Writing bool queries
Version：5.x
英文原文地址：Writing bool queries
在使用查询 DSL 时，编写 bool 查询会很容易把代码变得冗长。举个栗子，使用一个包含两个 should 子句的 bool 查询
var searchResults = this.Client.Search<Project>(s => s
.Query(q => q
.Bool(b => b
.Should(
bs => bs.Term(p => p.Name, "x"),
bs => bs.Term(p => p.Name, "y")
)
)
)
);现在设想多层嵌套的 bool 查询，你会意识到这很快就会成为一个 hadouken（波动拳） 缩进的练习
Operator overloading
由于这个原因，NEST 引入了运算符重载，使得更容易去编写复杂的 bool 查询。这些重载的运算符是：
我们会示例来演示这几个运算符
Binary || operator
使用重载的二元 || 运算符，可以更简洁地表达含有 should 子句的 bool 查询
之前哈杜根的栗子现在变成了 Fluent API 的样子
var firstSearchResponse = client.Search<Project>(s => s
.Query(q => q
.Term(p => p.Name, "x") || q
.Term(p => p.Name, "y")
)
);使用 Object Initializer 语法
var secondSearchResponse = client.Search<Project>(new SearchRequest<Project>
{
Query = new TermQuery { Field = Field<Project>(p => p.Name), Value = "x" } ||
new TermQuery { Field = Field<Project>(p => p.Name), Value = "y" }
});两者都会生成如下 JSON 查询 DSL
{
"query": {
"bool": {
"should": [
{
"term": {
"name": {
"value": "x"
}
}
},
{
"term": {
"name": {
"value": "y"
}
}
}
]
}
}
}Binary && operator
重载的二元 && 运算符用于将多个查询组合在一起。当要组合的查询没有应用任何一元运算符时，生成的查询是一个包含 must 子句的 bool 查询
var firstSearchResponse = client.Search<Project>(s => s
.Query(q => q
.Term(p => p.Name, "x") && q
.Term(p => p.Name, "y")
)
);使用 Object Initializer 语法
var secondSearchResponse = client.Search<Project>(new SearchRequest<Project>
{
Query = new TermQuery { Field = Field<Project>(p => p.Name), Value = "x" } &&
new TermQuery { Field = Field<Project>(p => p.Name), Value = "y" }
});两者都会生成如下 JSON 查询 DSL
{
"query": {
"bool": {
"must": [
{
"term": {
"name": {
"value": "x"
}
}
},
{
"term": {
"name": {
"value": "y"
}
}
}
]
}
}
}运算符重载会重写原生的实现
term && term && term会转换成
bool
|___must
|___term
|___bool
|___must
|___term
|___term可以想象，随着查询变得越来越复杂，结果很快就会变得笨拙。NEST 是很聪明的，它会把多个 && 查询联合成一个 bool 查询
bool
|___must
|___term
|___term
|___term如下所示
Assert(
q => q.Query() && q.Query() && q.Query(), (1)
Query && Query && Query, (2)
c => c.Bool.Must.Should().HaveCount(3) (3)
);(1) 使用 Fluent API 将三个查询 && 在一起
(2) 使用 Object Initializer 语法将三个查询 && 在一起
(3) 断言最终的 bool 查询会包含 3 个 must 子句
Unary ! operator
NEST 使用一元 ! 运算符创建包含 must_not 子句的 bool 查询
var firstSearchResponse = client.Search<Project>(s => s
.Query(q => !q
.Term(p => p.Name, "x")
)
);使用 Object Initializer 语法
var secondSearchResponse = client.Search<Project>(new SearchRequest<Project>
{
Query = !new TermQuery { Field = Field<Project>(p => p.Name), Value = "x" }
});两者都会生成如下 JSON 查询 DSL
{
"query": {
"bool": {
"must_not": [
{
"term": {
"name": {
"value": "x"
}
}
}
]
}
}
}用一元 ! 运算符标记的两个查询可以使用 and 运算符组合起来，从而形成一个包含两个 must_not 子句的 bool 查询
Assert(
q => !q.Query() && !q.Query(),
!Query && !Query,
c => c.Bool.MustNot.Should().HaveCount(2)); Unary + operator
可以使用一元 + 运算符将查询转换为带有 filter 子句的 bool 查询
var firstSearchResponse = client.Search<Project>(s => s
.Query(q => +q
.Term(p => p.Name, "x")
)
);使用 Object Initializer 语法
var secondSearchResponse = client.Search<Project>(new SearchRequest<Project>
{
Query = +new TermQuery { Field = Field<Project>(p => p.Name), Value = "x" }
});两者都会生成如下 JSON 查询 DSL
{
"query": {
"bool": {
"filter": [
{
"term": {
"name": {
"value": "x"
}
}
}
]
}
}
}在筛选上下文中运行查询，这在提高性能方面很有用。因为不需要计算查询的相关性评分来影响结果的顺序。
同样的，使用一元 + 运算符标记的查询可以和 && 运算符组合在一起，构成一个包含两个 filter 子句的 bool 查询
Assert(
q => +q.Query() && +q.Query(),
+Query && +Query,
c => c.Bool.Filter.Should().HaveCount(2));Combining bool queries
在使用二元 && 运算符组合多个查询时，如果某些或者全部的查询都应用了一元运算符，NEST 仍然可以把它们合并成一个 bool 查询
参考下面这个 bool 查询
bool
|___must
| |___term
| |___term
| |___term
|
|___must_not
|___termNEST 中可以这样构建
Assert(
q => q.Query() && q.Query() && q.Query() && !q.Query(),
Query && Query && Query && !Query,
c=>
{
c.Bool.Must.Should().HaveCount(3);
c.Bool.MustNot.Should().HaveCount(1);
});一个更复杂的栗子
term && term && term && !term && +term && +term依然会生成下面这个结构的单个 bool 查询
bool
|___must
| |___term
| |___term
| |___term
|
|___must_not
| |___term
|
|___filter
|___term
|___termAssert(
q => q.Query() && q.Query() && q.Query() && !q.Query() && +q.Query() && +q.Query(),
Query && Query && Query && !Query && +Query && +Query,
c =>
{
c.Bool.Must.Should().HaveCount(3);
c.Bool.MustNot.Should().HaveCount(1);
c.Bool.Filter.Should().HaveCount(2);
});你也可以将使用重载运算符的查询和真正的 bool 查询混合在一起
bool(must=term, term, term) && !term仍然会合并为一个 bool 查询
Assert(
q => q.Bool(b => b.Must(mq => mq.Query(), mq => mq.Query(), mq => mq.Query())) && !q.Query(),
new BoolQuery { Must = new QueryContainer[] { Query, Query, Query } } && !Query,
c =>
{
c.Bool.Must.Should().HaveCount(3);
c.Bool.MustNot.Should().HaveCount(1);
});Combining queries with || or should clauses
就像之前的栗子，NEST 会把多个 should 或者 || 查询合并成一个包含多个 should 子句的 bool 查询。
总而言之，这个
term || term || term会变成
bool
|___should
|___term
|___term
|___term但是，bool 查询不会完全遵循你从编程语言所期望的布尔逻辑
term1 && (term2 || term3 || term4)不会变成
bool
|___must
| |___term1
|
|___should
|___term2
|___term3
|___term4为什么会这样？当一个 bool 查询中只包含 should 子句时，至少会匹配一个。但是，当这个 bool 查询还包含一个 must 子句时，应该将 should 子句当作一个 boost 因子，这意味着他们都不是必需匹配的。但是如果匹配，文档的相关性评分会得到提高，从而在结果中显示更高的值。should 子句的行为会因为 must 的存在而发生改变。
因此，再看看前面那个示例，你只能得到包含 term1 的结果。这显然不是使用运算符重载的目的。
为此，NEST 将之前的查询重写成了：
bool
|___must
|___term1
|___bool
|___should
|___term2
|___term3
|___term4
Assert(
q => q.Query() && (q.Query() || q.Query() || q.Query()),
Query && (Query || Query || Query),
c =>
{
c.Bool.Must.Should().HaveCount(2);
var lastMustClause = (IQueryContainer)c.Bool.Must.Last();
lastMustClause.Should().NotBeNull();
lastMustClause.Bool.Should().NotBeNull();
lastMustClause.Bool.Should.Should().HaveCount(3);
});添加圆括号，强制改变运算顺序
在构建搜索查询时，使用 should 子句作为 boost 因子可能是一个非常强大的构造方式。另外需要记住，你可以将实际的 bool 查询和 NEST 的重载运算符混合使用
还有一个微妙的情况，NEST 不会盲目地合并两个只包含 should 子句的 bool 查询。考虑下面这个查询
bool(should=term1, term2, term3, term4, minimum_should_match=2) || term5 || term6如果 NEST 确定二元 || 运算符两边的查询只包含 should 子句，并把它们合并在了一起。这将给第一个 bool 查询中的 minimum_should_match 参数赋予不同的含义。将其改写为包含 5 个 should 子句的 bool 查询会破坏原始查询的语义，因为只匹配了 term5 或者 term6 的文档也应该被命中。
Assert(
q => q.Bool(b => b
.Should(mq => mq.Query(), mq => mq.Query(), mq => mq.Query(), mq => mq.Query())
.MinimumShouldMatch(2)
)
|| !q.Query() || q.Query(),
new BoolQuery
{
Should = new QueryContainer[] { Query, Query, Query, Query },
MinimumShouldMatch = 2
} || !Query || Query,
c =>
{
c.Bool.Should.Should().HaveCount(3);
var nestedBool = c.Bool.Should.First() as IQueryContainer;
nestedBool.Bool.Should.Should().HaveCount(4);
});Locked bool queries
如果设置了任何一个查询元数据，NEST 将不会合并 bool 查询。举个栗子，如果设置了 boost 或者 name ，NEST 会视其为已被锁定。
在这里，我们演示两个锁定的 bool 查询
Assert(
q => q.Bool(b => b.Name("leftBool").Should(mq => mq.Query()))
|| q.Bool(b => b.Name("rightBool").Should(mq => mq.Query())),
new BoolQuery { Name = "leftBool", Should = new QueryContainer[] { Query } }
|| new BoolQuery { Name = "rightBool", Should = new QueryContainer[] { Query } },
c => AssertDoesNotJoinOntoLockedBool(c, "leftBool"));锁定右边的查询
Assert(
q => q.Bool(b => b.Should(mq => mq.Query()))
|| q.Bool(b => b.Name("rightBool").Should(mq => mq.Query())),
new BoolQuery { Should = new QueryContainer[] { Query } }
|| new BoolQuery { Name = "rightBool", Should = new QueryContainer[] { Query } },
c => AssertDoesNotJoinOntoLockedBool(c, "rightBool"));锁定左边的查询
Assert(
q => q.Bool(b => b.Name("leftBool").Should(mq => mq.Query()))
|| q.Bool(b => b.Should(mq => mq.Query())),
new BoolQuery { Name = "leftBool", Should = new QueryContainer[] { Query } }
|| new BoolQuery { Should = new QueryContainer[] { Query } },
c => AssertDoesNotJoinOntoLockedBool(c, "leftBool"));Performance considerations
如果你需要使用 bool DSL 组合多个查询，请考虑一下内容。
你可以在循环中使用按位赋值来将多个查询合并为一个更大的查询。
本例中，我们使用 &= 赋值运算符创建一个含有 1000 个 must 子句的 bool 查询。
var c = new QueryContainer();
var q = new TermQuery { Field = "x", Value = "x" };
for (var i = 0; i < 1000; i++)
{
c &= q;
}| Median| StdDev| Gen 0| Gen 1| Gen 2| Bytes Allocated/Op
| 1.8507 ms| 0.1878 ms| 1,793.00| 21.00| -| 1.872.672,28
可以看到，因为每次迭代我们都需要重新评估 bool 查询的合并能力，所以导致了大量的分配的产生。
由于我们事先已经知道了 bool 查询的形状，所以下面这个栗子要快的多
QueryContainer q = new TermQuery { Field = "x", Value = "x" };
var x = Enumerable.Range(0, 1000).Select(f => q).ToArray();
var boolQuery = new BoolQuery
{
Must = x
};| Median| StdDev| Gen 0| Gen 1| Gen 2| Bytes Allocated/Op
| 31.4610 μs| 0.9495 μs| 439.00| -| -| 7.912,95
在性能和分配上的下降是巨大的！
如果你使用的是 NEST 2.4.6 之前的版本，通过循环把很多
bool查询分配给了一个更大的bool查询，客户端没有做好以最优化的方式合并结果的工作，并且在执行大约 2000 次迭代时可能会引发异常。这仅适用于按位分配许多bool查询，其他查询不受影响。从 NEST 2.4.6 开始，你可以随意组合大量的
bool查询。查阅 PR #2335 on github 了解更多信息。