

查询的DSL语句如下：
GET /hotel/_doc/{id}
非常简单，因此代码大概分两步：

准备Request对象

发送请求

不过查询的目的是得到结果，解析为HotelDoc，因此难点是结果的解析。完整代码如下：

可以看到，结果是一个JSON，其中文档放在一个_source属性中，因此解析就是拿到_source，反序列化为Java对象即可。

与之前类似，也是三步走：

1）准备Request对象。这次是查询，所以是GetRequest

2）发送请求，得到结果。因为是查询，这里调用client.get()方法

3）解析结果，就是对JSON做反序列化

5.2.2 完整代码

在hotel-demo的HotelDocumentTest测试类中，编写单元测试：

@Test
void testGetDocumentById() throws IOException {
 // 1.准备Request
 GetRequest request = new GetRequest("hotel", "61082");
 // 2.发送请求，得到响应
 GetResponse response = client.get(request, RequestOptions.DEFAULT);
 // 3.解析响应结果
 String json = response.getSourceAsString();

 HotelDoc hotelDoc = JSON.parseObject(json, HotelDoc.class);
 System.out.println(hotelDoc);
}

5.3 删除文档

删除的DSL为是这样的：
DELETE /hotel/_doc/{id}
与查询相比，仅仅是请求方式从DELETE变成GET，可以想象Java代码应该依然是三步走：

1）准备Request对象，因为是删除，这次是DeleteRequest对象。要指定索引库名和id

2）准备参数，无参

3）发送请求。因为是删除，所以是client.delete()方法

在hotel-demo的HotelDocumentTest测试类中，编写单元测试：
@Test
void testDeleteDocument() throws IOException {
    // 1.准备Request
    DeleteRequest request = new DeleteRequest("hotel", "61083");
    // 2.发送请求
    client.delete(request, RequestOptions.DEFAULT);
}

5.4 修改文档

5.4.1 语法说明

两种方式：

全量修改：本质是先根据id删除，再新增

增量修改：修改文档中的指定字段值

在RestClient的API中，全量修改与新增的API完全一致，判断依据是ID：

如果新增时，ID已经存在，则修改

如果新增时，ID不存在，则新增

这里不再赘述，我们主要关注增量修改。

代码示例如图：

与之前类似，也是三步走：

1）准备Request对象。这次是修改，所以是UpdateRequest

2）准备参数。也就是JSON文档，里面包含要修改的字段

3）更新文档。这里调用client.update()方法

5.4.2.完整代码

在hotel-demo的HotelDocumentTest测试类中，编写单元测试：
@Test
void testUpdateDocument() throws IOException {
    // 1.准备Request
    UpdateRequest request = new UpdateRequest("hotel", "61083");
    // 2.准备请求参数
    request.doc(
        "price", "952",
        "starName", "四钻"
    );
    // 3.发送请求
    client.update(request, RequestOptions.DEFAULT);
}

5.5 批量导入文档

案例需求：利用BulkRequest批量将数据库数据导入到索引库中。

步骤如下：

利用mybatis-plus查询酒店数据

将查询到的酒店数据（Hotel）转换为文档类型数据（HotelDoc）

利用JavaRestClient中的BulkRequest批处理，实现批量新增文档

5.5.1 语法说明

批量处理BulkRequest，其本质就是将多个普通的CRUD请求组合在一起发送。

其中提供了一个add方法，用来添加其他请求：

可以看到，能添加的请求包括：

IndexRequest，也就是新增

UpdateRequest，也就是修改

DeleteRequest，也就是删除

因此Bulk中添加了多个IndexRequest，就是批量新增功能了。示例：

其实还是三步走：

1）创建Request对象。这里是BulkRequest

2）准备参数。批处理的参数，就是其它Request对象，这里就是多个IndexRequest

3）发起请求。这里是批处理，调用的方法为client.bulk()方法

我们在导入酒店数据时，将上述代码改造成for循环处理即可。

5.5.2 完整代码

在hotel-demo的HotelDocumentTest测试类中，编写单元测试：

@Test
void testBulkRequest() throws IOException {
 // 批量查询酒店数据
 List<Hotel> hotels = hotelService.list();

 // 1.创建Request
 BulkRequest request = new BulkRequest();
 // 2.准备参数，添加多个新增的Request
 for (Hotel hotel : hotels) {
     // 2.1.转换为文档类型HotelDoc
     HotelDoc hotelDoc = new HotelDoc(hotel);
     // 2.2.创建新增文档的Request对象
     request.add(new IndexRequest("hotel")
                 .id(hotelDoc.getId().toString())
                 .source(JSON.toJSONString(hotelDoc), XContentType.JSON));
 }
 // 3.发送请求
 client.bulk(request, RequestOptions.DEFAULT);
}

5.6 小结

文档操作的基本步骤：

初始化RestHighLevelClient

创建XxxRequest。XXX是Index、Get、Update、Delete、Bulk

准备参数（Index、Update、Bulk时需要）

发送请求。调用RestHighLevelClient#.xxx()方法，xxx是index、get、update、delete、bulk

解析结果（Get时需要）

6. DSL查询文档

elasticsearch的查询依然是基于JSON风格的DSL来实现的。

6.1 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"
    }
  }
}
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。

6.2 全文检索查询

6.2.1 使用场景

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

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。

6.2.2 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"]
    }
  }
}

6.2.3 示例

match查询示例：

multi_match查询示例：

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。

6.2.4 总结

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

6.3 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。常见的有：

term：根据词条精确值查询

range：根据值的范围查询

6.3.1 term查询

因为精确查询的字段搜是不分词的字段，因此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。

语法说明：
// term查询
GET /indexName/_search
{
  "query": {
    "term": {
      "FIELD": {
        "value": "VALUE"
      }
    }
  }
}
示例：

当搜索的是精确词条时，能正确查询出结果：

但是，当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：

6.3.2 range查询

范围查询，一般应用在对数值类型做范围过滤的时候。比如做价格范围过滤。

基本语法：

// 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
      }
    }
  }
}

示例：
【学习日记2023.6.25】之ElasticSearch搜索引擎,微服务,elasticsearch,搜索引擎,kibana

6.3.3 总结

精确查询常见的有哪些？

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

6.4 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：搜索附近的酒店

滴滴：搜索附近的出租车

微信：搜索附近的人

6.4.1 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：

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，所以我们就不做了。

6.4.2 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：

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：

先搜索陆家嘴附近15km的酒店：

发现共有47家酒店。

然后把半径缩短到3公里：

可以发现，搜索到的酒店数量减少到了5家。

6.5 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

6.5.1 相关性算分

当利用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，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：

在后来的5.1版本升级中，elasticsearch将算法改进为BM25算法，公式如下：

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：

小结：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

6.5.2 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：

要想认为控制相关性算分，就需要利用elasticsearch中的function score 查询了。

1）语法说明

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

2）示例

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：

添加了算分函数后，如家得分就提升了：

3）小结

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

6.5.3 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：

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

1）语法示例：
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 } }}
      ]
    }
  }
}
2）示例

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

3）小结

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

7. 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。

7.1 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。

7.1.1 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

示例：

需求描述：酒店数据按照用户评价（score)降序排序，评价相同的按照价格(price)升序排序

7.1.2 地理坐标排序

地理坐标排序略有不同。

语法说明：
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

示例：

需求描述：实现对酒店数据按照到你的位置坐标的距离升序排序

提示：获取你的位置的经纬度的方式：https://lbs.amap.com/demo/jsapi-v2/example/map/click-to-get-lnglat/

假设我的位置是：31.034661，121.612282，寻找我周围距离最近的酒店。

7.2 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 ?, ?

7.2.1 基本的分页

分页的基本语法如下：

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"}
  ]
}

7.2.2 深度分页问题

现在，我要查询990~1000的数据，查询逻辑要这么写：
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：

查询TOP1000，如果es是单点模式，这并无太大影响。

但是elasticsearch将来一定是集群，例如我集群有5个节点，我要查询TOP1000的数据，并不是每个节点查询200条就可以了。

因为节点A的TOP200，在另一个节点可能排到10000名以外了。

因此要想获取整个集群的TOP1000，必须先查询出每个节点的TOP1000，汇总结果后，重新排名，重新截取TOP1000。

那如果我要查询9900~10000的数据呢？是不是要先查询TOP10000呢？那每个节点都要查询10000条？汇总到内存中？

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，官方文档：

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。

7.2.3 小结

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。

7.3 高亮

7.3.1 高亮原理

什么是高亮显示呢？

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：

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<em>标签

2）页面给<em>标签编写CSS样式

7.3.2 实现高亮

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

示例：

7.4 总结

查询的DSL是一个大的JSON对象，包含下列属性：

query：查询条件

from和size：分页条件

sort：排序条件

highlight：高亮条件

示例：

8. RestClient查询文档

文档的查询同样适用昨天学习的 RestHighLevelClient对象，基本步骤包括：

1）准备Request对象

2）准备请求参数

3）发起请求

4）解析响应

8.1 快速入门

以match_all查询为例

8.1.1 发起查询请求

代码解读：

第一步，创建SearchRequest对象，指定索引库名

第二步，利用request.source()构建DSL，DSL中可以包含查询、分页、排序、高亮等

query()：代表查询条件，利用QueryBuilders.matchAllQuery()构建一个match_all查询的DSL

第三步，利用client.search()发送请求，得到响应

这里关键的API有两个，一个是request.source()，其中包含了查询、排序、分页、高亮等所有功能：

另一个是QueryBuilders，其中包含match、term、function_score、bool等各种查询：

8.1.2 解析响应

响应结果的解析：

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，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

8.1.3 完整代码

完整代码如下：

@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);
 }
}

8.1.4 小结

查询的基本步骤是：

创建SearchRequest对象

准备Request.source()，也就是DSL。

① QueryBuilders来构建查询条件

② 传入Request.source() 的 query() 方法

发送请求，得到结果

解析结果（参考JSON结果，从外到内，逐层解析）

8.2 match查询

全文检索的match和multi_match查询与match_all的API基本一致。差别是查询条件，也就是query的部分。

因此，Java代码上的差异主要是request.source().query()中的参数了。同样是利用QueryBuilders提供的方法：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-nfR8AC2I-1687705855000)(E:\itcast\资料\服务框架\03-分布式搜索引擎ElasticSearch\day02-Elasticsearch02\讲义\md\assets\image-20210721215843099.png)]

而结果解析代码则完全一致，可以抽取并共享。

完整代码如下：
@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);

}

8.3 精确查询

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。

查询条件构造的API如下：

8.4 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：
【学习日记2023.6.25】之ElasticSearch搜索引擎,微服务,elasticsearch,搜索引擎,kibana

可以看到，API与其它查询的差别同样是在查询条件的构建，QueryBuilders，结果解析等其他代码完全不变。

完整代码如下：

@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);

}

8.5 排序、分页

搜索结果的排序和分页是与query同级的参数，因此同样是使用request.source()来设置。

对应的API如下：
【学习日记2023.6.25】之ElasticSearch搜索引擎,微服务,elasticsearch,搜索引擎,kibana

完整代码示例：

@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);

}

8.6 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

8.6.1 高亮请求构建

高亮请求的构建API如下：
【学习日记2023.6.25】之ElasticSearch搜索引擎,微服务,elasticsearch,搜索引擎,kibana

上述代码省略了查询条件部分，但是大家不要忘了：高亮查询必须使用全文检索查询，并且要有搜索关键字，将来才可以对关键字高亮。

完整代码如下：

@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);

}

8.6.2 高亮结果解析

高亮的结果与查询的文档结果默认是分离的，并不在一起。

因此解析高亮的代码需要额外处理：
【学习日记2023.6.25】之ElasticSearch搜索引擎,微服务,elasticsearch,搜索引擎,kibana

代码解读：

第一步：从结果中获取source。hit.getSourceAsString()，这部分是非高亮结果，json字符串。还需要反序列为HotelDoc对象
第二步：获取高亮结果。hit.getHighlightFields()，返回值是一个Map，key是高亮字段名称，值是HighlightField对象，代表高亮值
第三步：从map中根据高亮字段名称，获取高亮字段值对象HighlightField
第四步：从HighlightField中获取Fragments，并且转为字符串。这部分就是真正的高亮字符串了
第五步：用高亮的结果替换HotelDoc中的非高亮结果

完整代码如下：

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);
    }
}

9. 某马旅游案例

通过某马旅游的案例来实战演练下之前学习的知识。

实现四部分功能：

酒店搜索和分页

酒店结果过滤

我周边的酒店

酒店竞价排名

启动hotel-demo项目，其默认端口是8089，访问http://localhost:8089，就能看到项目页面了：

9.1 酒店搜索和分页

案例需求：实现某马旅游的酒店搜索功能，完成关键字搜索和分页

9.1.1 需求分析

在项目的首页，有一个大大的搜索框，还有分页按钮：

点击搜索按钮，可以看到浏览器控制台发出了请求：

请求参数如下：

由此可以知道，我们这个请求的信息如下：

请求方式：POST

请求路径：/hotel/list

请求参数：JSON对象，包含4个字段：

key：搜索关键字

page：页码

size：每页大小

sortBy：排序，目前暂不实现

返回值：分页查询，需要返回分页结果PageResult，包含两个属性：

total：总条数

List<HotelDoc>：当前页的数据

因此，我们实现业务的流程如下：

步骤一：定义实体类，接收请求参数的JSON对象

步骤二：编写controller，接收页面的请求

步骤三：编写业务实现，利用RestHighLevelClient实现搜索、分页

9.1.2 定义实体类

实体类有两个，一个是前端的请求参数实体，一个是服务端应该返回的响应结果实体。

1）请求参数

前端请求的json结构如下：
{
 "key": "搜索关键字",
 "page": 1,
 "size": 3,
 "sortBy": "default"
}
因此，我们在cn.itcast.hotel.pojo包下定义一个实体类：
package cn.itcast.hotel.pojo;

import lombok.Data;

@Data
public class RequestParams {
 private String key;
 private Integer page;
 private Integer size;
 private String sortBy;
}
2）返回值

分页查询，需要返回分页结果PageResult，包含两个属性：

total：总条数

List<HotelDoc>：当前页的数据

因此，我们在cn.itcast.hotel.pojo中定义返回结果：
package cn.itcast.hotel.pojo;

import lombok.Data;

import java.util.List;

@Data
public class PageResult {
    private Long total;
    private List<HotelDoc> hotels;

    public PageResult() {
    }

    public PageResult(Long total, List<HotelDoc> hotels) {
        this.total = total;
        this.hotels = hotels;
    }
}

9.1.3 定义controller

定义一个HotelController，声明查询接口，满足下列要求：

请求方式：Post

请求路径：/hotel/list

请求参数：对象，类型为RequestParam

返回值：PageResult，包含两个属性

Long total：总条数

List<HotelDoc> hotels：酒店数据

在cn.itcast.hotel.web中定义HotelController：
@RestController
@RequestMapping("/hotel")
public class HotelController {

    @Autowired
    private IHotelService hotelService;
	// 搜索酒店数据
    @PostMapping("/list")
    public PageResult search(@RequestBody RequestParams params){
        return hotelService.search(params);
    }
}

9.1.4 实现搜索业务

在controller调用了IHotelService，并没有实现该方法，故在IHotelService中定义方法，并且去实现业务逻辑。

1）在cn.itcast.hotel.service中的IHotelService接口中定义一个方法：

/**
 * 根据关键字搜索酒店信息
 * @param params 请求参数对象，包含用户输入的关键字 
 * @return 酒店文档列表
 */
PageResult search(RequestParams params);

2）实现搜索业务，肯定离不开RestHighLevelClient，需要把它注册到Spring中作为一个Bean。在cn.itcast.hotel中的HotelDemoApplication中声明这个Bean：

@Bean
public RestHighLevelClient client(){
    return  new RestHighLevelClient(RestClient.builder(
        HttpHost.create("http://139.155.97.82/:9200")
    ));
}

3）在cn.itcast.hotel.service.impl中的HotelService中实现search方法：

@Override
public PageResult search(RequestParams params) {
    try {
        // 1.准备Request
        SearchRequest request = new SearchRequest("hotel");
        // 2.准备DSL
        // 2.1.query
        String key = params.getKey();
        if (key == null || "".equals(key)) {
            request.source().query(QueryBuilders.matchAllQuery());
        } else {
            request.source().query(QueryBuilders.matchQuery("all", key));
        }

        // 2.2.分页
        int page = params.getPage();
        int size = params.getSize();
        request.source().from((page - 1) * size).size(size);

        // 3.发送请求
        SearchResponse response = client.search(request, RequestOptions.DEFAULT);
        // 4.解析响应
        return handleResponse(response);
    } catch (IOException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }
}

// 结果解析
private PageResult handleResponse(SearchResponse response) {
    // 4.解析响应
    SearchHits searchHits = response.getHits();
    // 4.1.获取总条数
    long total = searchHits.getTotalHits().value;
    // 4.2.文档数组
    SearchHit[] hits = searchHits.getHits();
    // 4.3.遍历
    List<HotelDoc> hotels = new ArrayList<>();
    for (SearchHit hit : hits) {
        // 获取文档source
        String json = hit.getSourceAsString();
        // 反序列化
        HotelDoc hotelDoc = JSON.parseObject(json, HotelDoc.class);
		// 放入集合
        hotels.add(hotelDoc);
    }
    // 4.4.封装返回
    return new PageResult(total, hotels);
}

9.2 酒店结果过滤

需求：添加品牌、城市、星级、价格等过滤功能

9.2.1 需求分析

在页面搜索框下面，会有一些过滤项：

传递的参数如图：

包含的过滤条件有：

brand：品牌值

city：城市

minPrice~maxPrice：价格范围

starName：星级

我们需要做两件事情：

修改请求参数的对象RequestParams，接收上述参数

修改业务逻辑，在搜索条件之外，添加一些过滤条件

9.2.2 修改实体类

修改在cn.itcast.hotel.pojo包下的实体类RequestParams：

@Data
public class RequestParams {
    private String key;
    private Integer page;
    private Integer size;
    private String sortBy;
    // 下面是新增的过滤条件参数
    private String city;
    private String brand;
    private String starName;
    private Integer minPrice;
    private Integer maxPrice;
}

9.2.3 修改搜索业务

在HotelService的search方法中，只有一个地方需要修改：requet.source().query( … )其中的查询条件。

在之前的业务中，只有match查询，根据关键字搜索，现在要添加条件过滤，包括：

品牌过滤：是keyword类型，用term查询
星级过滤：是keyword类型，用term查询
价格过滤：是数值类型，用range查询
城市过滤：是keyword类型，用term查询

多个查询条件组合，肯定是boolean查询来组合：

关键字搜索放到must中，参与算分
其它过滤条件放到filter中，不参与算分

因为条件构建的逻辑比较复杂，这里先封装为一个函数：
【学习日记2023.6.25】之ElasticSearch搜索引擎,微服务,elasticsearch,搜索引擎,kibana

buildBasicQuery的代码如下：

private void buildBasicQuery(RequestParams params, SearchRequest request) {
    // 1.构建BooleanQuery
    BoolQueryBuilder boolQuery = QueryBuilders.boolQuery();
    // 2.关键字搜索
    String key = params.getKey();
    if (key == null || "".equals(key)) {
        boolQuery.must(QueryBuilders.matchAllQuery());
    } else {
        boolQuery.must(QueryBuilders.matchQuery("all", key));
    }
    // 3.城市条件
    if (params.getCity() != null && !params.getCity().equals("")) {
        boolQuery.filter(QueryBuilders.termQuery("city", params.getCity()));
    }
    // 4.品牌条件
    if (params.getBrand() != null && !params.getBrand().equals("")) {
        boolQuery.filter(QueryBuilders.termQuery("brand", params.getBrand()));
    }
    // 5.星级条件
    if (params.getStarName() != null && !params.getStarName().equals("")) {
        boolQuery.filter(QueryBuilders.termQuery("starName", params.getStarName()));
    }
	// 6.价格
    if (params.getMinPrice() != null && params.getMaxPrice() != null) {
        boolQuery.filter(QueryBuilders
                         .rangeQuery("price")
                         .gte(params.getMinPrice())
                         .lte(params.getMaxPrice())
                        );
    }
	// 7.放入source
    request.source().query(boolQuery);
}

9.3 我周边的酒店

需求：我附近的酒店

9.3.1 需求分析

在酒店列表页的右侧，有一个小地图，点击地图的定位按钮，地图会找到你所在的位置：

并且，在前端会发起查询请求，将你的坐标发送到服务端：

要做的事情就是基于这个location坐标，然后按照距离对周围酒店排序。实现思路如下：

修改RequestParams参数，接收location字段

修改search方法业务逻辑，如果location有值，添加根据geo_distance排序的功能

9.3.2 修改实体类

修改在cn.itcast.hotel.pojo包下的实体类RequestParams：

package cn.itcast.hotel.pojo;

import lombok.Data;

@Data
public class RequestParams {
    private String key;
    private Integer page;
    private Integer size;
    private String sortBy;
    private String city;
    private String brand;
    private String starName;
    private Integer minPrice;
    private Integer maxPrice;
    // 我当前的地理坐标
    private String location;
}

9.3.3 距离排序API

我们以前学习过排序功能，包括两种：

普通字段排序

地理坐标排序

我们只讲了普通字段排序对应的java写法。地理坐标排序只学过DSL语法，如下：
GET /indexName/_search
{
  "query": {
    "match_all": {}
  },
  "sort": [
    {
      "price": "asc"  
    },
    {
      "_geo_distance" : {
          "FIELD" : "纬度，经度",
          "order" : "asc",
          "unit" : "km"
      }
    }
  ]
}
对应的java代码示例：

9.3.4 添加距离排序

在cn.itcast.hotel.service.impl的HotelService的search方法中，添加一个排序功能：
【学习日记2023.6.25】之ElasticSearch搜索引擎,微服务,elasticsearch,搜索引擎,kibana

完整代码：

@Override
public PageResult search(RequestParams params) {
    try {
        // 1.准备Request
        SearchRequest request = new SearchRequest("hotel");
        // 2.准备DSL
        // 2.1.query
        buildBasicQuery(params, request);

        // 2.2.分页
        int page = params.getPage();
        int size = params.getSize();
        request.source().from((page - 1) * size).size(size);

        // 2.3.排序
        String location = params.getLocation();
        if (location != null && !location.equals("")) {
            request.source().sort(SortBuilders
                                  .geoDistanceSort("location", new GeoPoint(location))
                                  .order(SortOrder.ASC)
                                  .unit(DistanceUnit.KILOMETERS)
                                 );
        }

        // 3.发送请求
        SearchResponse response = client.search(request, RequestOptions.DEFAULT);
        // 4.解析响应
        return handleResponse(response);
    } catch (IOException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }
}

9.3.5 排序距离显示

重启服务后，测试我的酒店功能：

发现确实可以实现对我附近酒店的排序，不过并没有看到酒店到底距离我多远，这该怎么办？

排序完成后，页面还要获取我附近每个酒店的具体距离值，这个值在响应结果中是独立的：

因此，我们在结果解析阶段，除了解析source部分以外，还要得到sort部分，也就是排序的距离，然后放到响应结果中。

我们要做两件事：

修改HotelDoc，添加排序距离字段，用于页面显示

修改HotelService类中的handleResponse方法，添加对sort值的获取

1）修改HotelDoc类，添加距离字段
package cn.itcast.hotel.pojo;

import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;


@Data
@NoArgsConstructor
public class HotelDoc {
    private Long id;
    private String name;
    private String address;
    private Integer price;
    private Integer score;
    private String brand;
    private String city;
    private String starName;
    private String business;
    private String location;
    private String pic;
    // 排序时的 距离值
    private Object distance;

    public HotelDoc(Hotel hotel) {
        this.id = hotel.getId();
        this.name = hotel.getName();
        this.address = hotel.getAddress();
        this.price = hotel.getPrice();
        this.score = hotel.getScore();
        this.brand = hotel.getBrand();
        this.city = hotel.getCity();
        this.starName = hotel.getStarName();
        this.business = hotel.getBusiness();
        this.location = hotel.getLatitude() + ", " + hotel.getLongitude();
        this.pic = hotel.getPic();
    }
}
2）修改HotelService中的handleResponse方法

重启后测试，发现页面能成功显示距离了：

9.4 酒店竞价排名

需求：让指定的酒店在搜索结果中排名置顶

9.4.1 需求分析

要让指定酒店在搜索结果中排名置顶，效果如图：

页面会给指定的酒店添加广告标记。

那怎样才能让指定的酒店排名置顶呢？

我们之前学习过的function_score查询可以影响算分，算分高了，自然排名也就高了。而function_score包含3个要素：

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

这里的需求是：让指定酒店排名靠前。因此我们需要给这些酒店添加一个标记，这样在过滤条件中就可以根据这个标记来判断，是否要提高算分。

比如，我们给酒店添加一个字段：isAD，Boolean类型：

true：是广告

false：不是广告

这样function_score包含3个要素就很好确定了：

过滤条件：判断isAD 是否为true

算分函数：我们可以用最简单暴力的weight，固定加权值

加权方式：可以用默认的相乘，大大提高算分

因此，业务的实现步骤包括：

给HotelDoc类添加isAD字段，Boolean类型

挑选几个你喜欢的酒店，给它的文档数据添加isAD字段，值为true

修改search方法，添加function score功能，给isAD值为true的酒店增加权重

9.4.2 修改HotelDoc实体

给cn.itcast.hotel.pojo包下的HotelDoc类添加isAD字段：

9.4.3 添加广告标记

接下来，挑几个酒店，添加isAD字段，设置为true：

POST /hotel/_update/1902197537
{
    "doc": {
        "isAD": true
    }
}
POST /hotel/_update/2056126831
{
    "doc": {
        "isAD": true
    }
}
POST /hotel/_update/1989806195
{
    "doc": {
        "isAD": true
    }
}
POST /hotel/_update/2056105938
{
    "doc": {
        "isAD": true
    }
}

9.4.4 添加算分函数查询

接下来我们就要修改查询条件了。之前是用的boolean 查询，现在要改成function_socre查询。

function_score查询结构如下：
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对应的JavaAPI如下：
【学习日记2023.6.25】之ElasticSearch搜索引擎,微服务,elasticsearch,搜索引擎,kibana

可以将之前写的boolean查询作为原始查询条件放到query中，接下来就是添加过滤条件、算分函数、加权模式了。所以原来的代码依然可以沿用。

修改cn.itcast.hotel.service.impl包下的HotelService类中的buildBasicQuery方法，添加算分函数查询：

private void buildBasicQuery(RequestParams params, SearchRequest request) {
    // 1.构建BooleanQuery
    BoolQueryBuilder boolQuery = QueryBuilders.boolQuery();
    // 关键字搜索
    String key = params.getKey();
    if (key == null || "".equals(key)) {
        boolQuery.must(QueryBuilders.matchAllQuery());
    } else {
        boolQuery.must(QueryBuilders.matchQuery("all", key));
    }
    // 城市条件
    if (params.getCity() != null && !params.getCity().equals("")) {
        boolQuery.filter(QueryBuilders.termQuery("city", params.getCity()));
    }
    // 品牌条件
    if (params.getBrand() != null && !params.getBrand().equals("")) {
        boolQuery.filter(QueryBuilders.termQuery("brand", params.getBrand()));
    }
    // 星级条件
    if (params.getStarName() != null && !params.getStarName().equals("")) {
        boolQuery.filter(QueryBuilders.termQuery("starName", params.getStarName()));
    }
    // 价格
    if (params.getMinPrice() != null && params.getMaxPrice() != null) {
        boolQuery.filter(QueryBuilders
                         .rangeQuery("price")
                         .gte(params.getMinPrice())
                         .lte(params.getMaxPrice())
                        );
    }

    // 2.算分控制
    FunctionScoreQueryBuilder functionScoreQuery =
        QueryBuilders.functionScoreQuery(
        // 原始查询，相关性算分的查询
        boolQuery,
        // function score的数组
        new FunctionScoreQueryBuilder.FilterFunctionBuilder[]{
            // 其中的一个function score 元素
            new FunctionScoreQueryBuilder.FilterFunctionBuilder(
                // 过滤条件
                QueryBuilders.termQuery("isAD", true),
                // 算分函数
                ScoreFunctionBuilders.weightFactorFunction(10)
            )
        });
    request.source().query(functionScoreQuery);
}

注：开启其他排名规则，分值排序会变为null，因此要使用分值排序需注释其他排序的功能。

10. 数据聚合

聚合(aggregations)可以让我们极其方便的实现对数据的统计、分析、运算。例如：

什么品牌的手机最受欢迎？

这些手机的平均价格、最高价格、最低价格？

这些手机每月的销售情况如何？

实现这些统计功能的比数据库的sql要方便的多，而且查询速度非常快，可以实现近实时搜索效果。

10.1 聚合的种类

聚合常见的有三类：

**桶（Bucket）**聚合：用来对文档做分组

TermAggregation：按照文档字段值分组，例如按照品牌值分组、按照国家分组

Date Histogram：按照日期阶梯分组，例如一周为一组，或者一月为一组

**度量（Metric）**聚合：用以计算一些值，比如：最大值、最小值、平均值等

Avg：求平均值

Max：求最大值

Min：求最小值

Stats：同时求max、min、avg、sum等

**管道（pipeline）**聚合：其它聚合的结果为基础做聚合

**注意：**参加聚合的字段必须是keyword、日期、数值、布尔类型

10.2 DSL实现聚合

现在要统计所有数据中的酒店品牌有几种，其实就是按照品牌对数据分组。此时可以根据酒店品牌的名称做聚合，也就是Bucket聚合。

10.2.1 Bucket聚合语法

语法如下：

GET /hotel/_search
{
  "size": 0,  // 设置size为0，结果中不包含文档，只包含聚合结果
  "aggs": { // 定义聚合
    "brandAgg": { //给聚合起个名字
      "terms": { // 聚合的类型，按照品牌值聚合，所以选择term
        "field": "brand", // 参与聚合的字段
        "size": 20 // 希望获取的聚合结果数量
      }
    }
  }
}

结果如图：
【学习日记2023.6.25】之ElasticSearch搜索引擎,微服务,elasticsearch,搜索引擎,kibana

10.2.2 聚合结果排序

默认情况下，Bucket聚合会统计Bucket内的文档数量，记为_count，并且按照_count降序排序。

我们可以指定order属性，自定义聚合的排序方式：

GET /hotel/_search
{
  "size": 0, 
  "aggs": {
    "brandAgg": {
      "terms": {
        "field": "brand",
        "order": {
          "_count": "asc" // 按照_count升序排列
        },
        "size": 20
      }
    }
  }
}

10.2.3 限定聚合范围

默认情况下，Bucket聚合是对索引库的所有文档做聚合，但真实场景下，用户会输入搜索条件，因此聚合必须是对搜索结果聚合。那么聚合必须添加限定条件。

我们可以限定要聚合的文档范围，只要添加query条件即可：
GET /hotel/_search
{
  "query": {
    "range": {
      "price": {
        "lte": 200 // 只对200元以下的文档聚合
      }
    }
  }, 
  "size": 0, 
  "aggs": {
    "brandAgg": {
      "terms": {
        "field": "brand",
        "size": 20
      }
    }
  }
}
这次，聚合得到的品牌明显变少了：

10.2.4 Metric聚合语法

对桶内的酒店做运算，获取每个品牌的用户评分的min、max、avg等值。这就要用到Metric聚合了，例如stat聚合：就可以获取min、max、avg等结果。

语法如下：
GET /hotel/_search
{
  "size": 0, 
  "aggs": {
    "brandAgg": { 
      "terms": { 
        "field": "brand", 
        "size": 20
      },
      "aggs": { // 是brands聚合的子聚合，也就是分组后对每组分别计算
        "score_stats": { // 聚合名称
          "stats": { // 聚合类型，这里stats可以计算min、max、avg等
            "field": "score" // 聚合字段，这里是score
          }
        }
      }
    }
  }
}
这次的score_stats聚合是在brandAgg的聚合内部嵌套的子聚合。因为我们需要在每个桶分别计算。

另外，还可以给聚合结果做个排序，例如按照每个桶的酒店平均分做排序：

10.2.5 小结

aggs代表聚合，与query同级，此时query的作用是？

限定聚合的的文档范围

聚合必须的三要素：

聚合名称

聚合类型

聚合字段

聚合可配置属性有：

size：指定聚合结果数量

order：指定聚合结果排序方式

field：指定聚合字段

10.3 RestAPI实现聚合

10.3.1 API语法

聚合条件与query条件同级别，因此需要使用request.source()来指定聚合条件。

聚合条件的语法：

聚合的结果也与查询结果不同，API也比较特殊。不过同样是JSON逐层解析：

10.3.2 业务需求

需求：搜索页面的品牌、城市等信息不应该是在页面写死，而是通过聚合索引库中的酒店数据得来的：
【学习日记2023.6.25】之ElasticSearch搜索引擎,微服务,elasticsearch,搜索引擎,kibana

分析：

目前，页面的城市列表、星级列表、品牌列表都是写死的，并不会随着搜索结果的变化而变化。但是用户搜索条件改变时，搜索结果会跟着变化。

例如：用户搜索“东方明珠”，那搜索的酒店肯定是在上海东方明珠附近，因此，城市只能是上海，此时城市列表中就不应该显示北京、深圳、杭州这些信息了。

也就是说，搜索结果中包含哪些城市，页面就应该列出哪些城市；搜索结果中包含哪些品牌，页面就应该列出哪些品牌。

如何得知搜索结果中包含哪些品牌？如何得知搜索结果中包含哪些城市？

使用聚合功能，利用Bucket聚合，对搜索结果中的文档基于品牌分组、基于城市分组，就能得知包含哪些品牌、哪些城市了。

因为是对搜索结果聚合，因此聚合是限定范围的聚合，也就是说聚合的限定条件跟搜索文档的条件一致。

查看浏览器可以发现，前端其实已经发出了这样的一个请求：
【学习日记2023.6.25】之ElasticSearch搜索引擎,微服务,elasticsearch,搜索引擎,kibana

请求参数与搜索文档的参数完全一致。

返回值类型就是页面要展示的最终结果：
【学习日记2023.6.25】之ElasticSearch搜索引擎,微服务,elasticsearch,搜索引擎,kibana

结果是一个Map结构：

key是字符串，城市、星级、品牌、价格
value是集合，例如多个城市的名称

1.3.3.业务实现

在cn.itcast.hotel.web包的HotelController中添加一个方法，遵循下面的要求：

请求方式：POST
请求路径：/hotel/filters
请求参数：RequestParams，与搜索文档的参数一致
返回值类型：Map<String, List<String>>

代码：

    @PostMapping("filters")
    public Map<String, List<String>> getFilters(@RequestBody RequestParams params){
        return hotelService.getFilters(params);
    }

这里调用了IHotelService中的getFilters方法，尚未实现。

在cn.itcast.hotel.service.IHotelService中定义新方法：

Map<String, List<String>> filters(RequestParams params);

在cn.itcast.hotel.service.impl.HotelService中实现该方法：

@Override
public Map<String, List<String>> filters(RequestParams params) {
    try {
        // 1.准备Request
        SearchRequest request = new SearchRequest("hotel");
        // 2.准备DSL
        // 2.1.query
        buildBasicQuery(params, request);
        // 2.2.设置size
        request.source().size(0);
        // 2.3.聚合
        buildAggregation(request);
        // 3.发出请求
        SearchResponse response = client.search(request, RequestOptions.DEFAULT);
        // 4.解析结果
        Map<String, List<String>> result = new HashMap<>();
        Aggregations aggregations = response.getAggregations();
        // 4.1.根据品牌名称，获取品牌结果
        List<String> brandList = getAggByName(aggregations, "brandAgg");
        result.put("品牌", brandList);
        // 4.2.根据品牌名称，获取品牌结果
        List<String> cityList = getAggByName(aggregations, "cityAgg");
        result.put("城市", cityList);
        // 4.3.根据品牌名称，获取品牌结果
        List<String> starList = getAggByName(aggregations, "starAgg");
        result.put("星级", starList);

        return result;
    } catch (IOException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }
}

private void buildAggregation(SearchRequest request) {
    request.source().aggregation(AggregationBuilders
                                 .terms("brandAgg")
                                 .field("brand")
                                 .size(100)
                                );
    request.source().aggregation(AggregationBuilders
                                 .terms("cityAgg")
                                 .field("city")
                                 .size(100)
                                );
    request.source().aggregation(AggregationBuilders
                                 .terms("starAgg")
                                 .field("starName")
                                 .size(100)
                                );
}

private List<String> getAggByName(Aggregations aggregations, String aggName) {
    // 4.1.根据聚合名称获取聚合结果
    Terms brandTerms = aggregations.get(aggName);
    // 4.2.获取buckets
    List<? extends Terms.Bucket> buckets = brandTerms.getBuckets();
    // 4.3.遍历
    List<String> brandList = new ArrayList<>();
    for (Terms.Bucket bucket : buckets) {
        // 4.4.获取key
        String key = bucket.getKeyAsString();
        brandList.add(key);
    }
    return brandList;
}

11. 自动补全

当用户在搜索框输入字符时，我们应该提示出与该字符有关的搜索项，如图：

这种根据用户输入的字母，提示完整词条的功能，就是自动补全了。

因为需要根据拼音字母来推断，因此要用到拼音分词功能。

11.1 拼音分词器

要实现根据字母做补全，就必须对文档按照拼音分词。在GitHub上恰好有elasticsearch的拼音分词插件。地址：https://github.com/medcl/elasticsearch-analysis-pinyin

安装方式与IK分词器一样，分三步：

①解压

②上传到虚拟机中，elasticsearch的plugin目录

③重启elasticsearch

④测试

测试用法如下：
POST /_analyze
{
  "text": "如家酒店还不错",
  "analyzer": "pinyin"
}
结果：

11.2 自定义分词器

默认的拼音分词器会将每个汉字单独分为拼音，而我们希望的是每个词条形成一组拼音，需要对拼音分词器做个性化定制，形成自定义分词器。

elasticsearch中分词器（analyzer）的组成包含三部分：

character filters：在tokenizer之前对文本进行处理。例如删除字符、替换字符

tokenizer：将文本按照一定的规则切割成词条（term）。例如keyword，就是不分词；还有ik_smart

tokenizer filter：将tokenizer输出的词条做进一步处理。例如大小写转换、同义词处理、拼音处理等

文档分词时会依次由这三部分来处理文档：

声明自定义分词器的语法如下：
PUT /test
{
  "settings": {
    "analysis": {
      "analyzer": { // 自定义分词器
        "my_analyzer": {  // 分词器名称
          "tokenizer": "ik_max_word",
          "filter": "py"
        }
      },
      "filter": { // 自定义tokenizer filter
        "py": { // 过滤器名称
          "type": "pinyin", // 过滤器类型，这里是pinyin
		  "keep_full_pinyin": false,
          "keep_joined_full_pinyin": true,
          "keep_original": true,
          "limit_first_letter_length": 16,
          "remove_duplicated_term": true,
          "none_chinese_pinyin_tokenize": false
        }
      }
    }
  },
  "mappings": {
    "properties": {
      "name": {
        "type": "text",
        "analyzer": "my_analyzer",
        "search_analyzer": "ik_smart"
      }
    }
  }
}
测试：

总结：

如何使用拼音分词器？

①下载pinyin分词器

②解压并放到elasticsearch的plugin目录

③重启即可

如何自定义分词器？

①创建索引库时，在settings中配置，可以包含三部分

②character filter

③tokenizer

④filter

拼音分词器注意事项？

为了避免搜索到同音字，搜索时不要使用拼音分词器

11.3 自动补全查询

elasticsearch提供了Completion Suggester查询来实现自动补全功能。这个查询会匹配以用户输入内容开头的词条并返回。为了提高补全查询的效率，对于文档中字段的类型有一些约束：

参与补全查询的字段必须是completion类型。

字段的内容一般是用来补全的多个词条形成的数组。

比如，一个这样的索引库：
// 创建索引库
PUT test
{
  "mappings": {
    "properties": {
      "title":{
        "type": "completion"
      }
    }
  }
}
然后插入下面的数据：
// 示例数据
POST test/_doc
{
  "title": ["Sony", "WH-1000XM3"]
}
POST test/_doc
{
  "title": ["SK-II", "PITERA"]
}
POST test/_doc
{
  "title": ["Nintendo", "switch"]
}
查询的DSL语句如下：
// 自动补全查询
GET /test/_search
{
  "suggest": {
    "title_suggest": {
      "text": "s", // 关键字
      "completion": {
        "field": "title", // 补全查询的字段
        "skip_duplicates": true, // 跳过重复的
        "size": 10 // 获取前10条结果
      }
    }
  }
}

11.4 实现酒店搜索框自动补全

现在，我们的hotel索引库还没有设置拼音分词器，需要修改索引库中的配置。但是我们知道索引库是无法修改的，只能删除然后重新创建。

另外，我们需要添加一个字段，用来做自动补全，将brand、suggestion、city等都放进去，作为自动补全的提示。

因此，总结一下，我们需要做的事情包括：

修改hotel索引库结构，设置自定义拼音分词器

修改索引库的name、all字段，使用自定义分词器

索引库添加一个新字段suggestion，类型为completion类型，使用自定义的分词器

给HotelDoc类添加suggestion字段，内容包含brand、business

重新导入数据到hotel库

11.4.1 修改酒店映射结构

代码如下：

// 酒店数据索引库
PUT /hotel
{
  "settings": {
    "analysis": {
      "analyzer": {
        "text_anlyzer": {
          "tokenizer": "ik_max_word",
          "filter": "py"
        },
        "completion_analyzer": {
          "tokenizer": "keyword",
          "filter": "py"
        }
      },
      "filter": {
        "py": {
          "type": "pinyin",
          "keep_full_pinyin": false,
          "keep_joined_full_pinyin": true,
          "keep_original": true,
          "limit_first_letter_length": 16,
          "remove_duplicated_term": true,
          "none_chinese_pinyin_tokenize": false
        }
      }
    }
  },
  "mappings": {
    "properties": {
      "id":{
        "type": "keyword"
      },
      "name":{
        "type": "text",
        "analyzer": "text_anlyzer",
        "search_analyzer": "ik_smart",
        "copy_to": "all"
      },
      "address":{
        "type": "keyword",
        "index": false
      },
      "price":{
        "type": "integer"
      },
      "score":{
        "type": "integer"
      },
      "brand":{
        "type": "keyword",
        "copy_to": "all"
      },
      "city":{
        "type": "keyword"
      },
      "starName":{
        "type": "keyword"
      },
      "business":{
        "type": "keyword",
        "copy_to": "all"
      },
      "location":{
        "type": "geo_point"
      },
      "pic":{
        "type": "keyword",
        "index": false
      },
      "all":{
        "type": "text",
        "analyzer": "text_anlyzer",
        "search_analyzer": "ik_smart"
      },
      "suggestion":{
          "type": "completion",
          "analyzer": "completion_analyzer"
      }
    }
  }
}

11.4.2 修改HotelDoc实体

HotelDoc中要添加一个字段，用来做自动补全，内容可以是酒店品牌、城市、商圈等信息。按照自动补全字段的要求，最好是这些字段的数组。

因此我们在HotelDoc中添加一个suggestion字段，类型为List<String>，然后将brand、city、business等信息放到里面。

代码如下：

package cn.itcast.hotel.pojo;

import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

@Data
@NoArgsConstructor
public class HotelDoc {
    private Long id;
    private String name;
    private String address;
    private Integer price;
    private Integer score;
    private String brand;
    private String city;
    private String starName;
    private String business;
    private String location;
    private String pic;
    private Object distance;
    private Boolean isAD;
    private List<String> suggestion;

    public HotelDoc(Hotel hotel) {
        this.id = hotel.getId();
        this.name = hotel.getName();
        this.address = hotel.getAddress();
        this.price = hotel.getPrice();
        this.score = hotel.getScore();
        this.brand = hotel.getBrand();
        this.city = hotel.getCity();
        this.starName = hotel.getStarName();
        this.business = hotel.getBusiness();
        this.location = hotel.getLatitude() + ", " + hotel.getLongitude();
        this.pic = hotel.getPic();
        // 组装suggestion
        if(this.business.contains("/")){
            // business有多个值，需要切割
            String[] arr = this.business.split("/");
            // 添加元素
            this.suggestion = new ArrayList<>();
            this.suggestion.add(this.brand);
            Collections.addAll(this.suggestion, arr);
        }else {
            this.suggestion = Arrays.asList(this.brand, this.business);
        }
    }
}

11.4.3 重新导入

重新执行之前编写的导入数据功能，可以看到新的酒店数据中包含了suggestion：

11.4.4 自动补全查询的JavaAPI

自动补全查询的DSL，对应的JavaAPI，这里给出一个示例：

而自动补全的结果也比较特殊，解析的代码如下：

11.4.5 实现搜索框自动补全

查看前端页面，可以发现当我们在输入框键入时，前端会发起ajax请求：
【学习日记2023.6.25】之ElasticSearch搜索引擎,微服务,elasticsearch,搜索引擎,kibana

返回值是补全词条的集合，类型为List<String>

1）在cn.itcast.hotel.web包下的HotelController中添加新接口，接收新的请求：

@GetMapping("suggestion")
public List<String> getSuggestions(@RequestParam("key") String prefix) {
    return hotelService.getSuggestions(prefix);
}

2）在cn.itcast.hotel.service包下的IhotelService中添加方法：

List<String> getSuggestions(String prefix);

3）在cn.itcast.hotel.service.impl.HotelService中实现该方法：

@Override
public List<String> getSuggestions(String prefix) {
    try {
        // 1.准备Request
        SearchRequest request = new SearchRequest("hotel");
        // 2.准备DSL
        request.source().suggest(new SuggestBuilder().addSuggestion(
            "suggestions",
            SuggestBuilders.completionSuggestion("suggestion")
            .prefix(prefix)
            .skipDuplicates(true)
            .size(10)
        ));
        // 3.发起请求
        SearchResponse response = client.search(request, RequestOptions.DEFAULT);
        // 4.解析结果
        Suggest suggest = response.getSuggest();
        // 4.1.根据补全查询名称，获取补全结果
        CompletionSuggestion suggestions = suggest.getSuggestion("suggestions");
        // 4.2.获取options
        List<CompletionSuggestion.Entry.Option> options = suggestions.getOptions();
        // 4.3.遍历
        List<String> list = new ArrayList<>(options.size());
        for (CompletionSuggestion.Entry.Option option : options) {
            String text = option.getText().toString();
            list.add(text);
        }
        return list;
    } catch (IOException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }
}

12. 数据同步

elasticsearch中的酒店数据来自于mysql数据库，因此mysql数据发生改变时，elasticsearch也必须跟着改变，这个就是elasticsearch与mysql之间的数据同步。

12.1 思路分析

常见的数据同步方案有三种：

同步调用

异步通知

监听binlog

12.1.1 同步调用

方案一：同步调用

基本步骤如下：

hotel-demo对外提供接口，用来修改elasticsearch中的数据

酒店管理服务在完成数据库操作后，直接调用hotel-demo提供的接口

12.1.2 异步通知

方案二：异步通知

流程如下：

hotel-admin对mysql数据库数据完成增、删、改后，发送MQ消息

hotel-demo监听MQ，接收到消息后完成elasticsearch数据修改

12.1.3.监听binlog

方案三：监听binlog

流程如下：

给mysql开启binlog功能

mysql完成增、删、改操作都会记录在binlog中

hotel-demo基于canal监听binlog变化，实时更新elasticsearch中的内容

12.1.4 选择

方式一：同步调用

优点：实现简单，粗暴

缺点：业务耦合度高

方式二：异步通知

优点：低耦合，实现难度一般

缺点：依赖mq的可靠性

方式三：监听binlog

优点：完全解除服务间耦合

缺点：开启binlog增加数据库负担、实现复杂度高

12.2 实现数据同步

12.2.1 思路

利用课前资料提供的hotel-admin项目作为酒店管理的微服务。当酒店数据发生增、删、改时，要求对elasticsearch中数据也要完成相同操作。

步骤：

导入课前资料提供的hotel-admin项目，启动并测试酒店数据的CRUD

声明exchange、queue、RoutingKey

在hotel-admin中的增、删、改业务中完成消息发送

在hotel-demo中完成消息监听，并更新elasticsearch中数据

启动并测试数据同步功能

12.2.2 导入demo

导入hotel-admin项目：

运行后，访问 http://localhost:8099

其中包含了酒店的CRUD功能：

12.2.3 声明交换机、队列

MQ结构如图：
【学习日记2023.6.25】之ElasticSearch搜索引擎,微服务,elasticsearch,搜索引擎,kibana

1）引入依赖

在hotel-admin、hotel-demo中引入rabbitmq的依赖：

<!--amqp-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>

2）声明队列交换机名称

在hotel-admin和hotel-demo中的cn.itcast.hotel.constatnts包下新建一个类MqConstants：

package cn.itcast.hotel.constatnts;

    public class MqConstants {
    /**
     * 交换机
     */
    public final static String HOTEL_EXCHANGE = "hotel.topic";
    /**
     * 监听新增和修改的队列
     */
    public final static String HOTEL_INSERT_QUEUE = "hotel.insert.queue";
    /**
     * 监听删除的队列
     */
    public final static String HOTEL_DELETE_QUEUE = "hotel.delete.queue";
    /**
     * 新增或修改的RoutingKey
     */
    public final static String HOTEL_INSERT_KEY = "hotel.insert";
    /**
     * 删除的RoutingKey
     */
    public final static String HOTEL_DELETE_KEY = "hotel.delete";
}

3）声明队列交换机

在hotel-demo中，定义配置类，声明队列、交换机：

package cn.itcast.hotel.config;

import cn.itcast.hotel.constants.MqConstants;
import org.springframework.amqp.core.Binding;
import org.springframework.amqp.core.BindingBuilder;
import org.springframework.amqp.core.Queue;
import org.springframework.amqp.core.TopicExchange;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class MqConfig {
    @Bean
    public TopicExchange topicExchange(){
        return new TopicExchange(MqConstants.HOTEL_EXCHANGE, true, false);
    }

    @Bean
    public Queue insertQueue(){
        return new Queue(MqConstants.HOTEL_INSERT_QUEUE, true);
    }

    @Bean
    public Queue deleteQueue(){
        return new Queue(MqConstants.HOTEL_DELETE_QUEUE, true);
    }

    @Bean
    public Binding insertQueueBinding(){
        return BindingBuilder.bind(insertQueue()).to(topicExchange()).with(MqConstants.HOTEL_INSERT_KEY);
    }

    @Bean
    public Binding deleteQueueBinding(){
        return BindingBuilder.bind(deleteQueue()).to(topicExchange()).with(MqConstants.HOTEL_DELETE_KEY);
    }
}

12.2.4 发送MQ消息

在hotel-admin中的增、删、改业务中分别发送MQ消息：

12.2.5 接收MQ消息

hotel-demo接收到MQ消息要做的事情包括：

新增消息：根据传递的hotel的id查询hotel信息，然后新增一条数据到索引库
删除消息：根据传递的hotel的id删除索引库中的一条数据

1）首先在hotel-demo的cn.itcast.hotel.service包下的IHotelService中新增新增、删除业务

void deleteById(Long id);

void insertById(Long id);

2）给hotel-demo中的cn.itcast.hotel.service.impl包下的HotelService中实现业务：

@Override
public void deleteById(Long id) {
    try {
        // 1.准备Request
        DeleteRequest request = new DeleteRequest("hotel", id.toString());
        // 2.发送请求
        client.delete(request, RequestOptions.DEFAULT);
    } catch (IOException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }
}

@Override
public void insertById(Long id) {
    try {
        // 0.根据id查询酒店数据
        Hotel hotel = getById(id);
        // 转换为文档类型
        HotelDoc hotelDoc = new HotelDoc(hotel);

        // 1.准备Request对象
        IndexRequest request = new IndexRequest("hotel").id(hotel.getId().toString());
        // 2.准备Json文档
        request.source(JSON.toJSONString(hotelDoc), XContentType.JSON);
        // 3.发送请求
        client.index(request, RequestOptions.DEFAULT);
    } catch (IOException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }
}

3）编写监听器

在hotel-demo中的cn.itcast.hotel.mq包新增一个类：

package cn.itcast.hotel.mq;

import cn.itcast.hotel.constants.MqConstants;
import cn.itcast.hotel.service.IHotelService;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class HotelListener {

    @Autowired
    private IHotelService hotelService;

    /**
     * 监听酒店新增或修改的业务
     * @param id 酒店id
     */
    @RabbitListener(queues = MqConstants.HOTEL_INSERT_QUEUE)
    public void listenHotelInsertOrUpdate(Long id){
        hotelService.insertById(id);
    }

    /**
     * 监听酒店删除的业务
     * @param id 酒店id
     */
    @RabbitListener(queues = MqConstants.HOTEL_DELETE_QUEUE)
    public void listenHotelDelete(Long id){
        hotelService.deleteById(id);
    }
}

13. 集群

单机的elasticsearch做数据存储，必然面临两个问题：海量数据存储问题、单点故障问题。

海量数据存储问题：将索引库从逻辑上拆分为N个分片（shard），存储到多个节点

单点故障问题：将分片数据在不同节点备份（replica ）

ES集群相关概念:

集群（cluster）：一组拥有共同的 cluster name 的节点。

节点（node) ：集群中的一个 Elasticearch 实例

分片（shard）：索引可以被拆分为不同的部分进行存储，称为分片。在集群环境下，一个索引的不同分片可以拆分到不同的节点中

解决问题：数据量太大，单点存储量有限的问题。

此处，我们把数据分成3片：shard0、shard1、shard2

主分片（Primary shard）：相对于副本分片的定义。

副本分片（Replica shard）每个主分片可以有一个或者多个副本，数据和主分片一样。

数据备份可以保证高可用，但是每个分片备份一份，所需要的节点数量就会翻一倍，成本实在是太高了！

为了在高可用和成本间寻求平衡，我们可以这样做：

首先对数据分片，存储到不同节点

然后对每个分片进行备份，放到对方节点，完成互相备份

这样可以大大减少所需要的服务节点数量，如图，我们以3分片，每个分片备份一份为例：

现在，每个分片都有1个备份，存储在3个节点：

node0：保存了分片0和1

node1：保存了分片0和2

node2：保存了分片1和2

13.1 搭建ES集群

在单机上利用docker容器运行多个es实例来模拟es集群。不过生产环境推荐大家每一台服务节点仅部署一个es的实例。

13.1.1 部署es集群

部署es集群可以直接使用docker-compose来完成，不过要求你的Linux虚拟机至少有4G的内存空间

首先编写一个docker-compose文件，内容如下：

version: '2.2'
services:
es01:
 image: docker.elastic.co/elasticsearch/elasticsearch:7.12.1
 container_name: es01
 environment:
      - node.name=es01
      - cluster.name=es-docker-cluster
      - discovery.seed_hosts=es02,es03
      - cluster.initial_master_nodes=es01,es02,es03
      - bootstrap.memory_lock=true
      - "ES_JAVA_OPTS=-Xms512m -Xmx512m"
    ulimits:
      memlock:
        soft: -1
        hard: -1
    volumes:
      - data01:/usr/share/elasticsearch/data
    ports:
      - 9200:9200
    networks:
      - elastic
  es02:
    image: docker.elastic.co/elasticsearch/elasticsearch:7.12.1
    container_name: es02
    environment:
      - node.name=es02
      - cluster.name=es-docker-cluster
      - discovery.seed_hosts=es01,es03
      - cluster.initial_master_nodes=es01,es02,es03
      - bootstrap.memory_lock=true
      - "ES_JAVA_OPTS=-Xms512m -Xmx512m"
    ulimits:
      memlock:
        soft: -1
        hard: -1
    volumes:
      - data02:/usr/share/elasticsearch/data
    networks:
      - elastic
  es03:
    image: docker.elastic.co/elasticsearch/elasticsearch:7.12.1
    container_name: es03
    environment:
      - node.name=es03
      - cluster.name=es-docker-cluster
      - discovery.seed_hosts=es01,es02
      - cluster.initial_master_nodes=es01,es02,es03
      - bootstrap.memory_lock=true
      - "ES_JAVA_OPTS=-Xms512m -Xmx512m"
    ulimits:
      memlock:
        soft: -1
        hard: -1
    volumes:
      - data03:/usr/share/elasticsearch/data
    networks:
      - elastic

volumes:
  data01:
    driver: local
  data02:
    driver: local
  data03:
    driver: local

networks:
  elastic:
    driver: bridge

es运行需要修改一些linux系统权限，修改/etc/sysctl.conf文件

vi /etc/sysctl.conf

添加下面的内容：

vm.max_map_count=262144

然后执行命令，让配置生效：

sysctl -p

通过docker-compose启动集群：

docker-compose up -d

13.1.2 集群状态监控

kibana可以监控es集群，不过新版本需要依赖es的x-pack 功能，配置比较复杂。

这里推荐使用cerebro来监控es集群状态，官方网址：https://github.com/lmenezes/cerebro

解压即可使用（cerebro-x.x.x.zip），非常方便。

解压好的目录如下：

进入对应的bin目录：

双击其中的cerebro.bat文件即可启动服务。访问http://localhost:9000 即可进入管理界面：

输入你的elasticsearch的任意节点的地址和端口，点击connect即可：

绿色的条，代表集群处于绿色（健康状态）。

13.3 创建索引库

1）利用kibana的DevTools创建索引库

在DevTools中输入指令：
PUT /itcast
{
  "settings": {
    "number_of_shards": 3, // 分片数量
    "number_of_replicas": 1 // 副本数量
  },
  "mappings": {
    "properties": {
      // mapping映射定义 ...
    }
  }
}
2）利用cerebro创建索引库

利用cerebro还可以创建索引库：

填写索引库信息：

点击右下角的create按钮：