一、常用术语
索引（Index）、类型（Type）、文档（Document）
- 索引Index是含有相同属性的文档集合。索引在ES中是通过一个名字来识别的，且必须是英文字母小写，且不含中划线(-)；可类比于 MySQL 中的 database ；在 7.0中，由于类型(Type)的移除，我们可以理解为，一个索引就是一张 table。
- 一个索引中可以定义一个或多个类型Type，文档必须属于一个类型；可类比于 MySQL 中的 table；
- 文档Document是可以被索引的基本数据单位。文档是Elasticsearch中最小的数据存储单位。可类比于 MySQL 中 一个table 中的一行记录
注意事项：
从ES6.0开始，官方便不建议一个索引中创建多个类型；在ES7.0中，更是移除了类型(Type)这个概念。为什么呢？
在Elasticsearch索引中，不同类型(Type)中具有相同名称的字段在内部由相同的Lucene字段支持。一个index中多个Type在Lucene中会有许多问题。具体的可以参考官方说明：Removal of mapping types
节点Node、集群Cluster
- 节点：一个ES运行实例，是集群的的构成单元
- 集群：由1个（只有1个节点也是1个集群）或多个节点组成，对外提供服务
分片Shard（集群—提高吞吐与计算性能）、副本Replica（主从—提高可用性）
- 在ES中，每个索引都有多个分片，每个分片都是一个Lucene索引。假设一个索引的数据量很大，就会造成硬盘压力很大，同时，搜索速度也会出现瓶颈。我们可以将一个索引分为多个分片，从而分摊压力；分片同时还允许用户进行水平地扩展和拆分，以及分布式的操作，可以提高搜索以及其他操作的效率。
- 拷贝一份分片，就完成了分片的备份。备份的好处是，当一个主分片出现问题时，备份的分片就能代替工作，从而提高了ES的可用性。同时，备份的分片还可以执行搜索操作，以分摊搜索的压力。ES禁止同一个分片的主分片和副本分片在同一个节点上。
RESTful API
Elasticsearch 集群对外提供 RESTful API
- REST - REpresentational State Transfer
- URI 指定资源，如Index、Document等
- Http Method 指明资源操作类型，如GET、POST、PUT、DELETE等
倒排索引
-
正排索引
正排索引
倒排索引
全文检索查询流程
倒排索引组成
倒排索引是搜索引擎的核心，主要包含两部分：
- 单词词典（Term Dictionary）
- 记录所有文档的单词，一般都比较大
- 记录单词到倒排列表的关联信息
- 单词字典的实现一般是用B+Tree，能兼顾内存与磁盘性能，保障增删改查高效
- 倒排列表（Posting List）
- 倒排列表（Posting List）记录了单词对应的文档集合，由倒排索引项（Posting）组成
- 倒排索引项（Posting）主要包含如下信息：
- 文档ld，用于获取原始信息
- 单词频率（TF，Term Frequency），记录该单词在该文档中的出现次数，用于后续相关性算分
- 位置（Position），记录单词在文档中的分词位置（多个），用于做词语搜索（Phrase Query）
- 偏移（Offset），记录单词在文档的开始和结束位置，用于做高亮显示
倒排列表例子
单词字典指向倒排列表例子
ES中的倒排索引
es存储的是一个json格式的文档，其中包含多个字段，每个字段会有自己的倒排索引。
ES中倒排索引
相关性算分
相关性算分是指文档与查询语句间的相关度，英文为 relevance
- 通过倒排索引可以获取与查询语句相匹配的文档列表，那么如何将最符合用户查询需求的文档放到前列呢？
- 本质是一个排序问题，排序的依据是相关性算分
相关性算分的几个重要概念
- Term Frequency(TF)词频，即单词在该文档中出现的次数。词频越高，相关度越高
- Document Frequency(DF)文档频率，即单词出现的文档数
- Inverse Document Frequency(IDF)逆向文档频率，与文档频率相反，简单理解为1/DF。即单词出现的文档数越少，相关度越高
- Field-length Norm 文档越短，相关性越高
使用 explain 参数查看具体的计算方法
- es的算分是按照shard进行的，即shard的分数计算是相互独立的，所以在使用explain的时候注意分片数
-
可以通过设置索引的分片数为1来避免这个问题
ES中的相关性算分模型
- TF/IDF 模型
- BM25 模型5.x之后的默认模型
TF/IDF 模型
BM25 模型
BM25 模型对比TF/IDF 模型
二、Document API
1. 文档是一个Json Object，由字段（Field）组成，常见数据类型如下：
- 字符串：text，keyword（不分词）
- 数值型：long，integer，short byte，double，float，half float，scaled_float
- 布尔：boolean
- 日期：date
- 二进制：binary
- 范围类型：integer_range，float_range，long_range，double_range，date_range
2. 文档元数据，用于标注文档的相关信息
- _index：文档所在的索引名
- _type：文档所在的类型名（7.0后默认_doc）
- _id：文档唯一id
- _uid：组合id，由_type和_id组成（6.x_type不再起作用，因此同_id值一样），默认禁用
- _source：文档的原始Json数据，可以从这里获取每个字段的内容
- _all：整合所有字段内容到该字段，默认禁用
3. 每个文档有唯一的_Id标识
- 自行指定
- es自动生成
4. 文档API
- es有专门的Document API，创建文档，查询文档，更新文档，删除文档
创建文档（创建文档时，如果索引不存在，es会自动创建对应的index和type）
- 指定id创建文档
PUT /test_index/_doc/1
{
"username":"zhangsan",
"age":1
}
指定ID创建文档
- 不指定id创建文档
POST /test_index/_doc
{
"username":"lisi",
"sex":2
}
不指定ID创建文档
查询文档
- 指定要查询的文档id
GET /test_index/_doc/1
指定要查询的文档id
- 搜索所有文档，用到_search
GET /test_index/_search # GET /test_index/_doc/_search在高版本提示类型已过期，因此不用指定type了
搜索所有文档
批量增删改查文档
- ES允许一次创建多个文档，从而减少网络传输开销，提升写入速率，endpoint为_bulk
- index 用于创建文档，文档已存在则更细文档
- create 同样可以创建文档，文档已存在则返回错误
- delete 用于删除文档
- update 用于更新文档，文档不存在则返回错误
- 在es6.0之后的版本可以省略_type，官方已舍弃_type这个概念
POST _bulk
{"index":{"_index":"test_index","_id":"3"}}
{"username":"alfred","age":10}
{"create":{"_index":"test_index","_id":"3"}}
{"username":"alfred2","age":110}
{"delete":{"_index":"test_index","_id":"1"}}
{"update":{"_id":"2","_index":"test_index"}}
{"doc":{"age":"20"}}
返回：
{
"took" : 18,
"errors" : true,
"items" : [
{
"index" : {
"_index" : "test_index",
"_type" : "_doc",
"_id" : "3",
"_version" : 2,
"result" : "updated",
"_shards" : {
"total" : 2,
"successful" : 2,
"failed" : 0
},
"_seq_no" : 4,
"_primary_term" : 1,
"status" : 200
}
},
{
"create" : {
"_index" : "test_index",
"_type" : "_doc",
"_id" : "3",
"status" : 409,
"error" : {
"type" : "version_conflict_engine_exception",
"reason" : "[3]: version conflict, document already exists (current version [2])",
"index_uuid" : "jjJIqT7QSeaYcOeWxxY-og",
"shard" : "0",
"index" : "test_index"
}
}
},
{
"delete" : {
"_index" : "test_index",
"_type" : "_doc",
"_id" : "1",
"_version" : 3,
"result" : "not_found",
"_shards" : {
"total" : 2,
"successful" : 2,
"failed" : 0
},
"_seq_no" : 5,
"_primary_term" : 1,
"status" : 404
}
},
{
"update"