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别只会搜日志了,求你懂点检索原理吧

3星期前

本篇主要内容如下:

主要内容

前言

项目中我们总是用 Kibana 界面来搜索测试或生产环境下的日志,来看下有没有异常信息。Kibana 就是 我们常说的 ELK 中的 K

​Kibana 界面如下图所示:

Kibana 界面

但这些日志检索原理是什么呢?这里就该我们的 Elasticsearch 搜索引擎登场了。

我会分为三篇来讲解 Elasticsearch 的原理、实战及部署。 本篇是讲解 ES 的上篇。

  • 上篇: 讲解 Elasticsearch(简称ES)的原理、中文分词的配置。
  • 中篇: 实战 ES 应用。
  • 下篇: ES 的集群部署。

为什么要分成三篇,因为每一篇都很长,而且侧重点不一样,所以分成三篇来讲解。

一、Elasticsearch 简介

1.1 什么是 Elasticsearch?

Elasticsearch 是一个分布式的开源搜索和分析引擎,适用于所有类型的数据,包括文本、数字、地理空间、结构化和非结构化数据。简单来说只要涉及搜索和分析相关的, ES 都可以做。

1.2 Elasticsearch 的用途?

Elasticsearch 在速度和可扩展性方面都表现出色,而且还能够索引多种类型的内容,这意味着其可用于多种用例:

  • 比如一个在线网上商店,您可以在其中允许客户搜索您出售的产品。在这种情况下,您可以使用Elasticsearch 存储整个产品目录和库存,并为它们提供搜索和自动完成建议。
搜索手机
  • 比如收集日志或交易数据,并且要分析和挖掘此数据以查找趋势,统计信息,摘要或异常。在这种情况下,您可以使用 Logstash(Elasticsearch / Logstash / Kibana堆栈的一部分)来收集,聚合和解析数据,然后让 Logstash 将这些数据提供给 Elasticsearch。数据放入 Elasticsearch 后,您可以运行搜索和聚合以挖掘您感兴趣的任何信息。

1.3 Elasticsearch 的工作原理?

ELK 原理图

Elasticsearch 是在 Lucene 基础上构建而成的。ES 在 Lucence 上做了很多增强。

Lucene 是apache软件基金会 4 的 jakarta 项目组的一个子项目,是一个开放源代码的全文检索引擎工具包,但它不是一个完整的全文检索引擎,而是一个全文检索引擎的架构,提供了完整的查询引擎和索引引擎,部分文本分析引擎(英文与德文两种西方语言)。Lucene的目的是为软件开发人员提供一个简单易用的工具包,以方便的在目标系统中实现全文检索的功能,或者是以此为基础建立起完整的全文检索引擎。(来自百度百科)

Elasticsearch 的原始数据从哪里来?

原始数据从多个来源 ( 包括日志、系统指标和网络应用程序 ) 输入到 Elasticsearch 中。

Elasticsearch 的数据是怎么采集的?

数据采集指在 Elasticsearch 中进行索引之前解析、标准化并充实这些原始数据的过程。这些数据在 Elasticsearch 中索引完成之后,用户便可针对他们的数据运行复杂的查询,并使用聚合来检索自身数据的复杂汇总。这里用到了 Logstash,后面会介绍。

怎么可视化查看想要检索的数据?

这里就要用到 Kibana 了,用户可以基于自己的数据进行搜索、查看数据视图等。

1.4 Elasticsearch 索引是什么?

Elasticsearch 索引指相互关联的文档集合。Elasticsearch 会以 JSON 文档的形式存储数据。每个文档都会在一组键 ( 字段或属性的名称 ) 和它们对应的值 ( 字符串、数字、布尔值、日期、数值组、地理位置或其他类型的数据 ) 之间建立联系。

Elasticsearch 使用的是一种名为倒排索引的数据结构,这一结构的设计可以允许十分快速地进行全文本搜索。倒排索引会列出在所有文档中出现的每个特有词汇,并且可以找到包含每个词汇的全部文档。

在索引过程中,Elasticsearch 会存储文档并构建倒排索引,这样用户便可以近实时地对文档数据进行搜索。索引过程是在索引 API 中启动的,通过此 API 您既可向特定索引中添加 JSON 文档,也可更改特定索引中的 JSON 文档。

1.5 Logstash 的用途是什么?

Logstash 就是 ELK 中的 L

Logstash 是 Elastic Stack 的核心产品之一,可用来对数据进行聚合和处理,并将数据发送到 Elasticsearch。Logstash 是一个开源的服务器端数据处理管道,允许您在将数据索引到 Elasticsearch 之前同时从多个来源采集数据,并对数据进行充实和转换。

1.6 Kibana 的用途是什么?

Kibana 是一款适用于 Elasticsearch 的数据可视化和管理工具,可以提供实时的直方图、线性图等。

1.7 为什么使用 Elasticsearch

  • ES 很快,近实时的搜索平台。
  • ES 具有分布式的本质特质。
  • ES 包含一系列广泛的功能,比如数据汇总和索引生命周期管理。

官方文档:www.elastic.co/cn/what-is/…

二、ES 基本概念

2.1 Index ( 索引 )

动词:相当于 Mysql 中的 insert

名词:相当于 Mysql 中的 database

与 mysql 的对比

序号 Mysql Elasticsearch
1 Mysql 服务 ES 集群服务
2 数据库 Database 索引 Index
3 表 Table 类型 Type
4 记录 Records ( 一行行记录 ) 文档 Document ( JSON 格式 )

2.2 倒排索引

假如数据库有如下电影记录:

1-大话西游

2-大话西游外传

3-解析大话西游

4-西游降魔外传

5-梦幻西游独家解析

分词:将整句分拆为单词

序号 保存到 ES 的词 对应的电影记录序号
A 西游 1,2, 3,4, 5
B 大话 1,2, 3
C 外传 2,4, 5
D 解析 3,5
E 降魔 4
F 梦幻 5
G 独家 5

检索:独家大话西游

独家大话西游 解析拆分成 独家大话西游

ES 中 A、B、G 记录 都有这三个词的其中一种, 所以 1,2, 3,4, 5 号记录都有相关的词被命中。

1 号记录命中 2 次, A、B 中都有 ( 命中 2 次 ) ,而且 1 号记录有 2 个词,相关性得分:2 次/2 个词=1

2 号记录命中 2 个词 A、B 中的都有 ( 命中 2 次 ) ,而且 2 号记录有 2 个词,相关性得分:2 次/3 个词= 0.67

3 号记录命中 2 个词 A、B 中的都有 ( 命中 2 次 ) ,而且 3 号记录有 2 个词,相关性得分:2 次/3 个词= 0.67

4 号记录命中 2 个词 A 中有 ( 命中 1 次 ) ,而且 4 号记录有 2 个词,相关性得分:1 次/3 个词= 0.33

5 号记录命中 2 个词 A 中有 ( 命中 2 次 ) ,而且 4 号记录有 4 个词,相关性得分:2 次/4 个词= 0.5

所以检索出来的记录顺序如下:

​ 1-大话西游 ( 想关性得分:1 )

​ 2-大话西游外传 ( 想关性得分:0.67 )

​ 3-解析大话西游 ( 想关性得分:0.67 )

​ 5-梦幻西游独家解析 ( 想关性得分:0.5 )

​ 4-西游降魔 ( 想关性得分:0.33 )

三、Docker 搭建环境

3.1. 搭建 Elasticsearch 环境

搭建虚拟机环境和安装 docker 可以参照之前写的文档:

1 ) 下载镜像文件

docker pull elasticsearch:7.4.2
复制代码

2 ) 创建实例

    1. 映射配置文件
配置映射文件夹
mkdir -p /mydata/elasticsearch/config

配置映射文件夹
mkdir -p /mydata/elasticsearch/data

设置文件夹权限任何用户可读可写
chmod 777 /mydata/elasticsearch -R

配置 http.host
echo "http.host: 0.0.0.0" >> /mydata/elasticsearch/config/elasticsearch.yml
复制代码
    1. 启动 elasticsearch 容器
docker run --name elasticsearch -p 9200:9200 -p 9300:9300 \
-e "discovery.type"="single-node" \
-e ES_JAVA_OPTS="-Xms64m -Xmx128m" \
-v /mydata/elasticsearch/config/elasticsearch.yml:/usr/share/elasticsearch/config/elasticsearch.yml \
-v /mydata/elasticsearch/data:/usr/share/elasticsearch/data \
-v /mydata/elasticsearch/plugins:/usr/share/elasticsearch/plugins \
-d elasticsearch:7.4.2
复制代码
    1. 访问 elasticsearch 服务

访问:http://192.168.56.10:9200

返回的 reponse

{
  "name" : "8448ec5f3312",
  "cluster_name" : "elasticsearch",
  "cluster_uuid" : "xC72O3nKSjWavYZ-EPt9Gw",
  "version" : {
    "number" : "7.4.2",
    "build_flavor" : "default",
    "build_type" : "docker",
    "build_hash" : "2f90bbf7b93631e52bafb59b3b049cb44ec25e96",
    "build_date" : "2019-10-28T20:40:44.881551Z",
    "build_snapshot" : false,
    "lucene_version" : "8.2.0",
    "minimum_wire_compatibility_version" : "6.8.0",
    "minimum_index_compatibility_version" : "6.0.0-beta1"
  },
  "tagline" : "You Know, for Search"
}
复制代码

访问:http://192.168.56.10:9200/_cat 访问节点信息

127.0.0.1 62 90 0 0.06 0.10 0.05 dilm * 8448ec5f3312
复制代码

3.2. 搭建 Kibana 环境

docker pull kibana:7.4.2

docker run --name kibana -e ELASTICSEARCH_HOSTS=http://192.168.56.10:9200 -p 5601:5601 -d kibana:7.4.2

复制代码

访问 kibana: http://192.168.56.10:5601/

kibana

四、初阶检索玩法

4.1._cat 用法

GET /_cat/nodes: 查看所有节点
GET /_cat/health: 查看 es 健康状况
GET /_cat/master: 查看主节点
GET /_cat/indices: 查看所有索引

查询汇总:
/_cat/allocation
/_cat/shards
/_cat/shards/{index}
/_cat/master
/_cat/nodes
/_cat/tasks
/_cat/indices
/_cat/indices/{index}
/_cat/segments
/_cat/segments/{index}
/_cat/count
/_cat/count/{index}
/_cat/recovery
/_cat/recovery/{index}
/_cat/health
/_cat/pending_tasks
/_cat/aliases
/_cat/aliases/{alias}
/_cat/thread_pool
/_cat/thread_pool/{thread_pools}
/_cat/plugins
/_cat/fielddata
/_cat/fielddata/{fields}
/_cat/nodeattrs
/_cat/repositories
/_cat/snapshots/{repository}
/_cat/templates
复制代码

4.2. 索引一个文档 ( 保存 )

例子:在 customer 索引下的 external 类型下保存标识为 1 的数据。

  • 使用 Kibana 的 Dev Tools 来创建
PUT member/external/1

{
"name":"jay huang"
}
复制代码

Reponse:

{
    "_index": "member", //在哪个索引
    "_type": "external",//在那个类型
    "_id": "2",//记录 id
    "_version": 7,//版本号
    "result": "updated",//操作类型
    "_shards": {
        "total": 2,
        "successful": 1,
        "failed": 0
    },
    "_seq_no": 9,
    "_primary_term": 1
}
复制代码
  • 也可以通过 Postman 工具发送请求来创建记录。
创建一条记录

注意:

PUT 和 POST 都可以创建记录。

POST:如果不指定 id,自动生成 id。如果指定 id,则修改这条记录,并新增版本号。

PUT:必须指定 id,如果没有这条记录,则新增,如果有,则更新。

4.3 查询文档

请求:http://192.168.56.10:9200/member/external/2

Reposne:
{
    "_index": "member",   //在哪个索引
    "_type": "external",  //在那个类型
    "_id": "2",           //记录 id
    "_version": 7,        //版本号
    "_seq_no": 9,         //并发控制字段,每次更新就会+1,用来做乐观锁
    "_primary_term": 1,   //同上,主分片重新分配,如重启,就会变化
    "found": true,
    "_source": { //真正的内容
        "name": "jay huang"
 }
}
复制代码

_seq_no 用作乐观锁

每次更新完数据后,_seq_no 就会+1,所以可以用作并发控制。

当更新记录时,如果_seq_no 与预设的值不一致,则表示记录已经被至少更新了一次,不允许本次更新。

用法如下:

请求更新记录 2: http://192.168.56.10:9200/member/external/2?if_seq_no=9&&if_primary_term=1
返回结果:
{
    "_index": "member",
    "_type": "external",
    "_id": "2",
    "_version": 9,
    "result": "updated",
    "_shards": {
        "total": 2,
        "successful": 1,
        "failed": 0
    },
    "_seq_no": 11,
    "_primary_term": 1
}
复制代码

_seq_no 等于 10,且_primary_term=1 时更新数据,执行一次请求后,再执行上面的请求则会报错:版本冲突

{
    "error": {
        "root_cause": [
 {
                "type": "version_conflict_engine_exception",
                "reason": "[2]: version conflict, required seqNo [10], primary term [1]. current document has seqNo [11] and primary term [1]",
                "index_uuid": "CX6uwPBKRByWpuym9rMuxQ",
                "shard": "0",
                "index": "member"
 }
        ],
        "type": "version_conflict_engine_exception",
        "reason": "[2]: version conflict, required seqNo [10], primary term [1]. current document has seqNo [11] and primary term [1]",
        "index_uuid": "CX6uwPBKRByWpuym9rMuxQ",
        "shard": "0",
        "index": "member"
    },
    "status": 409
}
复制代码

4.4 更新文档

  • 用法

POST 带 _update 的更新操作,如果原数据没有变化,则 repsonse 中的 result 返回 noop ( 没有任何操作 ) ,version 也不会变化。

请求体中需要用 doc 将请求数据包装起来。

POST 请求:http://192.168.56.10:9200/member/external/2/_update
{
    "doc":{
        "name":"jay huang"
 }
}
响应:
{
    "_index": "member",
    "_type": "external",
    "_id": "2",
    "_version": 12,
    "result": "noop",
    "_shards": {
        "total": 0,
        "successful": 0,
        "failed": 0
    },
    "_seq_no": 14,
    "_primary_term": 1
}
复制代码

使用场景:对于大并发更新,建议不带 _update。对于大并发查询,少量更新的场景,可以带_update,进行对比更新。

  • 更新时增加属性

    请求体中增加 age 属性

http://192.168.56.10:9200/member/external/2/_update
request:
{
    "doc":{
        "name":"jay huang",
        "age": 18
 }
}
response:
{
    "_index": "member",
    "_type": "external",
    "_id": "2",
    "_version": 13,
    "result": "updated",
    "_shards": {
        "total": 2,
        "successful": 1,
        "failed": 0
    },
    "_seq_no": 15,
    "_primary_term": 1
}
复制代码

4.5 删除文档和索引

  • 删除文档
DELETE 请求:http://192.168.56.10:9200/member/external/2
response:
{
    "_index": "member",
    "_type": "external",
    "_id": "2",
    "_version": 2,
    "result": "deleted",
    "_shards": {
        "total": 2,
        "successful": 1,
        "failed": 0
    },
    "_seq_no": 1,
    "_primary_term": 1
}
复制代码
  • 删除索引
DELETE 请求:http://192.168.56.10:9200/member
repsonse:
{
    "acknowledged": true
}
复制代码
  • 没有删除类型的功能

4.6 批量导入数据

使用 kinaba 的 dev tools 工具,输入以下语句

POST /member/external/_bulk
{"index":{"_id":"1"}}
{"name":"Jay Huang"}
{"index":{"_id":"2"}}
{"name":"Jackson Huang"}
复制代码

执行结果如下图所示:

批量插入数据
  • 拷贝官方样本数据

    https://raw.githubusercontent.com/elastic/elasticsearch/master/docs/src/test/resources/accounts.json
    复制代码
    官方样本数据
  • 在 kibana 中执行脚本

POST /bank/account/_bulk
{"index":{"_id":"1"}}
{"account_number":1,"balance":39225,"firstname":"Amber","lastname":"Duke","age":32,"gender":"M","address":"880 Holmes Lane","employer":"Pyrami","email":"amberduke@pyrami.com","city":"Brogan","state":"IL"}
{"index":{"_id":"6"}}
......
复制代码
批量插入样本数据的执行结果
  • 查看所有索引

    查看所有索引

可以从返回结果中看到 bank 索引有 1000 条数据,占用了 440.2kb 存储空间。

五、高阶检索玩法

5.1 两种查询方式

5.1.1 URL 后接参数

GET bank/_search?q=*&sort=account_number: asc
复制代码

``/_search?q=*&sort=account_number: asc

查询出所有数据,共 1000 条数据,耗时 1ms,只展示 10 条数据 ( ES 分页 )

URL 后接参数

属性值说明:

took – ES 执行搜索的时间 ( 毫秒 )
timed_out – ES 是否超时
_shards – 有多少个分片被搜索了,以及统计了成功/失败/跳过的搜索的分片
max_score – 最高得分
hits.total.value - 命中多少条记录
hits.sort - 结果的排序 key 键,没有则按 score 排序
hits._score - 相关性得分
参考文档:
https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/getting-started-search.html
复制代码

5.1.2 URL 加请求体进行检索 ( QueryDSL )

请求体中写查询条件

语法:

GET bank/_search
{
  "query":{"match_all": {}},
  "sort": [
    {"account_number": "asc" }
 ]
}
复制代码

示例:查询出所有,先按照 accout_number 升序排序,再按照 balance 降序排序

URL 加请求体进行检索

5.2 详解 QueryDSL 查询

DSL: Domain Specific Language

5.2.1 全部匹配 match_all

示例:查询所有记录,按照 balance 降序排序,只返回第 11 条记录到第 20 条记录,只显示 balance 和 firstname 字段。

GET bank/_search
{
  "query": {
    "match_all": {}
  },
  "sort": [
 {
      "balance": {
        "order": "desc"
 }
 }
  ],
  "from": 10,
  "size": 10,
  "_source": ["balance", "firstname"]
}
复制代码

5.2.2 匹配查询 match

  • 基本类型 ( 非字符串 ) ,精确匹配
GET bank/_search
{
  "query": {
    "match": {"account_number": "30"}
 }
}
复制代码
  • 字符串,全文检索
GET bank/_search
{
  "query": {
    "match": {
      "address": "mill road"
 }
 }
}
复制代码
字符串全文检索

全文检索按照评分进行排序,会对检索条件进行分词匹配。

查询 address 中包含 mill 或者 road 或者 mill road 的所有记录,并给出相关性得分。

查到了 32 条记录,最高的一条记录是 Address = "990 Mill Road",得分:8.926605. Address="198 Mill Lane" 评分 5.4032025,只匹配到了 Mill 单词。

5.2.3 短语匹配 match_phase

将需要匹配的值当成一个整体单词 ( 不分词 ) 进行检索

GET bank/_search
{
  "query": {
    "match_phrase": {
      "address": "mill road"
 }
 }
}
复制代码

查出 address 中包含 mill road 的所有记录,并给出相关性得分

5.2.4 多字段匹配 multi_match

GET bank/_search
{
  "query": {
    "multi_match": {
      "query": "mill land",
      "fields": [
        "state",
        "address"
 ]
 }
 }
}
复制代码

multi_match 中的 query 也会进行分词。

查询 state 包含 millland 或者 address 包含 millland 的记录。

5.2.5 复合查询 bool

复合语句可以合并任何其他查询语句,包括复合语句。复合语句之间可以相互嵌套,可以表达复杂的逻辑。

搭配使用 must,must_not,should

must: 必须达到 must 指定的条件。 ( 影响相关性得分 )

must_not: 必须不满足 must_not 的条件。 ( 不影响相关性得分 )

should: 如果满足 should 条件,则可以提高得分。如果不满足,也可以查询出记录。 ( 影响相关性得分 )

示例:查询出地址包含 mill,且性别为 M,年龄不等于 28 的记录,且优先展示 firstname 包含 Winnie 的记录。

GET bank/_search
{
  "query": {
    "bool": {
      "must": [
 {
          "match": {
            "address": "mill"
 }
        },
 {
          "match": {
            "gender": "M"
 }
 }
      ],
      "must_not": [
 {
          "match": {
            "age": "28"
 }
 }
      ],
      "should": [
 {
          "match": {
            "firstname": "Winnie"
 }
 }
 ]
 }
 }
}
复制代码

5.2.6 filter 过滤

不影响相关性得分,查询出满足 filter 条件的记录。

在 bool 中使用。

GET bank/_search
{
  "query": {
    "bool": {
      "filter": [
 {
          "range": {
            "age": {
              "gte":18,
              "lte":40
 }
 }
 }
 ]
 }
 }
}
复制代码

5.2.7 term 查询

匹配某个属性的值。

全文检索字段用 match,其他非 text 字段匹配用 term

keyword:文本精确匹配 ( 全部匹配 )

match_phase:文本短语匹配

非 text 字段精确匹配
GET bank/_search
{
  "query": {
    "term": {
      "age": "20"
 }
 }
}
复制代码

5.2.8 aggregations 聚合

聚合:从数据中分组和提取数据。类似于 SQL GROUP BY 和 SQL 聚合函数。

Elasticsearch 可以将命中结果和多个聚合结果同时返回。

聚合语法:

"aggregations" : {
    "<聚合名称 1>" : {
        "<聚合类型>" : {
            <聚合体内容>
        }
        [,"元数据" : {  [<meta_data_body>] }]?
        [,"aggregations" : { [<sub_aggregation>]+ }]?
    }
    [,"聚合名称 2>" : { ... }]*
}
复制代码
  • 示例 1:搜索 address 中包含 big 的所有人的年龄分布 ( 前 10 条 ) 以及平均年龄,以及平均薪资
GET bank/_search
{
  "query": {
    "match": {
      "address": "mill"
 }
  },
  "aggs": {
    "ageAggr": {
      "terms": {
        "field": "age",
        "size": 10
       }
    },
    "ageAvg": {
      "avg": {
        "field": "age"
      }
    },
    "balanceAvg": {
      "avg": {
        "field": "balance"
      }
   }
 }
}
复制代码

检索结果如下所示:

hits 记录返回了,三种聚合结果也返回了,平均年龄 34 随,平均薪资 25208.0,品骏年龄分布:38 岁的有 2 个,28 岁的有一个,32 岁的有一个

示例 1

如果不想返回 hits 结果,可以在最后面设置 size:0

GET bank/_search
{
  "query": {
    "match": {
      "address": "mill"
 }
  },
  "aggs": {
    "ageAggr": {
      "terms": {
        "field": "age",
        "size": 10
      }
    }
  },
  "size": 0
}
复制代码
  • 示例 2:按照年龄聚合,并且查询这些年龄段的平均薪资

从结果可以看到 31 岁的有 61 个,平均薪资 28312.9,其他年龄的聚合结果类似。

示例 2
  • 示例 3:按照年龄分组,然后将分组后的结果按照性别分组,然后查询出这些分组后的平均薪资
GET bank/_search
{
  "query": {
    "match_all": {
 }
  },
  "aggs": {
    "ageAggr": {
      "terms": {
        "field": "age",
        "size": 10
      },
      "aggs": {
        "genderAggr": {
          "terms": {
            "field": "gender.keyword",
            "size": 10
          },
          "aggs": {
            "balanceAvg": {
              "avg": {
                "field": "balance"
          }
        }
      }
    }
  }
 }
  },
  "size": 0
}
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从结果可以看到 31 岁的有 61 个。其中性别为 M 的 35 个,平均薪资 29565.6,性别为 F 的 26 个,平均薪资 26626.6。其他年龄的聚合结果类似。

聚合结果

5.2.9 Mapping 映射

Mapping 是用来定义一个文档 ( document ) ,以及它所包含的属性 ( field ) 是如何存储和索引的。

  • 定义哪些字符串属性应该被看做全文本属性 ( full text fields )
  • 定义哪些属性包含数字,日期或地理位置
  • 定义文档中的所有属性是否都能被索引 ( _all 配置 )
  • 日期的格式
  • 自定义映射规则来执行动态添加属性

Elasticsearch7 去掉 tpye 概念:

关系型数据库中两个数据库表示是独立的,即使他们里面有相同名称的列也不影响使用,但 ES 中不是这样的。elasticsearch 是基于 Lucence 开发的搜索引擎,而 ES 中不同 type 下名称相同的 field 最终在 Lucence 中的处理方式是一样的。

为了区分不同 type 下的同一名称的字段,Lucence 需要处理冲突,导致检索效率下降

ES7.x 版本:URL 中的 type 参数为可选。

ES8.x 版本:不支持 URL 中的 type 参数

所有类型可以参考文档:www.elastic.co/guide/en/el…

  • 查询索引的映射

如查询 my-index 索引的映射

GET /my-index/_mapping
返回结果:
{
  "my-index" : {
    "mappings" : {
      "properties" : {
        "age" : {
          "type" : "integer"
        },
        "email" : {
          "type" : "keyword"
        },
        "employee-id" : {
          "type" : "keyword",
          "index" : false
        },
        "name" : {
          "type" : "text"
      }
    }
  }
 }
}
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  • 创建索引并指定映射

如创建 my-index 索引,有三个字段 age,email,name,指定类型为 interge, keyword, text

PUT /my-index
{
  "mappings": {
    "properties": {
      "age": { "type": "integer" },
      "email": { "type": "keyword"  },
      "name": { "type": "text" }
    }
 }
返回结果:
{
  "acknowledged" : true,
  "shards_acknowledged" : true,
  "index" : "my-index"
}

复制代码
  • 添加新的字段映射

如在 my-index 索引里面添加 employ-id 字段,指定类型为 keyword

PUT /my-index/_mapping
{
  "properties": {
    "employee-id": {
      "type": "keyword",
      "index": false
    }
 }
}
复制代码
  • 更新映射

我们不能更新已经存在的映射字段,必须创建新的索引进行数据迁移。

  • 数据迁移

POST _reindex
{
  "source": {
    "index": "twitter"
  },
  "dest": {
    "index": "new_twitter"
 }
}
复制代码

六、中文分词

ES 内置了很多种分词器,但是对中文分词不友好,所以我们需要借助第三方中文分词工具包。

6.1 ES 中的分词的原理

6.1.1 ES 的分词器概念

ES 的一个分词器 ( tokenizer ) 接收一个字符流,将其分割为独立的词元 ( tokens ) ,然后输出词元流。

ES 提供了很多内置的分词器,可以用来构建自定义分词器 ( custom ananlyzers )

6.1.2 标准分词器原理

比如 stadard tokenizer 标准分词器,遇到空格进行分词。该分词器还负责记录各个词条 ( term ) 的顺序或 position 位置 ( 用于 phrase 短语和 word proximity 词近邻查询 ) 。每个单词的字符偏移量 ( 用于高亮显示搜索的内容 ) 。

6.1.3 英文和标点符号分词示例

查询示例如下:

POST _analyze
{
  "analyzer": "standard",
  "text": "Do you know why I want to study ELK? 2 3 33..."
}
复制代码

查询结果:

do, you, know, why, i, want, to, study, elk, 2,3,33
复制代码

从查询结果可以看到:

(1)标点符号没有分词。

(2)数字会进行分词。

英文句子分词

6.1.4 中文分词示例

但是这种分词器对中文的分词支持不友好,会将词语分词为单独的汉字。比如下面的示例会将 悟空聊架构 分词为 ,,,,,期望分词为 悟空架构

POST _analyze
{
  "analyzer": "standard",
  "text": "悟空聊架构"
}
复制代码
中文分词悟空聊架构

我们可以安装 ik 分词器来更加友好的支持中文分词。

6.2 安装 ik 分词器

6.2.1 ik 分词器地址

ik 分词器地址:

https://github.com/medcl/elasticsearch-analysis-ik/releases
复制代码

先检查 ES 版本,我安装的版本是 7.4.2,所以我们安装 ik 分词器的版本也选择 7.4.2

http://192.168.56.10:9200/
{
  "name" : "8448ec5f3312",
  "cluster_name" : "elasticsearch",
  "cluster_uuid" : "xC72O3nKSjWavYZ-EPt9Gw",
  "version" : {
    "number" : "7.4.2",
    "build_flavor" : "default",
    "build_type" : "docker",
    "build_hash" : "2f90bbf7b93631e52bafb59b3b049cb44ec25e96",
    "build_date" : "2019-10-28T20:40:44.881551Z",
    "build_snapshot" : false,
    "lucene_version" : "8.2.0",
    "minimum_wire_compatibility_version" : "6.8.0",
    "minimum_index_compatibility_version" : "6.0.0-beta1"
  },
  "tagline" : "You Know, for Search"
}
复制代码
选择 ik 分词器

6.2.2 安装 ik 分词器的方式

6.2.2.1 方式一:容器内安装 ik 分词器

  • 进入 es 容器内部 plugins 目录
docker exec -it <容器 id> /bin/bash
复制代码
  • 获取 ik 分词器压缩包
wget https://github.com/medcl/elasticsearch-analysis-ik/releases/download/v7.4.2/elasticsearch-analysis-ik-7.4.2.zip
复制代码
  • 解压缩 ik 压缩包
unzip 压缩包
复制代码
  • 删除下载的压缩包
rm -rf *.zip
复制代码

6.2.2.2 方式二:映射文件安装 ik 分词器

进入到映射文件夹

cd /mydata/elasticsearch/plugins
复制代码

下载安装包

wget https://github.com/medcl/elasticsearch-analysis-ik/releases/download/v7.4.2/elasticsearch-analysis-ik-7.4.2.zip
复制代码
  • 解压缩 ik 压缩包
unzip 压缩包
复制代码
  • 删除下载的压缩包
rm -rf *.zip
复制代码

6.2.2.3 方式三:Xftp 上传压缩包到映射目录

先用 XShell 工具连接虚拟机 ( 操作步骤可以参考之前写的文章 [02. 快速搭建 Linux 环境-运维必备] ( www.jayh.club/#/05. 安装部署篇/01. 环境搭建篇 )) ,然后用 Xftp 将下载好的安装包复制到虚拟机。

Xftp 上传压缩包

6.3 解压 ik 分词器到容器中

  • 如果没有安装 unzip 解压工具,则安装 unzip 解压工具。
apt install unzip
复制代码
  • 解压 ik 分词器到当前目录的 ik 文件夹下。

命令格式:unzip <ik 分词器压缩包>

实例:

unzip ELK-IKv7.4.2.zip -d ./ik
复制代码
解压 ik 分词器
  • 修改文件夹权限为可读可写。
chmod -R 777 ik/
复制代码
  • 删除 ik 分词器压缩包
rm ELK-IKv7.4.2.zip
复制代码

6.4 检查 ik 分词器安装

  • 进入到容器中
docker exec -it <容器 id> /bin/bash
复制代码
  • 查看 Elasticsearch 的插件
elasticsearch-plugin list
复制代码

结果如下,说明 ik 分词器安装好了。是不是很简单。

ik
复制代码
ik 分词器插件

然后退出 Elasticsearch 容器,并重启 Elasticsearch 容器

exit
docker restart elasticsearch
复制代码

6.5 使用 ik 中文分词器

ik 分词器有两种模式

  • 智能分词模式 ( ik_smart )

  • 最大组合分词模式 ( ik_max_word )

我们先看下 智能分词 模式的效果。比如对于 一颗小星星 进行中文分词,得到的两个词语:一颗小星星

我们在 Dev Tools Console 输入如下查询

POST _analyze
{
  "analyzer": "ik_smart",
  "text": "一颗小星星"
}
复制代码

得到如下结果,被分词为 一颗和小星星。

一颗小星星分词结果

再来看下 最大组合分词模式。输入如下查询语句。

POST _analyze
{
  "analyzer": "ik_max_word",
  "text": "一颗小星星"
}
复制代码

一颗小星星 被分成了 6 个词语:一颗、一、颗、小星星、小星、星星。

一颗小星星分词结果

我们再来看下另外一个中文分词。比如搜索悟空哥聊架构,期望结果:悟空哥、聊、架构三个词语。

实际结果:悟、空哥、聊、架构四个词语。ik 分词器将悟空哥分词了,认为 空哥 是一个词语。所以需要让 ik 分词器知道 悟空哥 是一个词语,不需要拆分。那怎么办做呢?

悟空哥聊架构分词

6.5 自定义分词词库

6.5.1 自定义词库的方案

  • 方案

    新建一个词库文件,然后在 ik 分词器的配置文件中指定分词词库文件的路径。可以指定本地路径,也可以指定远程服务器文件路径。这里我们使用远程服务器文件的方案,因为这种方案可以支持热更新 ( 更新服务器文件,ik 分词词库也会重新加载 ) 。

  • 修改配置文件

ik 分词器的配置文件在容器中的路径:

/usr/share/elasticsearch/plugins/ik/config/IKAnalyzer.cfg.xml。
复制代码

修改这个文件可以通过修改映射文件,文件路径:

/mydata/elasticsearch/plugins/ik/config/IKAnalyzer.cfg.xml
复制代码

编辑配置文件:

vim /mydata/elasticsearch/plugins/ik/config/IKAnalyzer.cfg.xml
复制代码

配置文件内容如下所示:

<?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">custom/mydict.dic;custom/single_word_low_freq.dic</entry>
     <!--用户可以在这里配置自己的扩展停止词字典-->
    <entry key="ext_stopwords">custom/ext_stopword.dic</entry>
     <!--用户可以在这里配置远程扩展字典 -->
    <entry key="remote_ext_dict">location</entry>
     <!--用户可以在这里配置远程扩展停止词字典-->
    <entry key="remote_ext_stopwords">http://xxx.com/xxx.dic</entry>
</properties>
复制代码

修改配置 remote_ext_dict 的属性值,指定一个 远程网站文件的路径,比如 www.xxx.com/ikwords.tex…

这里我们可以自己搭建一套 nginx 环境,然后把 ikwords.text 放到 nginx 根目录。

6.5.2 搭建 nginx 环境

方案:首先获取 nginx 镜像,然后启动一个 nginx 容器,然后将 nginx 的配置文件拷贝到根目录,再删除原 nginx 容器,再用映射文件夹的方式来重新启动 nginx 容器。

  • 通过 docker 容器安装 nginx 环境。
docker run -p 80:80 --name nginx -d nginx:1.10
复制代码
  • 拷贝 nginx 容器的配置文件到 mydata 目录的 conf 文件夹
cd /mydata
docker container cp nginx:/etc/nginx ./conf
复制代码
  • mydata 目录 里面创建 nginx 目录
mkdir nginx
复制代码
  • 移动 conf 文件夹到 nginx 映射文件夹
mv conf nginx/
复制代码
  • 终止并删除原 nginx 容器
docker stop nginx
docker rm <容器 id>
复制代码
  • 启动新的容器
docker run -p 80:80 --name nginx \
-v /mydata/nginx/html:/usr/share/nginx/html \
-v /mydata/nginx/logs:/var/log/nginx \
-v /mydata/nginx/conf:/etc/nginx \
-d nginx:1.10
复制代码
  • 访问 nginx 服务
192.168.56.10
复制代码

报 403 Forbidden, nginx/1.10.3 则表示 nginx 服务正常启动。403 异常的原因是 nginx 服务下没有文件。

  • nginx 目录新建一个 html 文件
cd /mydata/nginx/html
vim index.html
hello passjava
复制代码
  • 再次访问 nginx 服务

    浏览器打印 hello passjava。说明访问 nginx 服务的页面没有问题。

  • 创建 ik 分词词库文件

cd /mydata/nginx/html
mkdir ik
cd ik
vim ik.txt
复制代码

填写 悟空哥,并保存文件。

  • 访问词库文件
http://192.168.56.10/ik/ik.txt
复制代码

浏览器会输出一串乱码,可以先忽略乱码问题。说明词库文件可以访问到。

  • 修改 ik 分词器配置
cd /mydata/elasticsearch/plugins/ik/config
vim IKAnalyzer.cfg.xml
复制代码
修改 ik 分词器配置
  • 重启 elasticsearch 容器并设置每次重启机器后都启动 elasticsearch 容器。
docker restart elasticsearch
docker update elasticsearch --restart=always
复制代码
  • 再次查询分词结果

可以看到 悟空哥聊架构 被拆分为 悟空哥架构 三个词语,说明自定义词库中的 悟空哥 有作用。

自定义词库后的分词结果

七、写在最后

中篇和下篇继续肝,加油冲呀!

  • 中篇: 实战 ES 应用。
  • 下篇: ES 的集群部署。
免责声明:文章版权归原作者所有,其内容与观点不代表Unitimes立场,亦不构成任何投资意见或建议。

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