ES映射和分析

https://es.xiaoleilu.com/052_Mapping_Analysis/00_Intro.html

概念

映射(mapping)机制用于进行字段类型确认,将每个字段匹配为一种确定的数据类型(string, number, booleans, date等)。

分析(analysis)机制用于进行全文文本(Full Text)的分词,以建立供搜索用的反向索引。

数据类型差异

1
GET /gb/_mapping

返回:

1
{
2
  "gb" : {
3
    "mappings" : {
4
      "properties" : {
5
        "date" : {
6
          "type" : "date"
7
        },
8
        "email" : {
9
          "type" : "text",
10
          "fields" : {
11
            "keyword" : {
12
              "type" : "keyword",
13
              "ignore_above" : 256
14
            }
15
          }
16
        },
17
        "name" : {
18
          "type" : "text",
19
          "fields" : {
20
            "keyword" : {
21
              "type" : "keyword",
22
              "ignore_above" : 256
23
            }
24
          }
25
        },
26
        "tweet" : {
27
          "type" : "text",
28
          "fields" : {
29
            "keyword" : {
30
              "type" : "keyword",
31
              "ignore_above" : 256
32
            }
33
          }
34
        },
35
        "user_id" : {
36
          "type" : "long"
37
        },
38
        "username" : {
39
          "type" : "text",
40
          "fields" : {
41
            "keyword" : {
42
              "type" : "keyword",
43
              "ignore_above" : 256
44
            }
45
          }
46
        }
47
      }
48
    }
49
  }
50
}

查询:

1
GET /gb/_search?q=2019            # 返回空
2
GET /gb/_search?q=2019-12-12      # 返回3个结果
3
GET /gb/_search?q=date:2019-12-12 # 返回3个结果
4
GET /gb/_search?q=date:2019       # 返回空

可以,是因为date被es推测为date类型,而_all里是string类型,只会完整匹配2019-12-12。

确切值VS全文索引

确切值 及 全文文本:

确切值是确定的,正如它的名字一样。比如一个date或用户ID,也可以包含更多的字符串比如username或email地址。

确切值”Foo”和”foo”就并不相同。确切值2014和2014-09-15也不相同。

全文文本,从另一个角度来说是文本化的数据(常常以人类的语言书写),比如一篇推文(Twitter的文章)或邮件正文。

全文文本常常被称为非结构化数据,其实是一种用词不当的称谓,实际上自然语言是高度结构化的。

问题是自然语言的语法规则是如此的复杂,计算机难以正确解析。例如这个句子:
May is fun but June bores me.

到底是说的月份还是人呢?

确切值是很容易查询的,因为结果是二进制的 – 要么匹配,要么不匹配。下面的查询很容易以SQL表达:

1
WHERE name    = "John Smith"
2
  AND user_id = 2
3
  AND date    > "2014-09-15"

倒排索引

单词 -》 文档Id

分析

  • 当你查询全文(full text)字段,查询将使用相同的分析器来分析查询字符串,以产生正确的词列表。
  • 当你查询一个确切值(exact value)字段,查询将不分析查询字符串,但是你可以自己指定。

测试分析器

尤其当你是Elasticsearch新手时,对于如何分词以及存储到索引中理解起来比较困难。为了更好的理解如何进行,你可以使用analyze API来查看文本是如何被分析的。在查询字符串参数中指定要使用的分析器,被分析的文本做为请求体:

1
GET /_analyze?analyzer=standard&text=Text to analyze

结果中每个节点在代表一个词:

1
{
2
   "tokens": [
3
      {
4
         "token":        "text",
5
         "start_offset": 0,
6
         "end_offset":   4,
7
         "type":         "<ALPHANUM>",
8
         "position":     1
9
      },
10
      {
11
         "token":        "to",
12
         "start_offset": 5,
13
         "end_offset":   7,
14
         "type":         "<ALPHANUM>",
15
         "position":     2
16
      },
17
      {
18
         "token":        "analyze",
19
         "start_offset": 8,
20
         "end_offset":   15,
21
         "type":         "<ALPHANUM>",
22
         "position":     3
23
      }
24
   ]
25
}

这个例子在es7.5版本报错。

为了手动指定特定字段的分析器,我们必须通过映射(mapping)人工设置这些字段。

映射

在上面查询映射中,GET /gb/_mapping返回字段的映射关系。
index参数控制字符串以何种方式被索引。它包含以下三个值当中的一个:

  • analyzed 首先分析这个字符串,然后索引。换言之,以全文形式索引此字段。
  • not_analyzed 索引这个字段,使之可以被搜索,但是索引内容和指定值一样。不分析此字段。
  • no 不索引这个字段。这个字段不能为搜索到。

对于analyzed类型的字符串字段,使用analyzer参数来指定哪一种分析器将在搜索和索引的时候使用。默认的,Elasticsearch使用standard分析器,但是你可以通过指定一个内建的分析器来更改它,例如whitespace、simple或english。

1
{
2
    "tweet": {
3
        "type":     "string",
4
        "analyzer": "english"
5
    }
6
}

更新映射

你可以在第一次创建索引的时候指定映射的类型。此外,你也可以晚些时候为新类型添加映射(或者为已有的类型更新映射)。

重要:

你可以向已有映射中增加字段,但你不能修改它。如果一个字段在映射中已经存在,这可能意味着那个字段的数据已经被索引。如果你改变了字段映射,那已经被索引的数据将错误并且不能被正确的搜索到。

复合类型

多值字段

我们想让tag字段包含多个字段,这非常有可能发生。我们可以索引一个标签数组来代替单一字符串:

{ “tag”: [ “search”, “nosql” ]}

对于数组不需要特殊的映射。任何一个字段可以包含零个、一个或多个值,同样对于全文字段将被分析并产生多个词。

言外之意,这意味着数组中所有值必须为同一类型。你不能把日期和字符窜混合。如果你创建一个新字段,这个字段索引了一个数组,Elasticsearch将使用第一个值的类型来确定这个新字段的类型。

当你从Elasticsearch中取回一个文档,任何一个数组的顺序和你索引它们的顺序一致。你取回的_source字段的顺序同样与索引它们的顺序相同。

然而,数组是做为多值字段被索引的,它们没有顺序。在搜索阶段你不能指定“第一个值”或者“最后一个值”。倒不如把数组当作一个值集合(bag of values)

空字段

当然数组可以是空的。这等价于有零个值。事实上,Lucene没法存放null值,所以一个null值的字段被认为是空字段。
这四个字段将被识别为空字段而不被索引:

“empty_string”: “”,
“null_value”: null,
“empty_array”: [],
“array_with_null_value”: [ null ]

多层对象

我们需要讨论的最后一个自然JSON数据类型是对象(object)——在其它语言中叫做hash、hashmap、dictionary 或者 associative array.

内部对象(inner objects)经常用于在另一个对象中嵌入一个实体或对象。例如,做为在tweet文档中user_name和user_id的替代,我们可以这样写:

1
{
2
    "tweet":            "Elasticsearch is very flexible",
3
    "user": {
4
        "id":           "@johnsmith",
5
        "gender":       "male",
6
        "age":          26,
7
        "name": {
8
            "full":     "John Smith",
9
            "first":    "John",
10
            "last":     "Smith"
11
        }
12
    }
13
}

内部对象的映射

Elasticsearch 会动态的检测新对象的字段,并且映射它们为 object 类型,将每个字段加到 properties 字段下

1
{
2
  "gb": {
3
    "tweet": { <1>
4
      "properties": {
5
        "tweet":            { "type": "string" },
6
        "user": { <2>
7
          "type":             "object",
8
          "properties": {
9
            "id":           { "type": "string" },
10
            "gender":       { "type": "string" },
11
            "age":          { "type": "long"   },
12
            "name":   { <3>
13
              "type":         "object",
14
              "properties": {
15
                "full":     { "type": "string" },
16
                "first":    { "type": "string" },
17
                "last":     { "type": "string" }
18
              }
19
            }
20
          }
21
        }
22
      }
23
    }
24
  }
25
}

<1> 根对象.
<2><3> 内部对象.
对user和name字段的映射与tweet类型自己很相似。事实上,type映射只是object映射的一种特殊类型,我们将 object 称为根对象。它与其他对象一模一样,除非它有一些特殊的顶层字段,比如 _source, _all 等等。

内部对象是怎样被索引的

Lucene 并不了解内部对象。 一个 Lucene 文件包含一个键-值对应的扁平表单。 为了让 Elasticsearch 可以有效的索引内部对象,将文件转换为以下格式:

1
{
2
    "tweet":            [elasticsearch, flexible, very],
3
    "user.id":          [@johnsmith],
4
    "user.gender":      [male],
5
    "user.age":         [26],
6
    "user.name.full":   [john, smith],
7
    "user.name.first":  [john],
8
    "user.name.last":   [smith]
9
}

内部对象数组

最后,一个包含内部对象的数组如何索引。 我们有个数组如下所示:

1
{
2
    "followers": [
3
        { "age": 35, "name": "Mary White"},
4
        { "age": 26, "name": "Alex Jones"},
5
        { "age": 19, "name": "Lisa Smith"}
6
    ]
7
}

此文件会如我们以上所说的被扁平化,但其结果会像如此:

1
{
2
    "followers.age":    [19, 26, 35],
3
    "followers.name":   [alex, jones, lisa, smith, mary, white]
4
}

{age: 35}与{name: Mary White}之间的关联会消失,因每个多值的栏位会变成一个值集合,而非有序的阵列。 这让我们可以知道:

  • 是否有26岁的追随者?

但我们无法取得准确的资料如:

  • 是否有26岁的追随者且名字叫Alex Jones?

关联内部对象可解决此类问题。

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