使用es对查询的优化
- 使用背景
- ElasticSearch简介
- Elasticsearch术语
- 相关连接：[Elasticsearch官网](https://www.elastic.co/cn/)
- 安装配置Elasticsearch
- 对Elasticsearch的操作
- Spring整合Elasticsearch
- 使用Elasticsearch
使用背景
在项目的一些关键字模糊查询、全局查询的背景下，使用直接操作数据库的模糊查询 ‘%xx%’ 这样的语句，不会使用索引查，而是效率低的全表扫描。如果再加一个条件，一个关键字查询多张表的全局查询，在数据量大的情况下，造成的时间复杂度会更高。
这个情况在常用的软件中会经常遇到，look一下CSDN的一个搜索功能，输入几个关键字，它会将标题、内容、广告…中带有关键字的全部找到，还有关键词高亮的功能。速度也是那么快。让我们来一探究竟。
ElasticSearch简介
- 一个分布式的、Restful风格的搜索引擎。
- 支持对各种类型的数据的检索。
- 搜索速度快，可以提供实时的搜索服务。
- 便于水平扩展，每秒可以处理PB级海量数据。
优点如上这么明显，拙劣的解释一下它的实现：它不同于数据库的索引查询原理，采用的是倒叙索引的算法（通俗来说正序索引是通过key来找到value，而倒叙索引是通过value找key）。可以看下面的一张表：
id | name | age |
1 | 张三 | 18 |
2 | 李四 | 19 |
3 | 李三四 | 18 |
如果一个查询条件是name，那么就是以name为倒叙索引，可以形成下面的格式：
term | document |
张三 | [1] |
李四 | [2，3] |
李三 | [3] |
三四 | [3] |
我们是将内容进行了分词（这里是最细粒划分）。然后指向了我们document的一个唯一的标识，能够找到位置的地址。
这样，当我们在程序发出一个查询请求后，比如“李四张三”。首先会把这个查询内容分词：“李四”、“张三”。然后就找到对应的数据[1，2，3]。这三条数据了，比我们在mysql中模糊查询快的多。这是其中的一个原因。
我们将“张三”、“李四”、“三四…这样的叫做term。如果有很多个term，那么我们如何找到对应的term呢。
我们以term是英文为例：具体的做法是
term index。term index有点像一本字典的大的章节表。如果所有的term都是英文字符的话，可能这个term index就真的是26个英文字符表构成的了。但是实际的情况是，term未必都是英文字符，term可以是任意的byte数组。而且26个英文字符也未必是每一个字符都有均等的term，比如x字符开头的term可能一个都没有，而s开头的term又特别多。实际的term index是一棵trie 树：
可以总结处理就是一个字典树了，后来在加入一些压缩技术，（Luncene?），这种方式就很快就能够查找到对应的分词，然后在对应的分词就找到了对应的主键，就可以直接找到对应的数据了。关于字典树后期准备发一篇（记一下）。
Elasticsearch术语
- 索引、类型、文档、字段。
- 集群、节点、分片、副本。
解释一下：
- 索引：相当于数据库中的database 改版后作为table
- 类型：相当于数据库中的table 不再使用
- 文档：相当于数据库中的一行数据，数据结构为JSON
- 字段：相当于数据库中的一列
Elasticsearch6.0以后开始逐步废除类型的概念，索引的含义中也包括了类型。 - 集群：分布式部署，提高性能
- 节点：集群中的每一台服务器
- 分片：对一个索引的进一步划分存储，提高并发处理能力
- 副本：对分片的备份，提高可用性
相关连接：Elasticsearch官网
安装配置Elasticsearch
配置一下：在安装后的config/elasticsearch.yml下：
环境变量也需要配置：
因为经常搜索是中文，还需要搭配一下中文的分词插件ik，在github下：
解压到指定目录下：
IKAnalyzer.cfg 可以自己配置新词，例如一些网络用语或者所属项目常用词：
对Elasticsearch的操作
因为Elasticsearch服务是基于Restful风格的，可以用postman直接操作url进行增删改查。
- 建索引：
- 提交数据：
test:索引
_doc:固定格式
1：id号 然后在请求body中写数据
PUT localhost：9200/test/_doc/1
- 查数据
GET localhost:9200/test/_doc/1
- 搜索数据
Spring整合Elasticsearch
- pom引入依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.data</groupId>
<artifactId>spring-data-elasticsearch</artifactId>
</dependency>- 配置properties
#elasticsearchProperties
spring.data.elasticsearch.cluster-name=nowcoder
spring.data.elasticsearch.cluster-nodes=127.0.0.1:9300- 解决Netty冲突问题
问题原因：Redis底层使用了Netty，Elasticsearch也用了Netty，当被注册两次就会报错
在启动类中解决
整合完毕，就是对其的使用了。
使用Elasticsearch
项目中使用的是将一张论坛的内容表加入到es中，在实体类中，使用@Document注解（映射索引、类型、分片、副本）和@field注解（映射字段）。如下：
package com.nowcoder.community.entity;
import java.util.Date;
import com.baomidou.mybatisplus.annotation.IdType;
import com.baomidou.mybatisplus.annotation.TableId;
import com.baomidou.mybatisplus.annotation.TableName;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.activerecord.Model;
import lombok.Data;
import lombok.experimental.Accessors;
import org.springframework.data.annotation.Id;
import org.springframework.data.elasticsearch.annotations.Document;
import org.springframework.data.elasticsearch.annotations.Field;
import org.springframework.data.elasticsearch.annotations.FieldType;
import java.io.Serializable;
/**
* (DiscussPost)表实体类
*
* @author makejava
* @since 2021-07-21 15:29:51
*/
@Data
@Accessors(chain = true)
@TableName("discuss_post")
@Document(indexName = "discusspost",type = "doc",shards =6,replicas =3) //映射索引、类型、分片、副本
public class DiscussPost extends Model<DiscussPost> {
@Id
@TableId(value = "id",type = IdType.AUTO)
private Integer id;
@Field(type = FieldType.Integer)
private Integer userId;
@Field(type = FieldType.Text,analyzer = "ik_max_word",searchAnalyzer = "ik_smart")
private String title;
@Field(type = FieldType.Text,analyzer = "ik_max_word",searchAnalyzer = "ik_smart")
private String content;
//0-普通; 1-置顶;
@Field(type = FieldType.Integer)
private Integer type;
//0-正常; 1-精华; 2-拉黑;
@Field(type = FieldType.Integer)
private Integer status;
@Field(type = FieldType.Date)
private Date createTime;
@Field(type = FieldType.Integer)
private Integer commentCount;
@Field(type = FieldType.Double)
private double score;
}在dao下建立子包elasticsearch，并创建DiscussPostRepository接口
此接口继承了ElasticsearchRepository，很方便的调用了es中的一些crud方法，下面会使用到。测试一波：
1、插入数据使用save和saveAll方法;
2、更新可以先查询出一个对应的对象，使用save做出更新，因为对象有唯一的主键区分
3、删除使用delete和deleteById方法
4、主要是查询，所谓搜索引擎，查询的逻辑和方法也很有魅力，首先是构建SearchQuery对象，如下，使用new NativeSearchQueryBuilder()中的方法，可以加入各种搜索条件，结果是得到了一个Page对象，一个简单的查询完毕。
@SpringBootTest
@ContextConfiguration(classes = CommunityApplication.class)
public class ElasticsearchTest {
@Autowired
private DiscussPostMapper discussMapper;
@Autowired
private DiscussPostRepository discussRepository;
//有些功能上边的解决不了，所以引入下边的
@Autowired
private ElasticsearchTemplate elasticTemplate;
@Test
public void testInsert() {
discussRepository.save(discussMapper.selectDiscussPostById(271));
discussRepository.save(discussMapper.selectDiscussPostById(272));
discussRepository.save(discussMapper.selectDiscussPostById(273));
}
@Test
public void testInsertList() {
discussRepository.saveAll(discussMapper.selectDiscussPosts(101, 0, 100));
discussRepository.saveAll(discussMapper.selectDiscussPosts(102, 0, 100));
discussRepository.saveAll(discussMapper.selectDiscussPosts(103, 0, 100));
discussRepository.saveAll(discussMapper.selectDiscussPosts(111, 0, 100));
discussRepository.saveAll(discussMapper.selectDiscussPosts(112, 0, 100));
discussRepository.saveAll(discussMapper.selectDiscussPosts(131, 0, 100));
discussRepository.saveAll(discussMapper.selectDiscussPosts(132, 0, 100));
discussRepository.saveAll(discussMapper.selectDiscussPosts(133, 0, 100));
discussRepository.saveAll(discussMapper.selectDiscussPosts(134, 0, 100));
}
//localhost:9200/discusspost/_doc/231
@Test
public void testUpdate() {
DiscussPost post = discussMapper.selectDiscussPostById(231);
post.setContent("我是新人,使劲灌水.");
discussRepository.save(post);
}
@Test
public void testDelete() {
discussRepository.deleteById(231);
//discussRepository.deleteAll();
}
@Test
public void testSearchByRepository() {
SearchQuery searchQuery = new NativeSearchQueryBuilder()
.withQuery(QueryBuilders.multiMatchQuery("互联网寒冬", "title", "content"))
.withSort(SortBuilders.fieldSort("type").order(SortOrder.DESC)) //按字段排序
.withSort(SortBuilders.fieldSort("score").order(SortOrder.DESC))
.withSort(SortBuilders.fieldSort("createTime").order(SortOrder.DESC))
.withPageable(PageRequest.of(0, 10)) //分页
.withHighlightFields(
new HighlightBuilder.Field("title").preTags("<em>").postTags("</em>"),
new HighlightBuilder.Field("content").preTags("<em>").postTags("</em>")
).build();
// 底层调用：elasticTemplate.queryForPage(searchQuery, class, SearchResultMapper)
// 底层获取得到了高亮显示的值, 但是没有返回.所以为了得到高亮显示直接用elasticTemplate.queryForPage见下面
Page<DiscussPost> page = discussRepository.search(searchQuery);
System.out.println(page.getTotalElements());
System.out.println(page.getTotalPages());
System.out.println(page.getNumber());
System.out.println(page.getSize());
for (DiscussPost post : page) {
System.out.println(post);
}
}
@Test
public void testSearchByTemplate() {
SearchQuery searchQuery = new NativeSearchQueryBuilder()
.withQuery(QueryBuilders.multiMatchQuery("互联网寒冬", "title", "content"))
.withSort(SortBuilders.fieldSort("type").order(SortOrder.DESC))
.withSort(SortBuilders.fieldSort("score").order(SortOrder.DESC))
.withSort(SortBuilders.fieldSort("createTime").order(SortOrder.DESC))
.withPageable(PageRequest.of(0, 10))
.withHighlightFields(
new HighlightBuilder.Field("title").preTags("<em>").postTags("</em>"),
new HighlightBuilder.Field("content").preTags("<em>").postTags("</em>")
).build();
Page<DiscussPost> page = elasticTemplate.queryForPage(searchQuery, DiscussPost.class, new SearchResultMapper() {
@Override
public <T> AggregatedPage<T> mapResults(SearchResponse response, Class<T> aClass, Pageable pageable) {
SearchHits hits = response.getHits();
if (hits.getTotalHits() <= 0) {
return null;
}
List<DiscussPost> list = new ArrayList<>();
for (SearchHit hit : hits) {
DiscussPost post = new DiscussPost();
String id = hit.getSourceAsMap().get("id").toString();
post.setId(Integer.valueOf(id));
String userId = hit.getSourceAsMap().get("userId").toString();
post.setUserId(Integer.valueOf(userId));
String title = hit.getSourceAsMap().get("title").toString();
post.setTitle(title);
String content = hit.getSourceAsMap().get("content").toString();
post.setContent(content);
String status = hit.getSourceAsMap().get("status").toString();
post.setStatus(Integer.valueOf(status));
String createTime = hit.getSourceAsMap().get("createTime").toString(); //long类型的字符串
post.setCreateTime(new Date(Long.valueOf(createTime)));
String commentCount = hit.getSourceAsMap().get("commentCount").toString();
post.setCommentCount(Integer.valueOf(commentCount));
// 处理高亮显示的结果
HighlightField titleField = hit.getHighlightFields().get("title");
if (titleField != null) {
post.setTitle(titleField.getFragments()[0].toString());
}
HighlightField contentField = hit.getHighlightFields().get("content");
if (contentField != null) {
post.setContent(contentField.getFragments()[0].toString());
}
list.add(post);
}
return new AggregatedPageImpl(list, pageable,
hits.getTotalHits(), response.getAggregations(), response.getScrollId(), hits.getMaxScore());
}
@Override
public <T> T mapSearchHit(SearchHit searchHit, Class<T> aClass) {
return null;
}
});
System.out.println(page.getTotalElements());
System.out.println(page.getTotalPages());
System.out.println(page.getNumber());
System.out.println(page.getSize());
for (DiscussPost post : page) {
System.out.println(post);
}
}
}接下来是对业务的处理，编写对应的service。使用了对ElasticsearchTemplate的操作。
package com.nowcoder.community.service;
import com.nowcoder.community.dao.elasticsearch.DiscussPostRepository;
import com.nowcoder.community.entity.DiscussPost;
import org.elasticsearch.action.search.SearchResponse;
import org.elasticsearch.index.query.QueryBuilders;
import org.elasticsearch.search.SearchHit;
import org.elasticsearch.search.SearchHits;
import org.elasticsearch.search.fetch.subphase.highlight.HighlightBuilder;
import org.elasticsearch.search.fetch.subphase.highlight.HighlightField;
import org.elasticsearch.search.sort.SortBuilders;
import org.elasticsearch.search.sort.SortOrder;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.domain.Page;
import org.springframework.data.domain.PageRequest;
import org.springframework.data.domain.Pageable;
import org.springframework.data.elasticsearch.core.ElasticsearchTemplate;
import org.springframework.data.elasticsearch.core.SearchResultMapper;
import org.springframework.data.elasticsearch.core.aggregation.AggregatedPage;
import org.springframework.data.elasticsearch.core.aggregation.impl.AggregatedPageImpl;
import org.springframework.data.elasticsearch.core.query.NativeSearchQueryBuilder;
import org.springframework.data.elasticsearch.core.query.SearchQuery;
import org.springframework.stereotype.Service;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;
import java.util.List;
/**
* @author cjy
* @Package com.nowcoder.community.service
* @date 2021/8/31 8:52
*/
@Service
public class ElasticsearchService {
@Autowired
private DiscussPostRepository discussPostRepository;
@Autowired
private ElasticsearchTemplate elasticTemplate;
//保存帖子到el服务器
public void saveDiscussPost(DiscussPost discussPost){
discussPostRepository.save(discussPost);
}
//删除
public void deleteDiscussPost(int id){
discussPostRepository.deleteById(id);
}
//分页查询展示
public Page<DiscussPost> searchDiscussPost(String keyword,int current,int limit){
SearchQuery searchQuery = new NativeSearchQueryBuilder()
.withQuery(QueryBuilders.multiMatchQuery(keyword, "title", "content"))
.withSort(SortBuilders.fieldSort("type").order(SortOrder.DESC))
.withSort(SortBuilders.fieldSort("score").order(SortOrder.DESC))
.withSort(SortBuilders.fieldSort("createTime").order(SortOrder.DESC))
.withPageable(PageRequest.of(current, limit))
.withHighlightFields(
new HighlightBuilder.Field("title").preTags("<em>").postTags("</em>"),
new HighlightBuilder.Field("content").preTags("<em>").postTags("</em>")
).build();
return elasticTemplate.queryForPage(searchQuery, DiscussPost.class, new SearchResultMapper() {
@Override
public <T> AggregatedPage<T> mapResults(SearchResponse response, Class<T> aClass, Pageable pageable) {
SearchHits hits = response.getHits();
if (hits.getTotalHits() <= 0) {
return null;
}
List<DiscussPost> list = new ArrayList<>();
for (SearchHit hit : hits) {
DiscussPost post = new DiscussPost();
String id = hit.getSourceAsMap().get("id").toString();
post.setId(Integer.valueOf(id));
String userId = hit.getSourceAsMap().get("userId").toString();
post.setUserId(Integer.valueOf(userId));
String title = hit.getSourceAsMap().get("title").toString();
post.setTitle(title);
String content = hit.getSourceAsMap().get("content").toString();
post.setContent(content);
String status = hit.getSourceAsMap().get("status").toString();
post.setStatus(Integer.valueOf(status));
String createTime = hit.getSourceAsMap().get("createTime").toString(); //long类型的字符串
post.setCreateTime(new Date(Long.valueOf(createTime)));
String commentCount = hit.getSourceAsMap().get("commentCount").toString();
post.setCommentCount(Integer.valueOf(commentCount));
// 处理高亮显示的结果
HighlightField titleField = hit.getHighlightFields().get("title");
if (titleField != null) {
post.setTitle(titleField.getFragments()[0].toString());
}
HighlightField contentField = hit.getHighlightFields().get("content");
if (contentField != null) {
post.setContent(contentField.getFragments()[0].toString());
}
list.add(post);
}
return new AggregatedPageImpl(list, pageable,
hits.getTotalHits(), response.getAggregations(), response.getScrollId(), hits.getMaxScore());
}
});
}
}
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