• Elasticsearch操作索引


    操作索引

    1. 基本概念

    Elasticsearch也是基于Lucene的全文检索库,本质也是存储数据,很多概念与MySQL类似的。

    对比关系:

    索引(indices)---------------------------------Databases 数据库
    
      类型(type)----------------------------------Table 数据表
    
         文档(Document)---------------------------Row 行
    
    	   字段(Field)---------------------------Columns 列 
    

    详细说明:

    概念 说明
    索引库(indices) indices是index的复数,代表许多的索引,
    类型(type) 类型是模拟mysql中的table概念,一个索引库下可以有不同类型的索引,比如商品索引,订单索引,其数据格式不同。不过这会导致索引库混乱,因此未来版本中会移除这个概念
    文档(document) 存入索引库原始的数据。比如每一条商品信息,就是一个文档
    字段(field) 文档中的属性
    映射配置(mappings) 字段的数据类型、属性、是否索引、是否存储等特性

    是不是与Lucene和solr中的概念类似。

    另外,在SolrCloud中,有一些集群相关的概念,在Elasticsearch也有类似的:

    • 索引集(Indices,index的复数):逻辑上的完整索引 collection1
    • 分片(shard):数据拆分后的各个部分
    • 副本(replica):每个分片的复制

    要注意的是:Elasticsearch本身就是分布式的,因此即便你只有一个节点,Elasticsearch默认也会对你的数据进行分片和副本操作,当你向集群添加新数据时,数据也会在新加入的节点中进行平衡。

    2. 创建索引

    2.1 语法

    Elasticsearch采用Rest风格API,因此其API就是一次http请求,你可以用任何工具发起http请求

    创建索引的请求格式:

    • 请求方式:PUT

    • 请求路径:/索引库名

    • 请求参数:json格式:

      {
          "settings": {
              "number_of_shards": 3,
              "number_of_replicas": 2
            }
      }
      
      • settings:索引库的设置
        • number_of_shards:分片数量
        • number_of_replicas:副本数量

    2.2查看索引设置

    语法

    Get请求可以帮我们查看索引信息,格式:

    GET /索引库名
    

    或者,我们可以使用*来查询所有索引库配置:

    2.3.删除索引

    删除索引使用DELETE请求

    语法

    DELETE  /索引库名
    

    示例

    再次查看heima2:

    当然,我们也可以用HEAD请求,查看索引是否存在:

    2.4 映射配置

    索引有了,接下来肯定是添加数据。但是,在添加数据之前必须定义映射。

    什么是映射?

    映射是定义文档的过程,文档包含哪些字段,这些字段是否保存,是否索引,是否分词等

    只有配置清楚,Elasticsearch才会帮我们进行索引库的创建(不一定)

    2.4.1 创建映射字段

    语法

    请求方式依然是PUT

    PUT /索引库名/_mapping/类型名称
    {
      "properties": {
        "字段名": {
          "type": "类型",
          "index": true,
          "store": true,
          "analyzer": "分词器"
        }
      }
    }
    
    • 类型名称:就是前面将的type的概念,类似于数据库中的不同表
      字段名:任意填写 ,可以指定许多属性,例如:
    • type:类型,可以是text、long、short、date、integer、object等
    • index:是否索引,默认为true
    • store:是否存储,默认为false
    • analyzer:分词器,这里的ik_max_word即使用ik分词器

    示例

    发起请求:

    PUT heima/_mapping/goods
    {
      "properties": {
        "title": {
          "type": "text",
          "analyzer": "ik_max_word"
        },
        "images": {
          "type": "keyword",
          "index": "false"
        },
        "price": {
          "type": "float"
        }
      }
    }
    
    

    响应结果:

    {
      "acknowledged": true
    }
    
    

    2.4.2 查看映射关系

    语法:

    GET /索引库名/_mapping
    

    示例:

    GET /heima/_mapping
    

    响应:

    {
      "heima": {
        "mappings": {
          "goods": {
            "properties": {
              "images": {
                "type": "keyword",
                "index": false
              },
              "price": {
                "type": "float"
              },
              "title": {
                "type": "text",
                "analyzer": "ik_max_word"
              }
            }
          }
        }
      }
    }
    

    2.4.3 字段属性详解

    2.4.3.1 type

    Elasticsearch中支持的数据类型非常丰富:

    我们说几个关键的:

    • String类型,又分两种:

      • text:可分词,不可参与聚合
      • keyword:不可分词,数据会作为完整字段进行匹配,可以参与聚合
    • Numerical:数值类型,分两类

      • 基本数据类型:long、interger、short、byte、double、float、half_float
      • 浮点数的高精度类型:scaled_float
        • 需要指定一个精度因子,比如10或100。elasticsearch会把真实值乘以这个因子后存储,取出时再还原。
    • Date:日期类型

      elasticsearch可以对日期格式化为字符串存储,但是建议我们存储为毫秒值,存储为long,节省空间。

    2.4.3.2.index

    index影响字段的索引情况。

    • true:字段会被索引,则可以用来进行搜索。默认值就是true
    • false:字段不会被索引,不能用来搜索

    index的默认值就是true,也就是说你不进行任何配置,所有字段都会被索引。

    但是有些字段是我们不希望被索引的,比如商品的图片信息,就需要手动设置index为false。

    2.4.3.3 store

    是否将数据进行额外存储。

    在学习lucene和solr时,我们知道如果一个字段的store设置为false,那么在文档列表中就不会有这个字段的值,用户的搜索结果中不会显示出来。

    但是在Elasticsearch中,即便store设置为false,也可以搜索到结果。

    原因是Elasticsearch在创建文档索引时,会将文档中的原始数据备份,保存到一个叫做_source的属性中。而且我们可以通过过滤_source来选择哪些要显示,哪些不显示。

    而如果设置store为true,就会在_source以外额外存储一份数据,多余,因此一般我们都会将store设置为false,事实上,store的默认值就是false。

    2.4.3.4 boost

    激励因子,这个与lucene中一样

    其它的不再一一讲解,用的不多,大家参考官方文档:

    2.5 新增数据

    2.5.1 随机生成id

    通过POST请求,可以向一个已经存在的索引库中添加数据。

    语法:

    POST /索引库名/类型名
    {
        "key":"value"
    }
    

    示例:

    POST /heima/goods/
    {
        "title":"小米手机",
        "images":"http://image.leyou.com/12479122.jpg",
        "price":2699.00
    }
    

    响应:

    {
      "_index": "heima",
      "_type": "goods",
      "_id": "r9c1KGMBIhaxtY5rlRKv",
      "_version": 1,
      "result": "created",
      "_shards": {
        "total": 3,
        "successful": 1,
        "failed": 0
      },
      "_seq_no": 0,
      "_primary_term": 2
    }
    

    通过kibana查看数据:

    get _search
    {
        "query":{
            "match_all":{}
        }
    }
    
    {
      "_index": "heima",
      "_type": "goods",
      "_id": "r9c1KGMBIhaxtY5rlRKv",
      "_version": 1,
      "_score": 1,
      "_source": {
        "title": "小米手机",
        "images": "http://image.leyou.com/12479122.jpg",
        "price": 2699
      }
    }
    
    • _source:源文档信息,所有的数据都在里面。
    • _id:这条文档的唯一标示,与文档自己的id字段没有关联

    2.5.2 自定义id

    如果我们想要自己新增的时候指定id,可以这么做:

    POST /索引库名/类型/id值
    {
        ...
    }
    
    

    示例:

    POST /heima/goods/2
    {
        "title":"大米手机",
        "images":"http://image.leyou.com/12479122.jpg",
        "price":2899.00
    }
    

    得到的数据:

    {
      "_index": "heima",
      "_type": "goods",
      "_id": "2",
      "_score": 1,
      "_source": {
        "title": "大米手机",
        "images": "http://image.leyou.com/12479122.jpg",
        "price": 2899
      }
    }
    

    2.5.3 智能判断

    在学习Solr时我们发现,我们在新增数据时,只能使用提前配置好映射属性的字段,否则就会报错。

    不过在Elasticsearch中并没有这样的规定。

    事实上Elasticsearch非常智能,你不需要给索引库设置任何mapping映射,它也可以根据你输入的数据来判断类型,动态添加数据映射。

    测试一下:

    POST /heima/goods/3
    {
        "title":"超米手机",
        "images":"http://image.leyou.com/12479122.jpg",
        "price":2899.00,
        "stock": 200,
        "saleable":true
    }
    

    我们额外添加了stock库存,和saleable是否上架两个字段。

    来看结果:

    {
      "_index": "heima",
      "_type": "goods",
      "_id": "3",
      "_version": 1,
      "_score": 1,
      "_source": {
        "title": "超米手机",
        "images": "http://image.leyou.com/12479122.jpg",
        "price": 2899,
        "stock": 200,
        "saleable": true
      }
    }
    

    在看下索引库的映射关系:

    {
      "heima": {
        "mappings": {
          "goods": {
            "properties": {
              "images": {
                "type": "keyword",
                "index": false
              },
              "price": {
                "type": "float"
              },
              "saleable": {
                "type": "boolean"
              },
              "stock": {
                "type": "long"
              },
              "title": {
                "type": "text",
                "analyzer": "ik_max_word"
              }
            }
          }
        }
      }
    }
    

    stock和saleable都被成功映射了。

    2.6 修改数据

    把刚才新增的请求方式改为PUT,就是修改了。不过修改必须指定id,

    • id对应文档存在,则修改
    • id对应文档不存在,则新增

    比如,我们把id为3的数据进行修改:

    PUT /heima/goods/3
    {
        "title":"超大米手机",
        "images":"http://image.leyou.com/12479122.jpg",
        "price":3899.00,
        "stock": 100,
        "saleable":true
    }
    

    结果:

    {
      "took": 17,
      "timed_out": false,
      "_shards": {
        "total": 9,
        "successful": 9,
        "skipped": 0,
        "failed": 0
      },
      "hits": {
        "total": 1,
        "max_score": 1,
        "hits": [
          {
            "_index": "heima",
            "_type": "goods",
            "_id": "3",
            "_score": 1,
            "_source": {
              "title": "超大米手机",
              "images": "http://image.leyou.com/12479122.jpg",
              "price": 3899,
              "stock": 100,
              "saleable": true
            }
          }
        ]
      }
    }
    

    2.7 删除数据

    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/类型名/id值
    

    示例:

    3. 查询

    我们从4块来讲查询:

    • 基本查询
    • _source过滤
    • 结果过滤
    • 高级查询
    • 排序

    3.1 基本查询

    基本语法

    GET /索引库名/_search
    {
        "query":{
            "查询类型":{
                "查询条件":"查询条件值"
            }
        }
    }
    

    这里的query代表一个查询对象,里面可以有不同的查询属性

    • 查询类型:
      • 例如:match_allmatchtermrange 等等
    • 查询条件:查询条件会根据类型的不同,写法也有差异,后面详细讲解

    3.1.1 查询所有(match_all)

    示例:

    GET /heima/_search
    {
        "query":{
            "match_all": {}
        }
    }
    
    • query:代表查询对象
    • match_all:代表查询所有

    结果:

    {
      "took": 2,
      "timed_out": false,
      "_shards": {
        "total": 3,
        "successful": 3,
        "skipped": 0,
        "failed": 0
      },
      "hits": {
        "total": 2,
        "max_score": 1,
        "hits": [
          {
            "_index": "heima",
            "_type": "goods",
            "_id": "2",
            "_score": 1,
            "_source": {
              "title": "大米手机",
              "images": "http://image.leyou.com/12479122.jpg",
              "price": 2899
            }
          },
          {
            "_index": "heima",
            "_type": "goods",
            "_id": "r9c1KGMBIhaxtY5rlRKv",
            "_score": 1,
            "_source": {
              "title": "小米手机",
              "images": "http://image.leyou.com/12479122.jpg",
              "price": 2699
            }
          }
        ]
      }
    }
    
    • took:查询花费时间,单位是毫秒
    • time_out:是否超时
    • _shards:分片信息
    • hits:搜索结果总览对象
      • total:搜索到的总条数
      • max_score:所有结果中文档得分的最高分
      • hits:搜索结果的文档对象数组,每个元素是一条搜索到的文档信息
        • _index:索引库
        • _type:文档类型
        • _id:文档id
        • _score:文档得分
        • _source:文档的源数据

    3.1.2 匹配查询(match)

    我们先加入一条数据,便于测试:

    PUT /heima/goods/3
    {
        "title":"小米电视4A",
        "images":"http://image.leyou.com/12479122.jpg",
        "price":3899.00
    }
    

    现在,索引库中有2部手机,1台电视:

    • or关系

    match类型查询,会把查询条件进行分词,然后进行查询,多个词条之间是or的关系

    GET /heima/_search
    {
        "query":{
            "match":{
                "title":"小米电视"
            }
        }
    }
    

    结果:

    "hits": {
        "total": 2,
        "max_score": 0.6931472,
        "hits": [
            {
                "_index": "heima",
                "_type": "goods",
                "_id": "tmUBomQB_mwm6wH_EC1-",
                "_score": 0.6931472,
                "_source": {
                    "title": "小米手机",
                    "images": "http://image.leyou.com/12479122.jpg",
                    "price": 2699
                }
            },
            {
                "_index": "heima",
                "_type": "goods",
                "_id": "3",
                "_score": 0.5753642,
                "_source": {
                    "title": "小米电视4A",
                    "images": "http://image.leyou.com/12479122.jpg",
                    "price": 3899
                }
            }
        ]
    }
    

    在上面的案例中,不仅会查询到电视,而且与小米相关的都会查询到,多个词之间是or的关系。

    • and关系

    某些情况下,我们需要更精确查找,我们希望这个关系变成and,可以这样做:

    GET /heima/_search
    {
        "query":{
            "match": {
              "title": {
                "query": "小米电视",
                "operator": "and"
              }
            }
        }
    }
    

    结果:

    {
      "took": 2,
      "timed_out": false,
      "_shards": {
        "total": 3,
        "successful": 3,
        "skipped": 0,
        "failed": 0
      },
      "hits": {
        "total": 1,
        "max_score": 0.5753642,
        "hits": [
          {
            "_index": "heima",
            "_type": "goods",
            "_id": "3",
            "_score": 0.5753642,
            "_source": {
              "title": "小米电视4A",
              "images": "http://image.leyou.com/12479122.jpg",
              "price": 3899
            }
          }
        ]
      }
    }
    

    本例中,只有同时包含小米电视的词条才会被搜索到。

    • or和and之间?

    orand 间二选一有点过于非黑即白。 如果用户给定的条件分词后有 5 个查询词项,想查找只包含其中 4 个词的文档,该如何处理?将 operator 操作符参数设置成 and 只会将此文档排除。

    有时候这正是我们期望的,但在全文搜索的大多数应用场景下,我们既想包含那些可能相关的文档,同时又排除那些不太相关的。换句话说,我们想要处于中间某种结果。

    match 查询支持 minimum_should_match 最小匹配参数, 这让我们可以指定必须匹配的词项数用来表示一个文档是否相关。我们可以将其设置为某个具体数字,更常用的做法是将其设置为一个百分数,因为我们无法控制用户搜索时输入的单词数量:

    GET /heima/_search
    {
        "query":{
            "match":{
                "title":{
                	"query":"小米曲面电视",
                	"minimum_should_match": "75%"
                }
            }
        }
    }
    

    本例中,搜索语句可以分为3个词,如果使用and关系,需要同时满足3个词才会被搜索到。这里我们采用最小品牌数:75%,那么也就是说只要匹配到总词条数量的75%即可,这里3*75% 约等于2。所以只要包含2个词条就算满足条件了。

    结果:

    3.1.3 多字段查询(multi_match)

    multi_matchmatch类似,不同的是它可以在多个字段中查询

    GET /heima/_search
    {
        "query":{
            "multi_match": {
                "query":    "小米",
                "fields":   [ "title", "subTitle" ]
            }
    	}
    }
    

    本例中,我们会在title字段和subtitle字段中查询小米这个词

    3.1.4 词条匹配(term)

    term 查询被用于精确值 匹配,这些精确值可能是数字、时间、布尔或者那些未分词的字符串

    GET /heima/_search
    {
        "query":{
            "term":{
                "price":2699.00
            }
        }
    }
    

    结果:

    {
      "took": 2,
      "timed_out": false,
      "_shards": {
        "total": 3,
        "successful": 3,
        "skipped": 0,
        "failed": 0
      },
      "hits": {
        "total": 1,
        "max_score": 1,
        "hits": [
          {
            "_index": "heima",
            "_type": "goods",
            "_id": "r9c1KGMBIhaxtY5rlRKv",
            "_score": 1,
            "_source": {
              "title": "小米手机",
              "images": "http://image.leyou.com/12479122.jpg",
              "price": 2699
            }
          }
        ]
      }
    }
    

    3.1.5 多词条精确匹配(terms)

    terms 查询和 term 查询一样,但它允许你指定多值进行匹配。如果这个字段包含了指定值中的任何一个值,那么这个文档满足条件:

    GET /heima/_search
    {
        "query":{
            "terms":{
                "price":[2699.00,2899.00,3899.00]
            }
        }
    }
    

    结果:

    {
      "took": 4,
      "timed_out": false,
      "_shards": {
        "total": 3,
        "successful": 3,
        "skipped": 0,
        "failed": 0
      },
      "hits": {
        "total": 3,
        "max_score": 1,
        "hits": [
          {
            "_index": "heima",
            "_type": "goods",
            "_id": "2",
            "_score": 1,
            "_source": {
              "title": "大米手机",
              "images": "http://image.leyou.com/12479122.jpg",
              "price": 2899
            }
          },
          {
            "_index": "heima",
            "_type": "goods",
            "_id": "r9c1KGMBIhaxtY5rlRKv",
            "_score": 1,
            "_source": {
              "title": "小米手机",
              "images": "http://image.leyou.com/12479122.jpg",
              "price": 2699
            }
          },
          {
            "_index": "heima",
            "_type": "goods",
            "_id": "3",
            "_score": 1,
            "_source": {
              "title": "小米电视4A",
              "images": "http://image.leyou.com/12479122.jpg",
              "price": 3899
            }
          }
        ]
      }
    }
    

    3.2.结果过滤

    默认情况下,elasticsearch在搜索的结果中,会把文档中保存在_source的所有字段都返回。

    如果我们只想获取其中的部分字段,我们可以添加_source的过滤

    3.2.1.直接指定字段

    示例:

    GET /heima/_search
    {
      "_source": ["title","price"],
      "query": {
        "term": {
          "price": 2699
        }
      }
    }
    

    返回的结果:

    {
      "took": 12,
      "timed_out": false,
      "_shards": {
        "total": 3,
        "successful": 3,
        "skipped": 0,
        "failed": 0
      },
      "hits": {
        "total": 1,
        "max_score": 1,
        "hits": [
          {
            "_index": "heima",
            "_type": "goods",
            "_id": "r9c1KGMBIhaxtY5rlRKv",
            "_score": 1,
            "_source": {
              "price": 2699,
              "title": "小米手机"
            }
          }
        ]
      }
    }
    

    3.2.2.指定includes和excludes

    我们也可以通过:

    • includes:来指定想要显示的字段
    • excludes:来指定不想要显示的字段

    二者都是可选的。

    示例:

    GET /heima/_search
    {
      "_source": {
        "includes":["title","price"]
      },
      "query": {
        "term": {
          "price": 2699
        }
      }
    }
    

    与下面的结果将是一样的:

    GET /heima/_search
    {
      "_source": {
         "excludes": ["images"]
      },
      "query": {
        "term": {
          "price": 2699
        }
      }
    }
    

    3.3 高级查询

    3.3.1 布尔组合(bool)

    bool把各种其它查询通过must(与)、must_not(非)、should(或)的方式进行组合

    GET /heima/_search
    {
        "query":{
            "bool":{
            	"must":     { "match": { "title": "大米" }},
            	"must_not": { "match": { "title":  "电视" }},
            	"should":   { "match": { "title": "手机" }}
            }
        }
    }
    

    结果:

    {
      "took": 10,
      "timed_out": false,
      "_shards": {
        "total": 3,
        "successful": 3,
        "skipped": 0,
        "failed": 0
      },
      "hits": {
        "total": 1,
        "max_score": 0.5753642,
        "hits": [
          {
            "_index": "heima",
            "_type": "goods",
            "_id": "2",
            "_score": 0.5753642,
            "_source": {
              "title": "大米手机",
              "images": "http://image.leyou.com/12479122.jpg",
              "price": 2899
            }
          }
        ]
      }
    }
    

    3.3.2 范围查询(range)

    range 查询找出那些落在指定区间内的数字或者时间

    GET /heima/_search
    {
        "query":{
            "range": {
                "price": {
                    "gte":  1000.0,
                    "lt":   2800.00
                }
        	}
        }
    }
    

    range查询允许以下字符:

    操作符 说明
    gt 大于
    gte 大于等于
    lt 小于
    lte 小于等于

    3.3.3 模糊查询(fuzzy)

    我们新增一个商品:

    POST /heima/goods/4
    {
        "title":"apple手机",
        "images":"http://image.leyou.com/12479122.jpg",
        "price":6899.00
    }
    

    fuzzy 查询是 term 查询的模糊等价。它允许用户搜索词条与实际词条的拼写出现偏差,但是偏差的编辑距离不得超过2:

    GET /heima/_search
    {
      "query": {
        "fuzzy": {
          "title": "appla"
        }
      }
    }
    

    上面的查询,也能查询到apple手机

    我们可以通过fuzziness来指定允许的编辑距离:

    GET /heima/_search
    {
      "query": {
        "fuzzy": {
            "title": {
                "value":"appla",
                "fuzziness":1
            }
        }
      }
    }
    

    3.4 过滤(filter)

    条件查询中进行过滤

    所有的查询都会影响到文档的评分及排名。如果我们需要在查询结果中进行过滤,并且不希望过滤条件影响评分,那么就不要把过滤条件作为查询条件来用。而是使用filter方式:

    GET /heima/_search
    {
        "query":{
            "bool":{
            	"must":{ "match": { "title": "小米手机" }},
            	"filter":{
                    "range":{"price":{"gt":2000.00,"lt":3800.00}}
            	}
            }
        }
    }
    

    注意:filter中还可以再次进行bool组合条件过滤。

    无查询条件,直接过滤

    如果一次查询只有过滤,没有查询条件,不希望进行评分,我们可以使用constant_score取代只有 filter 语句的 bool 查询。在性能上是完全相同的,但对于提高查询简洁性和清晰度有很大帮助。

    GET /heima/_search
    {
        "query":{
            "constant_score":   {
                "filter": {
                	 "range":{"price":{"gt":2000.00,"lt":3000.00}}
                }
            }
    }
    

    3.5 排序

    3.5.1 单字段排序

    sort 可以让我们按照不同的字段进行排序,并且通过order指定排序的方式

    GET /heima/_search
    {
      "query": {
        "match": {
          "title": "小米手机"
        }
      },
      "sort": [
        {
          "price": {
            "order": "desc"
          }
        }
      ]
    }
    

    3.5.2 多字段排序

    假定我们想要结合使用 price和 _score(得分) 进行查询,并且匹配的结果首先按照价格排序,然后按照相关性得分排序:

    GET /goods/_search
    {
        "query":{
            "bool":{
            	"must":{ "match": { "title": "小米手机" }},
            	"filter":{
                    "range":{"price":{"gt":200000,"lt":300000}}
            	}
            }
        },
        "sort": [
          { "price": { "order": "desc" }},
          { "_score": { "order": "desc" }}
        ]
    }
    

    4. 聚合aggregations

    聚合可以让我们极其方便的实现对数据的统计、分析。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,可以实现实时搜索效果。

    4.1 基本概念

    Elasticsearch中的聚合,包含多种类型,最常用的两种,一个叫,一个叫度量

    桶(bucket)

    桶的作用,是按照某种方式对数据进行分组,每一组数据在ES中称为一个,例如我们根据国籍对人划分,可以得到中国桶英国桶日本桶……或者我们按照年龄段对人进行划分:0~10,10~20,20~30,30~40等。

    Elasticsearch中提供的划分桶的方式有很多:

    • Date Histogram Aggregation:根据日期阶梯分组,例如给定阶梯为周,会自动每周分为一组
    • Histogram Aggregation:根据数值阶梯分组,与日期类似
    • Terms Aggregation:根据词条内容分组,词条内容完全匹配的为一组
    • Range Aggregation:数值和日期的范围分组,指定开始和结束,然后按段分组
    • ……

    bucket aggregations 只负责对数据进行分组,并不进行计算,因此往往bucket中往往会嵌套另一种聚合:metrics aggregations即度量

    度量(metrics)

    分组完成以后,我们一般会对组中的数据进行聚合运算,例如求平均值、最大、最小、求和等,这些在ES中称为度量

    比较常用的一些度量聚合方式:

    • Avg Aggregation:求平均值
    • Max Aggregation:求最大值
    • Min Aggregation:求最小值
    • Percentiles Aggregation:求百分比
    • Stats Aggregation:同时返回avg、max、min、sum、count等
    • Sum Aggregation:求和
    • Top hits Aggregation:求前几
    • Value Count Aggregation:求总数
    • ……

    为了测试聚合,我们先批量导入一些数据

    创建索引:

    PUT /cars
    {
      "settings": {
        "number_of_shards": 1,
        "number_of_replicas": 0
      },
      "mappings": {
        "transactions": {
          "properties": {
            "color": {
              "type": "keyword"
            },
            "make": {
              "type": "keyword"
            }
          }
        }
      }
    }
    

    注意:在ES中,需要进行聚合、排序、过滤的字段其处理方式比较特殊,因此不能被分词。这里我们将color和make这两个文字类型的字段设置为keyword类型,这个类型不会被分词,将来就可以参与聚合

    导入数据

    POST /cars/transactions/_bulk
    { "index": {}}
    { "price" : 10000, "color" : "red", "make" : "honda", "sold" : "2014-10-28" }
    { "index": {}}
    { "price" : 20000, "color" : "red", "make" : "honda", "sold" : "2014-11-05" }
    { "index": {}}
    { "price" : 30000, "color" : "green", "make" : "ford", "sold" : "2014-05-18" }
    { "index": {}}
    { "price" : 15000, "color" : "blue", "make" : "toyota", "sold" : "2014-07-02" }
    { "index": {}}
    { "price" : 12000, "color" : "green", "make" : "toyota", "sold" : "2014-08-19" }
    { "index": {}}
    { "price" : 20000, "color" : "red", "make" : "honda", "sold" : "2014-11-05" }
    { "index": {}}
    { "price" : 80000, "color" : "red", "make" : "bmw", "sold" : "2014-01-01" }
    { "index": {}}
    { "price" : 25000, "color" : "blue", "make" : "ford", "sold" : "2014-02-12" }
    

    4.2 聚合为桶

    首先,我们按照 汽车的颜色color来划分

    GET /cars/_search
    {
        "size" : 0,
        "aggs" : { 
            "popular_colors" : { 
                "terms" : { 
                  "field" : "color"
                }
            }
        }
    }
    
    • size: 查询条数,这里设置为0,因为我们不关心搜索到的数据,只关心聚合结果,提高效率
    • aggs:声明这是一个聚合查询,是aggregations的缩写
      • popular_colors:给这次聚合起一个名字,任意。
        • terms:划分桶的方式,这里是根据词条划分
          • field:划分桶的字段

    结果:

    {
      "took": 1,
      "timed_out": false,
      "_shards": {
        "total": 1,
        "successful": 1,
        "skipped": 0,
        "failed": 0
      },
      "hits": {
        "total": 8,
        "max_score": 0,
        "hits": []
      },
      "aggregations": {
        "popular_colors": {
          "doc_count_error_upper_bound": 0,
          "sum_other_doc_count": 0,
          "buckets": [
            {
              "key": "red",
              "doc_count": 4
            },
            {
              "key": "blue",
              "doc_count": 2
            },
            {
              "key": "green",
              "doc_count": 2
            }
          ]
        }
      }
    }
    
    • hits:查询结果为空,因为我们设置了size为0
    • aggregations:聚合的结果
    • popular_colors:我们定义的聚合名称
    • buckets:查找到的桶,每个不同的color字段值都会形成一个桶
      • key:这个桶对应的color字段的值
      • doc_count:这个桶中的文档数量

    通过聚合的结果我们发现,目前红色的小车比较畅销!

    4.3 桶内度量

    前面的例子告诉我们每个桶里面的文档数量,这很有用。 但通常,我们的应用需要提供更复杂的文档度量。 例如,每种颜色汽车的平均价格是多少?

    因此,我们需要告诉Elasticsearch使用哪个字段使用何种度量方式进行运算,这些信息要嵌套在内,度量的运算会基于内的文档进行

    现在,我们为刚刚的聚合结果添加 求价格平均值的度量:

    GET /cars/_search
    {
        "size" : 0,
        "aggs" : { 
            "popular_colors" : { 
                "terms" : { 
                  "field" : "color"
                },
                "aggs":{
                    "avg_price": { 
                       "avg": {
                          "field": "price" 
                       }
                    }
                }
            }
        }
    }
    
    • aggs:我们在上一个aggs(popular_colors)中添加新的aggs。可见度量也是一个聚合
    • avg_price:聚合的名称
    • avg:度量的类型,这里是求平均值
    • field:度量运算的字段

    结果:

      "aggregations": {
        "popular_colors": {
          "doc_count_error_upper_bound": 0,
          "sum_other_doc_count": 0,
          "buckets": [
            {
              "key": "red",
              "doc_count": 4,
              "avg_price": {
                "value": 32500
              }
            },
            {
              "key": "blue",
              "doc_count": 2,
              "avg_price": {
                "value": 20000
              }
            },
            {
              "key": "green",
              "doc_count": 2,
              "avg_price": {
                "value": 21000
              }
            }
          ]
        }
      }
    

    可以看到每个桶中都有自己的avg_price字段,这是度量聚合的结果

    4.4 桶内嵌套桶

    刚刚的案例中,我们在桶内嵌套度量运算。事实上桶不仅可以嵌套运算, 还可以再嵌套其它桶。也就是说在每个分组中,再分更多组。

    比如:我们想统计每种颜色的汽车中,分别属于哪个制造商,按照make字段再进行分桶

    GET /cars/_search
    {
        "size" : 0,
        "aggs" : { 
            "popular_colors" : { 
                "terms" : { 
                  "field" : "color"
                },
                "aggs":{
                    "avg_price": { 
                       "avg": {
                          "field": "price" 
                       }
                    },
                    "maker":{
                        "terms":{
                            "field":"make"
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
    
    • 原来的color桶和avg计算我们不变
    • maker:在嵌套的aggs下新添一个桶,叫做maker
    • terms:桶的划分类型依然是词条
    • filed:这里根据make字段进行划分

    部分结果:

    {"aggregations": {
        "popular_colors": {
          "doc_count_error_upper_bound": 0,
          "sum_other_doc_count": 0,
          "buckets": [
            {
              "key": "red",
              "doc_count": 4,
              "maker": {
                "doc_count_error_upper_bound": 0,
                "sum_other_doc_count": 0,
                "buckets": [
                  {
                    "key": "honda",
                    "doc_count": 3
                  },
                  {
                    "key": "bmw",
                    "doc_count": 1
                  }
                ]
              },
              "avg_price": {
                "value": 32500
              }
            },
            {
              "key": "blue",
              "doc_count": 2,
              "maker": {
                "doc_count_error_upper_bound": 0,
                "sum_other_doc_count": 0,
                "buckets": [
                  {
                    "key": "ford",
                    "doc_count": 1
                  },
                  {
                    "key": "toyota",
                    "doc_count": 1
                  }
                ]
              },
              "avg_price": {
                "value": 20000
              }
            },
            {
              "key": "green",
              "doc_count": 2,
              "maker": {
                "doc_count_error_upper_bound": 0,
                "sum_other_doc_count": 0,
                "buckets": [
                  {
                    "key": "ford",
                    "doc_count": 1
                  },
                  {
                    "key": "toyota",
                    "doc_count": 1
                  }
                ]
              },
              "avg_price": {
                "value": 21000
              }
            }
          ]
        }
      }
    }
    
    • 我们可以看到,新的聚合maker被嵌套在原来每一个color的桶中。
    • 每个颜色下面都根据 make字段进行了分组
    • 我们能读取到的信息:
      • 红色车共有4辆
      • 红色车的平均售价是 $32,500 美元。
      • 其中3辆是 Honda 本田制造,1辆是 BMW 宝马制造。

    4.5 划分桶的其它方式

    前面讲了,划分桶的方式有很多,例如:

    • Date Histogram Aggregation:根据日期阶梯分组,例如给定阶梯为周,会自动每周分为一组
    • Histogram Aggregation:根据数值阶梯分组,与日期类似
    • Terms Aggregation:根据词条内容分组,词条内容完全匹配的为一组
    • Range Aggregation:数值和日期的范围分组,指定开始和结束,然后按段分组

    刚刚的案例中,我们采用的是Terms Aggregation,即根据词条划分桶。

    接下来,我们再学习几个比较实用的:

    4.5.1 阶梯分桶Histogram

    原理:

    histogram是把数值类型的字段,按照一定的阶梯大小进行分组。你需要指定一个阶梯值(interval)来划分阶梯大小。

    举例:

    比如你有价格字段,如果你设定interval的值为200,那么阶梯就会是这样的:

    0,200,400,600,...

    上面列出的是每个阶梯的key,也是区间的启点。

    如果一件商品的价格是450,会落入哪个阶梯区间呢?计算公式如下:

    bucket_key = Math.floor((value - offset) / interval) * interval + offset
    

    value:就是当前数据的值,本例中是450

    offset:起始偏移量,默认为0

    interval:阶梯间隔,比如200

    因此你得到的key = Math.floor((450 - 0) / 200) * 200 + 0 = 400

    操作一下:

    比如,我们对汽车的价格进行分组,指定间隔interval为5000:

    GET /cars/_search
    {
      "size":0,
      "aggs":{
        "price":{
          "histogram": {
            "field": "price",
            "interval": 5000
          }
        }
      }
    }
    

    结果:

    {
      "took": 21,
      "timed_out": false,
      "_shards": {
        "total": 5,
        "successful": 5,
        "skipped": 0,
        "failed": 0
      },
      "hits": {
        "total": 8,
        "max_score": 0,
        "hits": []
      },
      "aggregations": {
        "price": {
          "buckets": [
            {
              "key": 10000,
              "doc_count": 2
            },
            {
              "key": 15000,
              "doc_count": 1
            },
            {
              "key": 20000,
              "doc_count": 2
            },
            {
              "key": 25000,
              "doc_count": 1
            },
            {
              "key": 30000,
              "doc_count": 1
            },
            {
              "key": 35000,
              "doc_count": 0
            },
            {
              "key": 40000,
              "doc_count": 0
            },
            {
              "key": 45000,
              "doc_count": 0
            },
            {
              "key": 50000,
              "doc_count": 0
            },
            {
              "key": 55000,
              "doc_count": 0
            },
            {
              "key": 60000,
              "doc_count": 0
            },
            {
              "key": 65000,
              "doc_count": 0
            },
            {
              "key": 70000,
              "doc_count": 0
            },
            {
              "key": 75000,
              "doc_count": 0
            },
            {
              "key": 80000,
              "doc_count": 1
            }
          ]
        }
      }
    }
    

    你会发现,中间有大量的文档数量为0 的桶,看起来很丑。

    我们可以增加一个参数min_doc_count为1,来约束最少文档数量为1,这样文档数量为0的桶会被过滤

    示例:

    GET /cars/_search
    {
      "size":0,
      "aggs":{
        "price":{
          "histogram": {
            "field": "price",
            "interval": 5000,
            "min_doc_count": 1
          }
        }
      }
    }
    

    结果:

    {
      "took": 15,
      "timed_out": false,
      "_shards": {
        "total": 5,
        "successful": 5,
        "skipped": 0,
        "failed": 0
      },
      "hits": {
        "total": 8,
        "max_score": 0,
        "hits": []
      },
      "aggregations": {
        "price": {
          "buckets": [
            {
              "key": 10000,
              "doc_count": 2
            },
            {
              "key": 15000,
              "doc_count": 1
            },
            {
              "key": 20000,
              "doc_count": 2
            },
            {
              "key": 25000,
              "doc_count": 1
            },
            {
              "key": 30000,
              "doc_count": 1
            },
            {
              "key": 80000,
              "doc_count": 1
            }
          ]
        }
      }
    }
    

    完美,!

    如果你用kibana将结果变为柱形图,会更好看:

    4.5.2 范围分桶range

    范围分桶与阶梯分桶类似,也是把数字按照阶段进行分组,只不过range方式需要你自己指定每一组的起始和结束大小。

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