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springboot中ElasticSearch入门与进阶:组合查询、Aggregation聚合查询(你想要的都有)

1.springboot中配置elasticSearch

1.1在工程中引入相关的jar包 

 1.1.1 在build.gradle中添加需要的jar包

      我创建的gradle工程,对应的maven工程也是一样,添加对应的jar包即可

  1. // 添加 Spring Data Elasticsearch 的依赖
  2. compile('org.springframework.boot:spring-boot-starter-data-elasticsearch')
  3. // 添加 JNA 的依赖,java访问当前操作系统需要的包
  4. compile('net.java.dev.jna:jna:4.3.0')

1.1.2在application.properties添加elasticsearch的配置

  1. #es的默认名称,如果安装es时没有做特殊的操作名字都是此名称
  2. spring.data.elasticsearch.cluster-name=elasticsearch
  3. # Elasticsearch 集群节点服务地址,用逗号分隔,如果没有指定其他就启动一个客户端节点,默认java访问端口9300
  4. spring.data.elasticsearch.cluster-nodes=localhost:9300
  5. # 设置连接超时时间
  6. spring.data.elasticsearch.properties.transport.tcp.connect_timeout=120s

1.2创建文档实体对象

  1. package site.wlss.blog.domain.es;
  2. import java.io.Serializable;
  3. import java.sql.Timestamp;
  4. import org.springframework.data.annotation.Id;
  5. import org.springframework.data.elasticsearch.annotations.Document;
  6. import org.springframework.data.elasticsearch.annotations.Field;
  7. import org.springframework.data.elasticsearch.annotations.FieldIndex;
  8. import site.wlss.blog.domain.Blog;
  9. /**
  10. * EsBlog 文档类.
  11. *
  12. * @since 2018年8月5日
  13. * @author wangli
  14. */
  15. /*@Document注解里面的几个属性,类比mysql的话是这样:
  16. index –> DB
  17. type –> Table
  18. Document –> row
  19. */
  20. @Document(indexName = "blog", type = "blog")
  21. public class EsBlog implements Serializable {
  22. private static final long serialVersionUID = 1L;
  23. @Id // 主键,注意这个搜索是id类型是string,与我们常用的不同
  24. private String id; //@Id注解加上后,在Elasticsearch里相应于该列就是主键了,在查询时就可以直接用主键查询
  25. @Field(index = FieldIndex.not_analyzed) // 不做全文检索字段
  26. private Long blogId; // Blog 实体的 id,这儿增加了一个blog的id属性
  27. private String title;
  28. private String summary;
  29. private String content;
  30. @Field(index = FieldIndex.not_analyzed) // 不做全文检索字段

上面是我的部分代码,注意要对实体对象有个@Document注解,对象的id也有个@id的注解,其中还有个@Field的注解,这是对该字段的说明,下面对这些注解给出详细解释

解释一:@Document注解

@Document注解里面的几个属性,类比mysql的话是这样: 
indexName –> 索引库的名称,建议以项目的名称命名,就相当于数据库DB
type –> 类型,建议以实体的名称命名Table ,就相当于数据库中的表table
Document –> row 就相当于某一个具体对象

附上注解的内容:

  1. String indexName();//索引库的名称,建议以项目的名称命名
  2. String type() default "";//类型,建议以实体的名称命名
  3. short shards() default 5;//默认分区数
  4. short replicas() default 1;//每个分区默认的备份数
  5. String refreshInterval() default "1s";//刷新间隔
  6. String indexStoreType() default "fs";//索引文件存储类型

解释二:@Id注解

在Elasticsearch里相应于该列就是主键了,在查询时就可以直接用主键查询

解释三:@Field注解

  1. public @interface Field {
  2. FieldType type() default FieldType.Auto;#自动检测属性的类型
  3. FieldIndex index() default FieldIndex.analyzed;#默认情况下分词
  4. DateFormat format() default DateFormat.none;
  5. String pattern() default "";
  6. boolean store() default false;#默认情况下不存储原文
  7. String searchAnalyzer() default "";#指定字段搜索时使用的分词器
  8. String indexAnalyzer() default "";#指定字段建立索引时指定的分词器
  9. String[] ignoreFields() default {};#如果某个字段需要被忽略
  10. boolean includeInParent() default false;
  11. }

2.通过jpa创建文档库

因为我们引入的是spring data的elasticsearch所以它遵循spring data的接口,也就是说操作elasticSearch与操作spring data jpa的方法是完全一样的,我们只将文档库继承ElasticsearchRepository即可。

  1. package site.wlss.blog.repository.es;
  2. import org.springframework.data.domain.Page;
  3. import org.springframework.data.domain.Pageable;
  4. import org.springframework.data.elasticsearch.repository.ElasticsearchRepository;
  5. import site.wlss.blog.domain.es.EsBlog;
  6. /**
  7. * EsBlog Repository接口.
  8. * @author Wang Li
  9. * @date 2018年8月5日
  10. */
  11. public interface EsBlogRepository extends ElasticsearchRepository<EsBlog, String> {
  12. //下面是我们根据 spring data jpa 的命名规范额外创建的两个查询方法
  13. /**
  14. * 模糊查询(去重),根据标题,简介,描述和标签查询(含有即可)Containing
  15. * @param title
  16. * @param Summary
  17. * @param content
  18. * @param tags
  19. * @param pageable
  20. * @return
  21. */
  22. Page<EsBlog> findDistinctEsBlogByTitleContainingOrSummaryContainingOrContentContainingOrTagsContaining(String title,String Summary,String content,String tags,Pageable pageable);
  23. /**
  24. * 根据 Blog 的id 查询 EsBlog
  25. * @param blogId
  26. * @return
  27. */
  28. EsBlog findByBlogId(Long blogId);
  29. }

里面的内容是我根据spring data jpa 额外创建的两个方法。

3.根据reporitory查询文档

这个方法和操作jpa中的普通的方法没什么区别,就是普通的增删改查。

4.ElasticSearch的高级复杂查询:非聚合查询和聚合查询

这儿才是我今天要讲的重点。

4.1非聚合复杂查询(这儿展示了非聚合复杂查询的常用流程)

  1. public List<EsBlog> elasticSerchTest() {
  2. //1.创建QueryBuilder(即设置查询条件)这儿创建的是组合查询(也叫多条件查询),后面会介绍更多的查询方法
  3. /*组合查询BoolQueryBuilder
  4. * must(QueryBuilders) :AND
  5. * mustNot(QueryBuilders):NOT
  6. * should: :OR
  7. */
  8. BoolQueryBuilder builder = QueryBuilders.boolQuery();
  9. //builder下有must、should以及mustNot 相当于sql中的and、or以及not
  10. //设置模糊搜索,博客的简诉中有学习两个字
  11. builder.must(QueryBuilders.fuzzyQuery("sumary", "学习"));
  12. //设置要查询博客的标题中含有关键字
  13. builder.must(new QueryStringQueryBuilder("man").field("springdemo"));
  14. //按照博客的评论数的排序是依次降低
  15. FieldSortBuilder sort = SortBuilders.fieldSort("commentSize").order(SortOrder.DESC);
  16. //设置分页(从第一页开始,一页显示10条)
  17. //注意开始是从0开始,有点类似sql中的方法limit 的查询
  18. PageRequest page = new PageRequest(0, 10);
  19. //2.构建查询
  20. NativeSearchQueryBuilder nativeSearchQueryBuilder = new NativeSearchQueryBuilder();
  21. //将搜索条件设置到构建中
  22. nativeSearchQueryBuilder.withQuery(builder);
  23. //将分页设置到构建中
  24. nativeSearchQueryBuilder.withPageable(page);
  25. //将排序设置到构建中
  26. nativeSearchQueryBuilder.withSort(sort);
  27. //生产NativeSearchQuery
  28. NativeSearchQuery query = nativeSearchQueryBuilder.build();
  29. //3.执行方法1
  30. Page<EsBlog> page = esBlogRepository.search(query);
  31. //执行方法2:注意,这儿执行的时候还有个方法那就是使用elasticsearchTemplate
  32. //执行方法2的时候需要加上注解
  33. //@Autowired
  34. //private ElasticsearchTemplate elasticsearchTemplate;
  35. List<EsBlog> blogList = elasticsearchTemplate.queryForList(query, EsBlog.class);
  36. //4.获取总条数(用于前端分页)
  37. int total = (int) page.getTotalElements();
  38. //5.获取查询到的数据内容(返回给前端)
  39. List<EsBlog> content = page.getContent();
  40. return content;
  41. }

4.2查询条件QueryBuilder的构建方法举例

在使用聚合查询之前我们有必要先来了解下创建查询条件QueryBuilder的几种常用方法

4.2.1精确查询(必须完全匹配上)

单个匹配termQuery

  1. //不分词查询 参数1: 字段名,参数2:字段查询值,因为不分词,所以汉字只能查询一个字,英语是一个单词.
  2. QueryBuilder queryBuilder=QueryBuilders.termQuery("fieldName", "fieldlValue");
  3. //分词查询,采用默认的分词器
  4. QueryBuilder queryBuilder2 = QueryBuilders.matchQuery("fieldName", "fieldlValue");

多个匹配

  1. //不分词查询,参数1: 字段名,参数2:多个字段查询值,因为不分词,所以汉字只能查询一个字,英语是一个单词.
  2. QueryBuilder queryBuilder=QueryBuilders.termsQuery("fieldName", "fieldlValue1","fieldlValue2...");
  3. //分词查询,采用默认的分词器
  4. QueryBuilder queryBuilder= QueryBuilders.multiMatchQuery("fieldlValue", "fieldName1", "fieldName2", "fieldName3");
  5. //匹配所有文件,相当于就没有设置查询条件
  6. QueryBuilder queryBuilder=QueryBuilders.matchAllQuery();

4.2.2模糊查询(只要包含即可)

  1. //模糊查询常见的5个方法如下
  2. //1.常用的字符串查询
  3. QueryBuilders.queryStringQuery("fieldValue").field("fieldName");//左右模糊
  4. //2.常用的用于推荐相似内容的查询
  5. QueryBuilders.moreLikeThisQuery(new String[] {"fieldName"}).addLikeText("pipeidhua");//如果不指定filedName,则默认全部,常用在相似内容的推荐上
  6. //3.前缀查询 如果字段没分词,就匹配整个字段前缀
  7. QueryBuilders.prefixQuery("fieldName","fieldValue");
  8. //4.fuzzy query:分词模糊查询,通过增加fuzziness模糊属性来查询,如能够匹配hotelName为tel前或后加一个字母的文档,fuzziness 的含义是检索的term 前后增加或减少n个单词的匹配查询
  9. QueryBuilders.fuzzyQuery("hotelName", "tel").fuzziness(Fuzziness.ONE);
  10. //5.wildcard query:通配符查询,支持* 任意字符串;?任意一个字符
  11. QueryBuilders.wildcardQuery("fieldName","ctr*");//前面是fieldname,后面是带匹配字符的字符串
  12. QueryBuilders.wildcardQuery("fieldName","c?r?");

4.2.3范围查询

  1. //闭区间查询
  2. QueryBuilder queryBuilder0 = QueryBuilders.rangeQuery("fieldName").from("fieldValue1").to("fieldValue2");
  3. //开区间查询
  4. QueryBuilder queryBuilder1 = QueryBuilders.rangeQuery("fieldName").from("fieldValue1").to("fieldValue2").includeUpper(false).includeLower(false);//默认是true,也就是包含
  5. //大于
  6. QueryBuilder queryBuilder2 = QueryBuilders.rangeQuery("fieldName").gt("fieldValue");
  7. //大于等于
  8. QueryBuilder queryBuilder3 = QueryBuilders.rangeQuery("fieldName").gte("fieldValue");
  9. //小于
  10. QueryBuilder queryBuilder4 = QueryBuilders.rangeQuery("fieldName").lt("fieldValue");
  11. //小于等于
  12. QueryBuilder queryBuilder5 = QueryBuilders.rangeQuery("fieldName").lte("fieldValue");

4.2.4组合查询/多条件查询/布尔查询

  1. QueryBuilders.boolQuery()
  2. QueryBuilders.boolQuery().must();//文档必须完全匹配条件,相当于and
  3. QueryBuilders.boolQuery().mustNot();//文档必须不匹配条件,相当于not
  4. QueryBuilders.boolQuery().should();//至少满足一个条件,这个文档就符合should,相当于or

4.3聚合查询

Elasticsearch有一个功能叫做 聚合(aggregations) ,它允许你在数据上生成复杂的分析统计。它很像SQL中的 GROUP BY 但是功能更强大。

为了掌握聚合,你只需要了解两个主要概念:(参考https://blog.csdn.net/dm_vincent/article/details/42387161)

Buckets(桶):满足某个条件的文档集合。

Metrics(指标):为某个桶中的文档计算得到的统计信息。

就是这样!每个聚合只是简单地由一个或者多个桶,零个或者多个指标组合而成。可以将它粗略地转换为SQL:

  1. SELECT COUNT(color)
  2. FROM table
  3. GROUP BY color

以上的COUNT(color)就相当于一个指标。GROUP BY color则相当于一个桶。

桶和SQL中的组(Grouping)拥有相似的概念,而指标则与COUNT(),SUM(),MAX()等相似。

让我们仔细看看这些概念。

桶(Buckets)

一个桶就是满足特定条件的一个文档集合:

  • 一名员工要么属于男性桶,或者女性桶。
  • 城市Albany属于New York州这个桶。
  • 日期2014-10-28属于十月份这个桶。

随着聚合被执行,每份文档中的值会被计算来决定它们是否匹配了桶的条件。如果匹配成功,那么该文档会被置入该桶中,同时聚合会继续执行。

桶也能够嵌套在其它桶中,能让你完成层次或者条件划分这些需求。比如,Cincinnati可以被放置在Ohio州这个桶中,而整个Ohio州则能够被放置在美国这个桶中。

ES中有很多类型的桶,让你可以将文档通过多种方式进行划分(按小时,按最流行的词条,按年龄区间,按地理位置,以及更多)。但是从根本上,它们都根据相同的原理运作:按照条件对文档进行划分。

指标(Metrics)

桶能够让我们对文档进行有意义的划分,但是最终我们还是需要对每个桶中的文档进行某种指标计算。分桶是达到最终目的的手段:提供了对文档进行划分的方法,从而让你能够计算需要的指标。

多数指标仅仅是简单的数学运算(比如,min,mean,max以及sum),它们使用文档中的值进行计算。在实际应用中,指标能够让你计算例如平均薪资,最高出售价格,或者百分之95的查询延迟。

将两者结合起来

一个聚合就是一些桶和指标的组合。一个聚合可以只有一个桶,或者一个指标,或者每样一个。在桶中甚至可以有多个嵌套的桶。比如,我们可以将文档按照其所属国家进行分桶,然后对每个桶计算其平均薪资(一个指标)。

因为桶是可以嵌套的,我们能够实现一个更加复杂的聚合操作:

  1. 将文档按照国家进行分桶。(桶)
  2. 然后将每个国家的桶再按照性别分桶。(桶)
  3. 然后将每个性别的桶按照年龄区间进行分桶。(桶)
  4. 最后,为每个年龄区间计算平均薪资。(指标)

聚合查询都是由AggregationBuilders创建的,一些常见的聚合查询如下

(参考:http://blog.csdn.net/u010454030/article/details/63266035

  1. (1)统计某个字段的数量
  2. ValueCountBuilder vcb= AggregationBuilders.count("count_uid").field("uid");
  3. (2)去重统计某个字段的数量(有少量误差)
  4. CardinalityBuilder cb= AggregationBuilders.cardinality("distinct_count_uid").field("uid");
  5. (3)聚合过滤
  6. FilterAggregationBuilder fab= AggregationBuilders.filter("uid_filter").filter(QueryBuilders.queryStringQuery("uid:001"));
  7. (4)按某个字段分组
  8. TermsBuilder tb= AggregationBuilders.terms("group_name").field("name");
  9. (5)求和
  10. SumBuilder sumBuilder= AggregationBuilders.sum("sum_price").field("price");
  11. (6)求平均
  12. AvgBuilder ab= AggregationBuilders.avg("avg_price").field("price");
  13. (7)求最大值
  14. MaxBuilder mb= AggregationBuilders.max("max_price").field("price");
  15. (8)求最小值
  16. MinBuilder min= AggregationBuilders.min("min_price").field("price");
  17. (9)按日期间隔分组
  18. DateHistogramBuilder dhb= AggregationBuilders.dateHistogram("dh").field("date");
  19. (10)获取聚合里面的结果
  20. TopHitsBuilder thb= AggregationBuilders.topHits("top_result");
  21. (11)嵌套的聚合
  22. NestedBuilder nb= AggregationBuilders.nested("negsted_path").path("quests");
  23. (12)反转嵌套
  24. AggregationBuilders.reverseNested("res_negsted").path("kps ");

聚合查询的详细使用步骤如下:

  1. public void test(){
  2. //目标:搜索写博客写得最多的用户(一个博客对应一个用户),通过搜索博客中的用户名的频次来达到想要的结果
  3. //首先新建一个用于存储数据的集合
  4. List<String> ueserNameList=new ArrayList<>();
  5. //1.创建查询条件,也就是QueryBuild
  6. QueryBuilder matchAllQuery = QueryBuilders.matchAllQuery();//设置查询所有,相当于不设置查询条件
  7. //2.构建查询
  8. NativeSearchQueryBuilder nativeSearchQueryBuilder = new NativeSearchQueryBuilder();
  9. //2.0 设置QueryBuilder
  10. nativeSearchQueryBuilder.withQuery(matchAllQuery);
  11. //2.1设置搜索类型,默认值就是QUERY_THEN_FETCH,参考https://blog.csdn.net/wulex/article/details/71081042
  12. nativeSearchQueryBuilder.withSearchType(SearchType.QUERY_THEN_FETCH);//指定索引的类型,只先从各分片中查询匹配的文档,再重新排序和排名,取前size个文档
  13. //2.2指定索引库和文档类型
  14. nativeSearchQueryBuilder.withIndices("myBlog").withTypes("blog");//指定要查询的索引库的名称和类型,其实就是我们文档@Document中设置的indedName和type
  15. //2.3重点来了!!!指定聚合函数,本例中以某个字段分组聚合为例(可根据你自己的聚合查询需求设置)
  16. //该聚合函数解释:计算该字段(假设为username)在所有文档中的出现频次,并按照降序排名(常用于某个字段的热度排名)
  17. TermsBuilder termsAggregation = AggregationBuilders.terms("给聚合查询取的名").field("username").order(Terms.Order.count(false));
  18. nativeSearchQueryBuilder.addAggregation(termsAggregation);
  19. //2.4构建查询对象
  20. NativeSearchQuery nativeSearchQuery = nativeSearchQueryBuilder.build();
  21. //3.执行查询
  22. //3.1方法1,通过reporitory执行查询,获得有Page包装了的结果集
  23. Page<EsBlog> search = esBlogRepository.search(nativeSearchQuery);
  24. List<EsBlog> content = search.getContent();
  25. for (EsBlog esBlog : content) {
  26. ueserNameList.add(esBlog.getUsername());
  27. }
  28. //获得对应的文档之后我就可以获得该文档的作者,那么就可以查出最热门用户了
  29. //3.2方法2,通过elasticSearch模板elasticsearchTemplate.queryForList方法查询
  30. List<EsBlog> queryForList = elasticsearchTemplate.queryForList(nativeSearchQuery, EsBlog.class);
  31. //3.3方法3,通过elasticSearch模板elasticsearchTemplate.query()方法查询,获得聚合(常用)
  32. Aggregations aggregations = elasticsearchTemplate.query(nativeSearchQuery, new ResultsExtractor<Aggregations>() {
  33. @Override
  34. public Aggregations extract(SearchResponse response) {
  35. return response.getAggregations();
  36. }
  37. });
  38. //转换成map集合
  39. Map<String, Aggregation> aggregationMap = aggregations.asMap();
  40. //获得对应的聚合函数的聚合子类,该聚合子类也是个map集合,里面的value就是桶Bucket,我们要获得Bucket
  41. StringTerms stringTerms = (StringTerms) aggregationMap.get("给聚合查询取的名");
  42. //获得所有的桶
  43. List<Bucket> buckets = stringTerms.getBuckets();
  44. //将集合转换成迭代器遍历桶,当然如果你不删除buckets中的元素,直接foreach遍历就可以了
  45. Iterator<Bucket> iterator = buckets.iterator();
  46. while(iterator.hasNext()) {
  47. //bucket桶也是一个map对象,我们取它的key值就可以了
  48. String username = iterator.next().getKeyAsString();//或者bucket.getKey().toString();
  49. //根据username去结果中查询即可对应的文档,添加存储数据的集合
  50. ueserNameList.add(username);
  51. }
  52. //最后根据ueserNameList搜索对应的结果集
  53. List<User> listUsersByUsernames = userService.listUsersByUsernames(ueserNameList);
  54. }

 

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