springboot-学习路线: Elasticsearch

it2025-03-20  18

Elasticsearch是什么

分布式可扩展的实时搜索和分析引擎,一个建立在全文搜索引擎 Apache Lucene(TM) 基础上的搜索引擎

Elasticsearch提供的功能

(1)分布式的搜索引擎和数据分析引擎 搜索:百度,网站的站内搜索,IT系统的检索 数据分析:电商网站,最近7天牙膏这种商品销量排名前10的商家有哪些;新闻网站,最近1个月访问量排名前3的新闻版块是哪些 (2)全文检索,结构化检索,数据分析 全文检索:我想搜索商品名称包含牙膏的商品,select * from products where product_name like "%牙膏%" 结构化检索:我想搜索商品分类为日化用品的商品都有哪些,select * from products where category_id='日化用品' 部分匹配、自动完成、搜索纠错、搜索推荐 数据分析:我们分析每一个商品分类下有多少个商品,select category_id,count(*) from products group by category_id (3)对海量数据进行近实时的处理 分布式:ES自动可以将海量数据分散到多台服务器上去存储和检索 海量数据的处理:分布式以后,就可以采用大量的服务器去存储和检索数据,自然而然就可以实现海量数据的处理了 近实时:检索个数据要花费1小时(这就不要近实时,离线批处理,batch-processing);在秒级别对数据进行搜索和分析 跟分布式/海量数据相反的:lucene,单机应用,只能在单台服务器上使用,最多只能处理单台服务器可以处理的数据量

Elasticsearch现实应用

(1)维基百科,类似百度百科,牙膏,牙膏的维基百科,全文检索,高亮,搜索推荐 (2)The Guardian(国外新闻网站),类似搜狐新闻,用户行为日志(点击,浏览,收藏,评论)+社交网络数据(对某某新闻的相关看法),数据分析,给到每篇新闻文章的作者,让他知道他的文章的公众反馈(好,坏,热门,垃圾,鄙视,崇拜) (3)Stack Overflow(国外的程序异常讨论论坛),IT问题,程序的报错,提交上去,有人会跟你讨论和回答,全文检索,搜索相关问题和答案,程序报错了,就会将报错信息粘贴到里面去,搜索有没有对应的答案 (4)GitHub(开源代码管理),搜索上千亿行代码 (5)电商网站,检索商品 (6)日志数据分析,logstash采集日志,ES进行复杂的数据分析(ELK技术,elasticsearch+logstash+kibana) (7)商品价格监控网站,用户设定某商品的价格阈值,当低于该阈值的时候,发送通知消息给用户,比如说订阅牙膏的监控,如果高露洁牙膏的家庭套装低于50块钱,就通知我,我就去买 (8)BI系统,商业智能,Business Intelligence。比如说有个大型商场集团,BI,分析一下某某区域最近3年的用户消费金额的趋势以及用户群体的组成构成,产出相关的数张报表,**区,最近3年,每年消费金额呈现100%的增长,而且用户群体85%是高级白领,开一个新商场。ES执行数据分析和挖掘,Kibana进行数据可视化国内 (9)国内:站内搜索(电商,招聘,门户,等等),IT系统搜索(OA,CRM,ERP,等等),数据分析(ES热门的一个使用场景)

原理介绍

Elasticsearch是面向文档型数据库,一条数据在这里就是一个文档,用JSON作为文档序列化的格式,比如下面这条用户数据:

{ "name" : "John", "sex" : "Male", "age" : 25, "birthDate": "1990/05/01", "about" : "I love to go rock climbing", "interests": [ "sports", "music" ] }

这里有一份简易的将Elasticsearch和关系型数据术语对照表:

关系数据库 ⇒ 数据库 ⇒ 表 ⇒ 行 ⇒ 列(Columns) Elasticsearch ⇒ 索引(Index) ⇒ 类型(type) ⇒ 文档(Docments) ⇒ 字段(Fields)

数据查找

B-树

上大学读书时老师教过我们,二叉树查找效率是logN,同时插入新的节点不必移动全部节点,所以用树型结构存储索引,能同时兼顾插入和查询的性能。因此在这个基础上,再结合磁盘的读取特性(顺序读/随机读),传统关系型数据库采用了B-Tree/B+Tree这样的数据结构:

为了提高查询的效率,减少磁盘寻道次数,将多个值作为一个数组通过连续区间存放,一次寻道读取多个数据,同时也降低树的高度。

倒排索引

假设有这么几条数据

| ID | Name | Age | Sex | | -- |:------------:| -----:| -----:| | 1 | Kate | 24 | Female | 2 | John | 24 | Male

ID是Elasticsearch自建的文档id,那么Elasticsearch建立的索引如下:

Name:

| Term | Posting List | | -- |:----:| | Kate | 1 | | John | 2 | | Bill | 3 |

Age

| Term | Posting List | | -- |:----:| | 24 | [1,2] | | 29 | 3 |

Sex 交给你们自己思考一下

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