Elasticsearch学习笔记-DSL查询文档

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Elasticsearch学习笔记-DSL查询文档相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

Elasticsearch学习笔记-DSL查询文档

1.DSL查询分类

Elasticsearch提供了基于JSON的DSLDomain 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"
    }
  }
}

我们以查询所有为例,其中:

  • 查询类型为match_all
  • 没有查询条件
#查询所有
GET /hotel/_search
{
  "query": {
    "match_all": {
      
    }
  }
}

其它查询无非就是查询类型查询条件的变化

2.全文检查查询

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

注意:

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!

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"]
    }
  }
}

例子:

#match查询
GET /hotel/_search
{
  "query": {
    "match": {
      "all": "外滩如家"
    }
  }
}

#multi_match查询
GET /hotel/_search
{
  "query": {
    "multi_match": {
      "query": "外滩如家",
      "fields": ["brand","name","business"]
    }
  }
}

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字段搜索效果是一样的。

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。

2.3 总结

matchmulti_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

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

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"
      }
    }
  }
}

例子:

#term查询
GET /hotel/_search
{
  "query": {
    "term": {
      "city": {
        "value": "上海"
      }
    }
  }
}

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:

#range查询
GET /hotel/_search
{
  "query": {
    "range": {
      "price": {
        "gt": 249,
        "lte": 300
      }
    }
  }
}

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

常见的使用场景包括:

  • 携程:搜索我附近的酒店
  • 滴滴:搜索我附近的出租车
  • 微信:搜索我附近的人

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
        }
      }
    }
  }
}

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
    }
  }
}

例子:

我们先搜索陆家嘴附近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。

5.复合查询

复合查询: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

5.1 相关性算分(了解)

当我们利用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,我们搜索 “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",
    }
  }
]

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

5.2 算分函数查询

根据相关度打分是比较合理的需求,但有时候也不能够满足我们的需求。

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,而是谁给的钱多排名就越靠前:

(1)function score

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

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. 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)例子

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:

5.3 布尔查询

(1)定义

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
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)例子

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。

  • 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

最后喜欢的小伙伴,记得三连哦!😏🍭😘

以上是关于Elasticsearch学习笔记-DSL查询文档的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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