浅谈Elasticsearch索引与映射机制_elasticsearch的@document创建了索引但没有映射

Elasticsearch索引与映射机制

Elasticsearch是一个分布式、实时的搜索和分析引擎，适用于全文搜索、结构化搜索和分析等场景。为了实现高性能的搜索和分析功能，Elasticsearch采用了一种称为索引的数据结构，并通过映射机制定义了数据的结构和处理方式。本文将详细介绍Elasticsearch中的索引和映射机制，包括字段类型、分析器、过滤器和令牌生成器等。

1. 索引与映射概述

在Elasticsearch中，索引是一种用于存储和管理数据的数据结构。每个索引由一个或多个分片组成，每个分片可以有零个或多个副本。索引中的数据以文档的形式存储，每个文档包含一组字段和其对应的值。

映射是一种用于定义索引中文档结构的元数据，包括字段名称、字段类型和字段属性等。映射机制允许Elasticsearch根据数据的结构和处理方式，为查询和分析提供更高的性能和灵活性。

2. 字段类型

在Elasticsearch中，字段类型用于定义字段的数据类型和处理方式。字段类型决定了如何存储和索引字段值，以及如何在查询和聚合操作中使用这些值。以下是一些常用的字段类型：

2.1 文本（text）

文本类型用于存储全文数据，如文章、评论等。文本字段会被分析器处理，以便进行全文搜索。分析器将文本数据分解为令牌，以便在查询时进行匹配。文本字段支持全文搜索和模糊匹配，但不适用于排序和聚合操作。

2.2 关键字（keyword）

关键字类型用于存储非全文数据，如标签、分类等。关键字字段不会被分析器处理，因此适用于精确匹配和聚合操作。关键字字段支持精确匹配、范围查询、排序和聚合操作，但不适用于全文搜索和模糊匹配。

2.3 数值（integer、long、float、double）

数值类型用于存储数值数据，如年龄、价格等。数值字段支持范围查询、排序和聚合操作。Elasticsearch提供了多种数值类型，如integer（32位整数）、long（64位整数）、float（32位浮点数）和double（64位浮点数），以满足不同精度和存储需求。

2.4 日期（date）

日期类型用于存储日期和时间数据，如发布时间、更新时间等。日期字段支持范围查询、排序和聚合操作。Elasticsearch可以自动识别多种日期和时间格式，如2021-01-01、2021-01-01T12:34:56等。此外，还可以通过format参数自定义日期和时间格式。

2.5 布尔（boolean）

布尔类型用于存储布尔值，如是否可用、是否已删除等。布尔字段支持精确匹配、范围查询和聚合操作。

2.6 二进制（binary）

二进制类型用于存储二进制数据，如图片、文件等。二进制字段不支持搜索和分析操作，仅用于存储和检索原始数据。在Elasticsearch中，二进制数据需要使用Base64编码进行存储。

2.7 复杂类型

Elasticsearch还支持一些复杂类型，如对象（object）、嵌套（nested）和地理位置（geo_point、geo_shape）等。这些类型用于存储和查询复杂数据结构，如JSON对象、地理坐标等。

2.8 字段类型配置

在Elasticsearch中，可以通过映射配置来定义字段类型。以下是一个映射配置的示例：

{
  "mappings": {
    "properties": {
      "title": {
        "type": "text",
        "analyzer": "standard"
      },
      "tags": {
        "type": "keyword"
      },
      "publish_date": {
        "type": "date",
        "format": "strict_date_optional_time||epoch_millis"
      },
      "price": {
        "type": "float"
      },
      "is_available": {
        "type": "boolean"
      },
      "location": {
        "type": "geo_point"
      },
      "author": {
        "type": "object",
        "properties": {
          "name": {
            "type": "text"
          },
          "email": {
            "type": "keyword"
          }
        }
      }
    }
  }
}
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在这个示例中，我们定义了一个包含title（文本类型）、tags（关键字类型）、publish_date（日期类型）、price（浮点数类型）、is_available（布尔类型）、location（地理位置类型）和author（对象类型）字段的映射配置。同时，我们为title字段指定了standard分析器，为publish_date字段指定了日期格式。

3. 分析器

3.1 分析器概述

分析器是一种用于处理文本数据的组件，包括字符过滤器、令牌生成器和令牌过滤器等。在Elasticsearch中，分析器用于将文本字段分解为令牌，以便进行全文搜索和分析。

分析器的工作流程如下：

1. 首先，字符过滤器处理输入的文本数据，如去除HTML标签、转换大小写等。
2. 接着，令牌生成器将处理后的文本数据分解为令牌，如按空格分词、按标点符号分词等。
3. 最后，令牌过滤器处理生成的令牌，如去除停用词、生成同义词等。

3.2 字符过滤器

字符过滤器用于处理文本数据中的字符，如去除HTML标签、转换大小写等。在Elasticsearch中，可以使用预定义的字符过滤器，也可以自定义字符过滤器。

以下是一些常用的预定义字符过滤器：

• html_strip：去除HTML标签和实体。
• lowercase：将文本数据转换为小写。
• pattern_replace：使用正则表达式替换文本数据中的字符。

3.3 令牌生成器

令牌生成器用于将文本数据分解为令牌，如按空格分词、按标点符号分词等。在Elasticsearch中，可以使用预定义的令牌生成器，也可以自定义令牌生成器。

以下是一些常用的预定义令牌生成器：

• standard：按Unicode文本分割规则分词。
• whitespace：按空格字符分词。
• keyword：将整个文本数据作为一个令牌。
• ngram：生成指定长度范围的n-gram令牌。
• edge_ngram：生成指定长度范围的边缘n-gram令牌。

3.4 令牌过滤器

令牌过滤器用于处理生成的令牌，如去除停用词、生成同义词等。在Elasticsearch中，可以使用预定义的令牌过滤器，也可以自定义令牌过滤器。

以下是一些常用的预定义令牌过滤器：

• lowercase：将令牌转换为小写。
• stop：去除停用词。
• synonym：生成同义词。
• stemmer：提取词干。
• asciifolding：将Unicode字符转换为等效的ASCII字符。

3.5 分析器配置

在Elasticsearch中，可以通过映射配置来定义分析器。以下是一个分析器配置的示例：

{
  "settings": {
    "analysis": {
      "char_filter": {
        "my_html_strip": {
          "type": "html_strip",
          "escaped_tags": ["b", "i"]
        }
      },
      "tokenizer": {
        "my_ngram_tokenizer": {
          "type": "ngram",
          "min_gram": 2,
          "max_gram": 3
        }
      },
      "filter": {
        "my_stopwords": {
          "type": "stop",
          "stopwords": ["the", "and", "is"]
        }
      },
      "analyzer": {
        "my_custom_analyzer": {
          "char_filter": ["my_html_strip"],
          "tokenizer": "my_ngram_tokenizer",
          "filter": ["lowercase", "my_stopwords"]
        }
      }
    }
  }
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在这个示例中，我们定义了一个自定义分析器my_custom_analyzer，包括一个字符过滤器my_html_strip（去除HTML标签，保留b和i标签）、一个令牌生成器my_ngram_tokenizer（生成2-3个字符的n-gram令牌）和一个令牌过滤器my_stopwords（去除停用词）。

4. 映射配置

4.1 映射配置概述

映射配置是一种用于定义索引中文档结构的元数据，包括字段名称、字段类型和字段属性等。映射配置允许Elasticsearch根据数据的结构和处理方式，为查询和分析提供更高的性能和灵活性。

在Elasticsearch中，可以通过PUT请求创建或更新映射配置。以下是一个映射配置的示例：

PUT /my_index
{
  "mappings": {
    "properties": {
      "title": {
        "type": "text",
        "analyzer": "standard"
      },
      "tags": {
        "type": "keyword"
      },
      "publish_date": {
        "type": "date",
        "format": "strict_date_optional_time||epoch_millis"
      },
      "price": {
        "type": "float"
      },
      "is_available": {
        "type": "boolean"
      }
    }
  }
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在这个示例中，我们创建了一个名为my_index的索引，并定义了一个包含title（文本类型）、tags（关键字类型）、publish_date（日期类型）、price（浮点数类型）和is_available（布尔类型）字段的映射配置。同时，我们为title字段指定了standard分析器，为publish_date字段指定了日期格式。

4.2 字段属性

在映射配置中，可以为字段定义多种属性，以控制字段的存储、索引和查询方式。以下是一些常用的字段属性：

• type：字段的数据类型，如text、keyword、date等。
• analyzer：用于处理文本字段的分析器，如standard、whitespace等。
• format：用于解析和格式化日期字段的日期格式，如strict_date_optional_time、epoch_millis等。
• index：字段是否可被索引。默认为true，表示字段可被搜索；设置为false，表示字段不可被搜索，但仍可被存储和检索。
• store：字段是否单独存储。默认为false，表示字段值存储在_source字段中；设置为true，表示字段值单独存储，可用于排序和聚合操作。

4.3 动态映射

在Elasticsearch中，可以使用动态映射功能自动为新字段创建映射配置。动态映射根据字段值的类型和格式，自动推断字段的数据类型和属性。

动态映射功能可以通过以下设置进行控制：

• dynamic：动态映射的行为。默认为true，表示自动创建映射配置；设置为false，表示忽略新字段；设置为strict，表示抛出异常。
• dynamic_templates：动态映射的模板。可以为不同类型的字段定义不同的映射配置，如设置text字段的分析器、设置date字段的日期格式等。

5. 总结

本文详细介绍了Elasticsearch中的索引和映射机制，包括字段类型、分析器、过滤器和令牌生成器等。了解这些概念有助于您充分利用Elasticsearch的高性能特性，从而满足实时分析和大数据处理的需求。通过合理地配置映射和分析器，可以显著提高搜索和分析性能，降低系统负载，并为您的业务带来更好的体验。