ES3：ElasticSearch 索引

这是ElasticSearch系列的第三篇：

第一篇：ES1：Windows下安装ElasticSearch

第二篇：ES2：ElasticSearch 集群配置

第三篇：ES3：ElasticSearch 索引

ElasticSearch是文档型数据库，索引（Index）定义了文档的逻辑存储和字段类型，每个索引可以包含多个文档类型，文档类型是文档的集合，文档以索引定义的逻辑存储模型，比如，指定分片和副本的数量，配置刷新频率，分配分析器等，存储在索引中的海量文档分布式存储在ElasticSearch集群中。

ElasticSearch是基于Lucene框架的全文搜索引擎，将所有文档的信息写入到倒排索引（Inverted Index）的数据结构中，倒排索引建立的是索引中词和文档之间的映射关系，在倒排索引中，数据是面向词（Term）而不是面向文档的。

ElasticSearch的对象模型，跟关系型数据库模型相比：

• 索引（Index）：相当于数据库，用于定义文档类型的存储；在同一个索引中，同一个字段只能定义一个数据类型；
• 文档类型（Type）：相当于关系表，用于描述文档中的各个字段的定义；不同的文档类型，能够存储不同的字段，服务于不同的查询请求；
• 文档（Document）：相当于关系表的数据行，存储数据的载体，包含一个或多个存有数据的字段； 字段（Field）：文档的一个Key/Value对；
• 词（Term）：表示文本中的一个单词；
• 标记（Token）：表示在字段中出现的词，由该词的文本、偏移量（开始和结束）以及类型组成；

索引是由段（Segment）组成的，段不是实时更新的，这意味着，在建立索引时，一个段写入磁盘后，就不再被更新。被删除文档的信息存储在一个单独的文件中，在搜索数据时，ElasticSearch首先从段中查询，再从查询结果中过滤被删除的文档，这意味着，段中存储未被删除文档”的密度降低。多个段可以通过段合并（Segment Merge）操作把”已删除的文档将从段中物理删除，将未删除的文档合并成一个新段，新段中没有已删除文档”，因此，段合并操作能够提高索引的查找速度，但段合并是IO密集型的，需要消耗大量的IO操作。

一，创建索引

在创建索引之前，首先了解RESTful API的调用风格，在管理和使用ElasticSearch服务时，常用的HTTP动词有下面五个：

• GET 请求：获取服务器中的对象 相当于SQL的Select命令
• GET /blogs：列出所有博客

POST 请求：在服务器上更新对象

• 相当于SQL的Update命令
• POST /blogs/ID：更新指定的博客

PUT 请求：在服务器上创建对象

• 相当于SQL的Create命令
• PUT /blogs/ID：新建一个博客　　

DELETE 请求：删除服务器中的对象

• 相当于SQL的Delete命令
• DELETE /blogs/ID：删除指定的博客

HEAD 请求：仅仅用于获取对象的基础信息

1，禁用自动创建索引

推荐设置：在全局配置文件 elasticsearch.yml 中，禁用自动创建索引：

action.auto_create_index:false

2，手动创建索引

创建索引的语法是：PUT http://host:port/index_name/  + index_configuration

其中，index_name是创建的索引的名字，indiex_configuration是向ElasticSearch服务器传递的请求负载的主体，数据格式是json，用于定义索引的配置信息：映射节（mappings）和配置节（settings）。

在创建索引时，需要精心设计索引的映射节（mappings）和配置节（settings），本例创建blog索引和articles文档类型，创建索引的语法是：

PUT http://localhost:9200/blog/

下文详细介绍ElasticSearch索引的配置信息

二，索引映射节（mappings）

1，索引结构

索引是由文档类型构成的，在mappings字段中定义索引的文档类型，示例代码中为blog索引定义了三个文档类型：articles，followers和comments

{  
   "mappings":{  
      "articles":{ },
      "followers":{ },
      "comments":{ }
   }
}

2，文档属性

文档属性定义了文档类型的共用属性，适用于文档的所有字段:

• numeric_detection属性：检查文本的值，以确定该文本是否为数字类型，默认值为false；
• dynamic_date_formats属性：该属性定义可以识别的日期格式列表；
• dynamic属性：默认值为true，允许向文档类型中加入字段，推荐设置为false，关闭ElasticSearch自动类型检测，同时关闭自动添加字段；文档类型的所有字段必须显式定义，在properties字段中未定义的字段都将会ElasticSearch忽略。

{  
   "mappings":{  
      "articles":{  
         "numeric_detection":false,
         "dynamic":false,
         "dynamic_date_formats":["yyyy-MM-dd hh:mm:ss", "yyyy-MM-dd" ],
         "properties":{  
            "id":{},
            "title":{},
            "author":{},
            "content":{},
            "postedat":{}
         }
      }
   }
}

三，文档的字段属性

1，字段的数据类型

字段的数据类型由字段的属性type指定，ElasticSearch支持的基础数据类型主要有：

• 字符串类型：string；
• 数值类型：字节（byte）、2字节（short）、4字节（integer）、8字节（long）、float、double；
• 布尔类型：boolean，值是true或false；
• 时间/日期类型：date，用于存储日期和时间；
• 二进制类型：binary；
• IP地址类型：ip，以字符串形式存储IPv4地址；
• 特殊数据类型：token_count，用于存储索引的字数信息

在文档类型的properties属性中，定义字段的type属性，指定字段的数据类型：

"properties":{  
            "id":{"type":"long"},

2，字段的公共属性

• index_name：该属性定义字段的别名，该别名会存储在索引中；默认值是字段的名称。
• index：编入索引，该属性共有三个有效值：analyzed、no和not_analyzed： analyzed：表示该字段将会被ES引擎分析，产生token，能够使用全文搜索；
• not_analyzed：表示该字段不会被分析，使用原始值编入索引；
• no：无法搜索该字段；

其中analyzed是分析，分解的意思，默认值是analyzed，表示将该字段编入索引，以供搜索。 store：该属性值是boolean，指定是否将字段的原始值写入索引，默认值是no boost：助推，默认值是1，定义了字段在文档中的重要性/权重； copy_to：该属性指定一个字段Field1，字段Field1的值将会被复制到当前字段； include_in_all：该属性指定当前字段是否包括在_all字段中，默认值是ture，所有的字段都会包含_all字段中；如果index=no，那么属性include_in_all无效，这意味着当前字段无法包含在_all字段中。

3，字符串类型常用的其他属性

• analyzer：该属性定义用于建立索引和搜索的分线器名称，默认值是全局定义的分析器名称
• index_analyzer：该属性定义用于建立索引的分析器名称；
• search_analyzer：该属性定义的分析器，用于处理发送到特定字段的查询字符串；
• index_options：索引选项

分析器(analyzer)属性，可以引用在配置结点（settings）中自定义的分析器

4，数值类型的其他属性

• precision_step：该属性指定为数值字段每个值生成的term数量，值越低，产生的term数量越高，范围查询越快，索引越大，默认值是4；
• ignore_malformed：忽略错误格式，默认值是false，不忽略错误格式；

5，日期类型的其他属性

• format：指定日期的格式，例如：”yyyy-MM-dd hh:mm:ss
• precision_step：该属性指定为数值字段每个值生成的term数量，值越低，产生的term数量越高，范围查询越快，索引越大，默认值是4；
• ignore_malformed：忽略错误格式，默认值是false，不忽略错误格式；

6，多字段（fields）

在fields属性中定义一个或多个字段，该字段的值和当前字段值相同，可以设置一个字段用于搜索，一个字段用于排序等。

"properties":
{  
    "id":{  "type":"long",
         "fields":{  "id2":{"type":"long","index":"not_analyzed"} }
      },

7，信息格式（postings_format）

postings_format属性用于为字段指定信息格式：

• default：使用字段的默认信息格式，提供了实时的对存储字段和词向量的压缩功能
• pulsing：将高基数字段的信息列表编码为词条矩阵，加快查询速度；
• direct：在读操作过程中将词条加载到矩阵中，能够提升常用字段的性能，但是内存消耗较大；
• memory：将所有的数据写入硬盘，并将数据读取到内存中；
• bloom_default和bloom_pulsing分别是default 和 pulsing的扩展，增加了bloom过滤器；

8，文档值格式（doc_values_format） 

文档值格式（doc_values_format），该属性定义字段的值被写入到具有较高内存效率的列式结构，以便进行高效的排序和聚合搜索。使用文档值的字段将有专属的字段数据缓存实例，无需像普通字段一样倒排。

文档值格式的有效值：

• default：当未指定文档值格式时，使用默认格式，使用少量内存；
• disk：将字段数据存储在硬盘中，几乎不需要内存，在执行排序和聚合操作时，性能略有降低；由于字段数据存储在硬盘上，从而节省JVM堆内存空间；
• memory：将字段数据存储在内存中，在执行排序和聚合操作时，和倒排索引字段的功能不相上下，由于这种数据结构存储在内存中，索引的刷新速度更快；

配置字段的文档值格式：

"properties":{  
     "id":{  
               "type":"int","doc_values_format":"memory"
           },

四，附加字段

1，文档类型字段

_type 字段：用于表示文档类型，默认情况下，文档的类型会编入索引，但不会被分析，也不会被存储

{  
   "articles":{  
      "_type":{  
         "store":"yes"
      },

2，文档标识字段

• _uid 字段是所有文档的唯一标识符，由该文档的id和文档类型组成；
• _id 字段是文档的标识，该字段在同一个文档类型中唯一标识一个稳定；
• path属性，指定从文档中的一个字段中获取标识符，将path设置为”article_id，将该字段的值作为_id字段的值。

配置文档的标识值：

{  
   "articles":{ "_id":{  
         "index":"not_analyzed",
         "store":"no",
         "path":"article_id"
      }
   }
}

3，_all 字段

ElasticSearch使用_all字段存储其他字段的数据以便搜索，默认情况下，_all字段是启用的，包含了索引中所有字段的数据，然而这一字段使索引变大，如果不需要，请禁用该字段，或排除某些字段。为了在_all字段中不包括某个特定字段，在字段中设置”include_in_all属性为false。

禁用_all字段，需要修改映射配置：

{  
   "articles":{  "_all":{  
         "enable":"false"
      }
   }
}

4，_source 字段

_source字段表示在生成索引的过程中，存储发送到ElasticSearch的原始JSON文档，默认情况下，该字段会被启用，因为索引的局部更新功能依赖该字段。

{  
   "articles":{  
      "_source":{  
         "enable":"false"
      }
   }
}

{  
   "articles":{  
      "_source":{  
         "excludes":["Content","Comments"]
      }
   }
}

5，_index 字段

_index 字段用于存储索引的信息，通过该字段，能够返回文档存储在那个索引中，默认情况下，该字段是禁用的。

{  
   "articles":{  
      "_index":{  
         "enable":"true"
      }
   }
}

6，_routing 字段

在路由字段（_routing）中设置一个字段值，使用该值作为路由值。

{  
   "articles":{  
      "_routing":{  
         "required":"true",
         "path":"ariticle_id"
      }
   }
}

五，索引配置节（settings）

1，配置索引的分片和副本数量

ElasticSearch索引是有一个或多个分片组成的，每个分片是索引的一个水平分区，包含了文档数据的一部分；每个分片有0，1或多个副本，分片的副本和分片存储相同的数据。

示例代码，为索引创建5个分片，分片没有副本：

"settings":{
    "number_of_shards":5,
    "number_of_replicas":0,

2，配置分析器（analyzer）

在配置结点的analysis属性中配置分析器，参考官方文档了解更多，

分词器（tokenizer）是系统预定义的，常用的分词器是：

• standard：默认值，用于大多数欧洲语言的标准分词器
• simple：基于非字母字符来分词，并将其转化为小写形式
• whitespace：基于空格来分词
• stop：除了simple的所有功能，还能基于停用词（stop words）过滤数据；
• pattern：使用正则表达式分词；
• snowball：除了standard提供的分词功能之外，还提供词干提取功能；

过滤器是系统预定义的，常用的过滤器是:

• asciifolding
• lowercase
• kstem

在配置结点中，自定义分析器（analyzer）示例代码：

{  
   "settings":{  
      "index":{  
         "analysis":{  
            "analyzer":{  
               "myanalyzer_name":{  
                  "tokenizer":"standard",
                  "filter":[  
                     "asciifolding",
                     "lowercase",
                     "ourEnglishFilter"
                  ]
               }
            },
            "filter":{  
               "ourEnglishFilter":{  
                  "type":"kstem"
               }
            }
         }
      }
   }
}

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六，删除索引

删除索引的语法是: DELETE http://localhost:9200/blog

七，更新索引

索引的更新分为逐个文档的更新和批量文档更新：

1，单个文档（Individual Document）的更新

单个文档更新的语法是：POST http://localhost:9200/blog/articles/1 +文档对象的JSON数据

POST http://localhost:9200/blog/articles/1

文档对象的JSON数据示例如下：

{  
   "id":1,
   "title":"Elasticsearch index",
   "Author":"悦光阴",
   "content":"xxxxxxxxxxx",
   "postedat":"2017-03-14"
}

2，批量文档的更新（Bluk）

批量文档更新的语法是：POST http://localhost:9200/_bulk + 批量文档对象的JSON数据，在_bulk 端进行批量更新操作。

在传递的请求主体中，每一个请求分为两个JSON数据，第一个JSON数据包含操作说明的描述信息，第二个JSON数据包含文档对象：

{  
   "index":{  
      "_index":"blog",
      "_type":"ariticles",
      "_id":1
   }
}
{  
   "id":1,
   "title":"Elasticsearch index",
   "Author":"悦光阴",
   "content":"xxxxxxxxxxx",
   "postedat":"2017-03-14"
}
{  
   "index":{  
      "_index":"blog",
      "_type":"ariticles",
      "_id":2
   }
}
{  
   "id":2,
   "title":"Elasticsearch index",
   "Author":"悦光阴",
   "content":"xxxxxxxxxxx",
   "postedat":"2017-03-14"
}

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八，搜索索引

在_search端对文档数据进行搜索，索引搜索的语法非常复杂，ElasticSearch支持聚合查询和简单查询

1，按照路由搜索

路由可以控制文档和查询转发的目的分片，ElasticSearch计算路由字段的哈希值，对于相同的路由值，将产生相同的哈希值，分配到特定的分片上；如果在查询时，指定路由值，那么只需要搜索单个分片而不是整个索引，就能获取查询结果。

路由字段由文档类型的_routing属性定义，在查询时，使用routing参数来查找特定路由的文档：

GET http://localhost:9200/blog/_search?routing=1235&q=article_id=100

2，聚合和简单查询

下回分解

附：索引的配置文档

{  
   "settings":{  
      "number_of_shards":1,
      "number_of_replicas":0,
      "index":{  
         "analysis":{  
            "analyzer":{  
               "my_analyzer_name":{  
                  "tokenizer":"standard",
                  "filter":[  
                     "asciifolding",
                     "lowercase",
                     "ourEnglishFilter"
                  ]
               }
            },
            "filter":{  
               "ourEnglishFilter":{  
                  "type":"kstem"
               }
            }
         }
      }
   },
   "mappings":{  
      "doc_type_name":{  
         "_routing":{  
            "required":"true",
            "path":"doc_field1"
         },
         "_analyzer":{  
            "path":"doc_field2"
         },
         "_id":{  
            "path":"doc_field3"
         },
         "_type":{  
            "store":"yes"
         },
         "_all":{  
            "enable":"false"
         },
         "_source":{  
            "enable":"false"
         },
         "_idex":{  
            "enable":"true"
         },
         "number_detection":"true",
         "dynamic_date_formats":[  
            "yyyy-MM-dd"
         ],
         "dynamic":"false",
         "properties":{  
            "doc_string_fields":{  
               "type":"string",
               "store":"yes",
               "index":"analyzed",
               "fields":{  
                  "doc_string_field_other_name":{  
                     "type":"string",
                     "index":"no_analyzed"
                  }
               }
            }
         }
      }
   }
}

View Code

参考文档：

RESTful API 设计指南

理解RESTful架构