ElasticSearch 集群架构与搜索深入理解

心城以北
3,295 阅读19分钟

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一. Elasticsearch架构原理

1、Elasticsearch的节点类型

在Elasticsearch主要分成两类节点，一类是Master，一类是DataNode。

1.1 Master节点

在Elasticsearch启动时，会选举出来一个Master节点。当某个节点启动后，然后
使用Zen Discovery机制找到集群中的其他节点，并建立连接。

discovery.seed_hosts: ["192.168.21.130", "192.168.21.131", "192.168.21.132"]

并从候选主节点中选举出一个主节点。

cluster.initial_master_nodes: ["node1", "node2","node3"]

Master节点主要负责：
管理索引（创建索引、删除索引）、分配分片
维护元数据
管理集群节点状态
不负责数据写入和查询，比较轻量级
一个Elasticsearch集群中，只有一个Master节点。在生产环境中，内存可以相对
小一点，但机器要稳定。

1.2 DataNode节点

在Elasticsearch集群中，会有N个DataNode节点。DataNode节点主要负责：
数据写入、数据检索，大部分Elasticsearch的压力都在DataNode节点上
在生产环境中，内存最好配置大一些

二 、分片和副本机制

2.1 分片（Shard）

Elasticsearch是一个分布式的搜索引擎，索引的数据也是分成若干部分，分布在不同的服务器节点中
分布在不同服务器节点中的索引数据，就是分片（Shard）。Elasticsearch会自动管理分片，如果发现分片分布不均衡，就会自动迁移
一个索引（index）由多个shard（分片）组成，而分片是分布在不同的服务器上的

2.2 副本

为了对Elasticsearch的分片进行容错，假设某个节点不可用，会导致整个索引库
都将不可用。所以，需要对分片进行副本容错。每一个分片都会有对应的副本。在Elasticsearch中，默认创建的索引为1个分片、每个分片有1个主分片和1个副本
分片。
每个分片都会有一个Primary Shard（主分片），也会有若干个Replica Shard（副
本分片）
Primary Shard和Replica Shard不在同一个节点上

2.3 指定分片、副本数量

// 创建指定分片数量、副本数量的索引 
PUT /job_idx_shard_temp 
{ 
"mappings":{ 
"properties":{ 
"id":{"type":"long","store":true}, 
"area":{"type":"keyword","store":true}, 
"exp":{"type":"keyword","store":true},  
"edu":{"type":"keyword","store":true}, 
"salary":{"type":"keyword","store":true}, 
"job_type":{"type":"keyword","store":true}, 
"cmp":{"type":"keyword","store":true}, 
"pv":{"type":"keyword","store":true}, 
"title":{"type":"text","store":true}, 
"jd":{"type":"text"} 
} 
}, 
"settings":{ 
"number_of_shards":3, 
"number_of_replicas":2 
} 
} 

// 查看分片、主分片、副本分片 
GET /_cat/indices?v

三、Elasticsearch重要工作流程

3.1 Elasticsearch文档写入原理

image.png
1.选择任意一个DataNode发送请求，例如：node2。此时，node2就成为一个
coordinating node（协调节点）
2.计算得到文档要写入的分片
shard = hash(routing) % number_of_primary_shards
routing 是一个可变值，默认是文档的 _id
3.coordinating node会进行路由，将请求转发给对应的primary shard所在的
DataNode（假设primary shard在node1、replica shard在node2）
4.node1节点上的Primary Shard处理请求，写入数据到索引库中，并将数据同步到
Replica shard
5.Primary Shard和Replica Shard都保存好了文档，返回client

3.2 Elasticsearch检索原理

image.png
client发起查询请求，某个DataNode接收到请求，该DataNode就会成为协调节点 （Coordinating Node）
协调节点（Coordinating Node）将查询请求广播到每一个数据节点，这些数据节点的分片会处理该查询请求
每个分片进行数据查询，将符合条件的数据放在一个优先队列中，并将这些数据的文档ID、节点信息、分片信息返回给协调节点
协调节点将所有的结果进行汇总，并进行全局排序
协调节点向包含这些文档ID的分片发送get请求，对应的分片将文档数据返回给协调节点，最后协调节点将数据返回给客户端

四、Elasticsearch准实时索引实现

4.1 溢写到文件系统缓存

**当数据写入到ES分片时，会首先写入到内存中，然后通过内存的buffer生成一个 segment，并刷到文件系统缓存中，数据可以被检索（注意不是直接刷到磁盘） ES中默认1秒，refresh一次 **

4.2 写translog保障容错

在写入到内存中的同时，也会记录translog日志，在refresh期间出现异常，会根据translog来进行数据恢复
等到文件系统缓存中的segment数据都刷到磁盘中，清空translog文件

4.3 flush到磁盘

ES默认每隔30分钟会将文件系统缓存的数据刷入到磁盘

4.4 segment合并

Segment太多时，ES定期会将多个segment合并成为大的segment，减少索引查询时IO开销，此阶段ES会真正的物理删除（之前执行过的delete的数据）
image.png

五.手工控制搜索结果精准度

5.1、下述搜索中，如果document中的remark字段包含java 或 developer 词组，都符合搜索条件。

GET /es_db/_search 
{ 
"query": { 
"match": { 
"remark": "java developer" 
} 
} 
}

如果需要搜索的document中的remark字段，包含java和developer词组，则需要使
用下述语法：

GET /es_db/_search 
{ 
"query": { 
"match": { 
"remark": { 
"query": "java developer", 
"operator": "and" 
} 
} 
} 
}

上述语法中，如果将operator的值改为or。则与第一个案例搜索语法效果一致。默认的ES执行搜索的时候，operator就是or。
如果在搜索的结果document中，需要remark字段中包含多个搜索词条中的一定比例，可以使用下述语法实现搜索。其中minimum_should_match可以使用百分比或固定数字。百分比代表query搜索条件中词条百分比，如果无法整除，向下匹配（如，query条件有3个单词，如果使用百分比提供精准度计算，那么是无法除尽的，如果需要至少匹配两个单词，则需要用67%来进行描述。如果使用66%描述，ES 则认为匹配一个单词即可。）。固定数字代表query搜索条件中的词条，至少需要 匹配多少个。

GET /es_db/_search 
{ 
 "query": { 
 "match": { 
 "remark": { 
 "query": "java architect assistant", 
 "minimum_should_match": "68%" 
 } 
} 
} 
}

如果使用should+bool搜索的话，也可以控制搜索条件的匹配度。具体如下：下述
案例代表搜索的document中的remark字段中，必须匹配java、developer、 assistant三个词条中的至少2个。

GET /es_db/_search 
{ "query": { 
 "bool": { 
 "should": [ 
   { 
   "match": { 
   "remark": "java" 
   } 
   }, 
   { 
   "match": { 
   "remark": "developer" 
   } 
   }, 
   { 
   "match": { 
   "remark": "assistant" 
   } 
   } 
 ], 
 "minimum_should_match": 2 
 } 
 } 
}

5.2、match 的底层转换

其实在ES中，执行match搜索的时候，ES底层通常都会对搜索条件进行底层转换，
来实现最终的搜索结果。如：

GET /es_db/_search 
{ 
"query": { 
"match": { 
"remark": "java developer" 
} 
} 
} 

# 转换后是： 
GET /es_db/_search 
{ 
"query": { "bool": { 
"should": [ 
{ 
"term": { 
"remark": "java" 
} 
}, 
{ 
"term": { 
"remark": { 
"value": "developer" 
} 
} 
} 
] 
} 
} 
} 


# 完全匹配
GET /es_db/_search 
{ 
"query": { 
"match": { 
"remark": { 
"query": "java developer", 
"operator": "and" 
} 
} 
} 
} 

# 转换后是： 
GET /es_db/_search 
{ 
"query": { 
"bool": { 
"must": [ 
{ 
"term": { 
"remark": "java" 
} }, 
{ 
"term": { 
"remark": { 
"value": "developer" 
} 
} 
} 
] 
} 
} 
} 


# 匹配度
GET /es_db/_search 
{ 
"query": { 
"match": { 
"remark": { 
"query": "java architect assistant", 
"minimum_should_match": "68%" 
} 
} 
} 
}

# 转换后为： 
GET /es_db/_search 
{ 
"query": { 
"bool": { 
"should": [ 
{ 
"term": { 
"remark": "java" 
} 
}, 
{ 
"term": { 
"remark": "architect" 
} 
}, { 
"term": { 
"remark": "assistant" 
} 
} 
], 
"minimum_should_match": 2 
} 
} 
}


**建议，如果不怕麻烦，尽量使用转换后的语法执行搜索，效率更高。 **
**如果开发周期短，工作量大，使用简化的写法。 **

5.3、boost权重控制

搜索document中remark字段中包含java的数据，如果remark中包含developer
或architect，则包含architect的document优先显示。（就是将architect数据匹
配时的相关度分数增加）。
一般用于搜索时相关度排序使用。如：电商中的综合排序。将一个商品的销
量，广告投放，评价值，库存，单价比较综合排序。在上述的排序元素中，广告投
放权重最高，库存权重最低。


 GET /es_db/_search 
 {
 "query":{
 "bool":{
 "must":[
 {
 "match":{
 "remark":"java"
 }
 }
 ],
 "should":[
 {
 "match":{
 "remark":{
 "query":"developer",
 "boost":1
 }
 }
 },
 {
 "match":{
 "remark":{
 "query":"architect",
 "boost":3
 }
 }
 }
 ]
 }
 }
 }

5.4、基于dis_max实现best fields策略进行多字段搜索

best fields策略： 搜索的document中的某一个field，尽可能多的匹配搜索条件。与之相反的是，尽可能多的字段匹配到搜索条件（most fields策略）。如百度搜索使用这种策略。
​

优点：精确匹配的数据可以尽可能的排列在最前端，
且可以通过 minimum_should_match来去除长尾数据，避免长尾数据字段对排序结果的影响。
长尾数据比如说我们搜索4个关键词，但很多文档只匹配1个，也显示出来了，这些文档其实不是我们想要的
_缺点：相对排序不均匀。 _
_dis_max语法： 直接获取搜索的多条件中的，单条件query相关度分数最高的数据，以这个数据做相关度排序。 _
​

下述的案例中，就是找name字段中rod匹配相关度分数或remark字段中java
developer匹配相关度分数，哪个高，就使用哪一个相关度分数进行结果排序。

GET /es_db/_search 
{ 
"query": { 
"dis_max": { 
"queries": [ 
{ 
"match": { "name": "rod" 
} 
}, 
{ 
"match": { 
"remark": "java developer" 
} 
} 
] 
} 
} 
} 

# 返回结果
#! Elasticsearch built-in security features are not enabled. Without authentication, your cluster could be accessible to anyone. See https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/7.15/security-minimal-setup.html to enable security.
{
  "took" : 1,
  "timed_out" : false,
  "_shards" : {
    "total" : 1,
    "successful" : 1,
    "skipped" : 0,
    "failed" : 0
  },
  "hits" : {
    "total" : {
      "value" : 4,
      "relation" : "eq"
    },
    "max_score" : 1.6375021,
    "hits" : [
      {
        "_index" : "es_db",
        "_type" : "_doc",
        "_id" : "3",
        "_score" : 1.6375021,
        "_source" : {
          "name" : "rod",
          "sex" : 0,
          "age" : 26,
          "address" : "广州白云山公园",
          "remark" : "php developer"
        }
      },
      {
        "_index" : "es_db",
        "_type" : "_doc",
        "_id" : "1",
        "_score" : 1.4691012,
        "_source" : {
          "name" : "张三",
          "sex" : 1,
          "age" : 25,
          "address" : "广州天河公园",
          "remark" : "java developer"
        }
      },
      {
        "_index" : "es_db",
        "_type" : "_doc",
        "_id" : "2",
        "_score" : 0.5598161,
        "_source" : {
          "name" : "李四",
          "sex" : 1,
          "age" : 28,
          "address" : "广州荔湾大厦",
          "remark" : "java assistant"
        }
      },
      {
        "_index" : "es_db",
        "_type" : "_doc",
        "_id" : "5",
        "_score" : 0.46919835,
        "_source" : {
          "name" : "小明",
          "sex" : 0,
          "age" : 19,
          "address" : "长沙岳麓山",
          "remark" : "java architect assistant"
        }
      }
    ]
  }
}

5.5、基于tie_breaker参数优化dis_max搜索效果

dis_max是将多个搜索query条件中相关度分数最高的用于结果排序，忽略其他 query分数，在某些情况下，可能还需要其他query条件中的相关度介入最终的结果排序，这个时候可以使用tie_breaker参数来优化dis_max搜索。
tie_breaker参数代表的含义是：将其他query搜索条件的相关度分数乘以参数值，再参与到结果排序中。如果不定义此参数，相当于参数值为0。所以其他query条件的相关度分数被忽略。

GET /es_db/_search 
{ 
"query": { 
"dis_max": { 
"queries": [ 
{ 
"match": { 
"name": "rod" 
} 
}, 
{ 
"match": { 
"remark": "java developer" 
} 
} 
], 
"tie_breaker":0.5 
} 
}
}

5.6、使用multi_match简化dis_max+tie_breaker

ES中相同结果的搜索也可以使用不同的语法语句来实现。不需要特别关注，只要能够实现搜索，就是完成任务！
如：

GET /es_db/_search
{
"query":{
"dis_max":{
"queries":[
{
"match":{
"name":"rod"
}
},
{
"match":{
"remark":{
"query":"javadeveloper",
"boost":2,
"minimum_should_match":2
}
}
}
],
"tie_breaker":0.5
}
}
}

# 返回结果
#! Elasticsearch built-in security features are not enabled. Without authentication, your cluster could be accessible to anyone. See https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/7.15/security-minimal-setup.html to enable security.
{
  "took" : 0,
  "timed_out" : false,
  "_shards" : {
    "total" : 1,
    "successful" : 1,
    "skipped" : 0,
    "failed" : 0
  },
  "hits" : {
    "total" : {
      "value" : 1,
      "relation" : "eq"
    },
    "max_score" : 1.6375021,
    "hits" : [
      {
        "_index" : "es_db",
        "_type" : "_doc",
        "_id" : "3",
        "_score" : 1.6375021,
        "_source" : {
          "name" : "rod",
          "sex" : 0,
          "age" : 26,
          "address" : "广州白云山公园",
          "remark" : "php developer"
        }
      }
    ]
  }
}



#使用multi_match语法为：其中type常用的有best_fields和most_fields。^n代表权重，相当于"boost":n。
GET /es_db/_search
{
"query":{
"multi_match":{
  "query": "rod java developer",
  "fields": ["name","remark^2"],
  "type": "best_fields",
  "tie_breaker": 0.5,
  "minimum_should_match": "50%"
}
}
}

5.7、cross fields搜索

cross fields ： 一个唯一的标识，分部在多个fields中，使用这种唯一标识
搜索数据就称为cross fields搜索。如：人名可以分为姓和名，地址可以分为省、
市、区县、街道等。那么使用人名或地址来搜索document，就称为cross fields搜
索。
实现这种搜索，一般都是使用most fields搜索策略。因为这就不是一个field
的问题。
**Cross fields搜索策略，是从多个字段中搜索条件数据。默认情况下，和most **
**fields搜索的逻辑是一致的，计算相关度分数是和best fields策略一致的。一般 **
**来说，如果使用cross fields搜索策略，那么都会携带一个额外的参数operator。 **
**用来标记搜索条件如何在多个字段中匹配。 **
当然，在ES中也有cross fields搜索策略。具体语法如下：

GET /es_db/_search 
{ 
"query": { 
"multi_match": { 
"query": "java developer", 
"fields": ["name", "remark"], 
"type": "cross_fields", 
"operator" : "and" 
} 
} 
}

上述语法代表的是，搜索条件中的java必须在name或remark字段中匹配，
developer也必须在name或remark字段中匹配。most field策略问题：most fields策略是尽可能匹配更多的字段，所以会导致
精确搜索结果排序问题。又因为cross fields搜索，不能使用
minimum_should_match来去除长尾数据。
所以在使用most fields和cross fields策略搜索数据的时候，都有不同的缺
陷。所以商业项目开发中，都推荐使用best fields策略实现搜索。

5.8、copy_to组合fields

京东中，如果在搜索框中输入“手机”，点击搜索，那么是在商品的类型名称、商品的名称、商品的卖点、商品的描述等字段中，哪一个字段内进行数据的匹配？如果使用某一个字段做搜索不合适，那么使用_all做搜索是否合适？也不合适，因为_all字段中可能包含图片，价格等字段。假设，有一个字段，其中的内容包括(但不限于)：商品类型名称、商品名称、 商品卖点等字段的数据内容。是否可以在这个特殊的字段上进行数据搜索匹配？

{
"category_name" : "手机",
"product_name" : "一加6T手机",
"price" : 568800,
"sell_point" : "国产最好的Android手机",
"tags": ["8G+128G", "256G可扩展"],
"color" : "红色",
"keyword" : "手机 一加6T手机 国产最好的Android手机"
}


copy_to : 就是将多个字段，复制到一个字段中，实现一个多字段组合。copy_to
可以解决cross fields搜索问题，在商业项目中，也用于解决搜索条件默认字段问
题。
如果需要使用copy_to语法，则需要在定义index的时候，手工指定mapping映射策
略。
copy_to语法：

PUT /es_db/_mapping
{
"properties": {
"provice" : {
"type": "text",
"analyzer": "standard",
"copy_to": "address"
},
"city" : {
"type": "text",
"analyzer": "standard",
"copy_to": "address"
},
"street" : {
"type": "text",
"analyzer": "standard",
"copy_to": "address"
},
"address" : {
"type": "text",
"analyzer": "standard"
}
}
}

上述的mapping定义中，是新增了4个字段，分别是provice、city、street、
address，其中provice、city、street三个字段的值，会自动复制到address字段
中，实现一个字段的组合。那么在搜索地址的时候，就可以在address字段中做条
件匹配，从而避免most fields策略导致的问题。在维护数据的时候，不需对
address字段特殊的维护。因为address字段是一个组合字段，是由ES自动维护的。
类似java代码中的推导属性。在存储的时候，未必存在，但是在逻辑上是一定存在
的，因为address是由3个物理存在的属性province、city、street组成的。

5.9、近似匹配

前文都是精确匹配。如doc中有数据java assistant，那么搜索jave是搜索不到
数据的。因为jave单词在doc中是不存在的。
如果搜索的语法是：

GET _search 
{ 
"query" : { 
"match" : { 
"name" : "jave" 
}
} 
}

如果需要的结果是有特殊要求，如：hello world必须是一个完整的短语，不
可分割；或document中的field内，包含的hello和world单词，且两个单词之间离
的越近，相关度分数越高。那么这种特殊要求的搜索就是近似搜索。包括hell搜索
条件在hello world数据中搜索，包括h搜索提示等都数据近似搜索的一部分。
如何上述特殊要求的搜索，使用match搜索语法就无法实现了。

5.10、match phrase

短语搜索。**就是搜索条件不分词。代表搜索条件不可分割。 **
如果hello world是一个不可分割的短语，我们可以使用前文学过的短语搜索
match phrase来实现。语法如下：

GET _search 
{ 
"query": { 
"match_phrase": { 
"remark": "java assistant" 
} 
} 
}

**-1)、 match phrase原理 -- term position **
ES是如何实现match phrase短语搜索的？其实在ES中，使用match phrase做搜
索的时候，也是和match类似，首先对搜索条件进行分词-analyze。将搜索条件拆
分成hello和world。既然是分词后再搜索，ES是如何实现短语搜索的？
这里涉及到了倒排索引的建立过程。在倒排索引建立的时候，ES会先对
document数据进行分词，如：

GET _analyze 
{ 
"text": "hello world, java spark", 
"analyzer": "standard" 
}

分词的结果是：

{ 
"tokens": [ 
{ 
"token": "hello", 
"start_offset": 0, 
"end_offset": 5, 
"type": "<ALPHANUM>", 
"position": 0 
}, 
{ 
"token": "world", 
"start_offset": 6, 
"end_offset": 11, 
"type": "<ALPHANUM>", 
"position": 1 
}, 
{ 
"token": "java", 
"start_offset": 13, 
"end_offset": 17, 
"type": "<ALPHANUM>", 
"position": 2 
}, 
{ 
"token": "spark", 
"start_offset": 18, 
"end_offset": 23, 
"type": "<ALPHANUM>", 
"position": 3 
} 
] 
}

从上述结果中，可以看到。ES在做分词的时候，除了将数据切分外，还会保留
一个position。position代表的是这个词在整个数据中的下标。当ES执行match
phrase搜索的时候，首先将搜索条件hello world分词为hello和world。然后在倒
排索引中检索数据，如果hello和world都在某个document的某个field出现时，那么检查这两个匹配到的单词的position是否是连续的，如果是连续的，代表匹配成
功，如果是不连续的，则匹配失败。
**-2). match phrase搜索参数 -- slop **
在做搜索操作的是，如果搜索参数是hello spark。而ES中存储的数据是hello
world, java spark。那么使用match phrase则无法搜索到。在这个时候，可以使
用match来解决这个问题。但是，当我们需要在搜索的结果中，做一个特殊的要
求：hello和spark两个单词距离越近，document在结果集合中排序越靠前，这个时
候再使用match则未必能得到想要的结果。
ES的搜索中，对match phrase提供了参数slop。slop代表match phrase短语搜
索的时候，单词最多移动多少次，可以实现数据匹配。在所有匹配结果中，多个单
词距离越近，相关度评分越高，排序越靠前。
这种使用slop参数的match phrase搜索，就称为近似匹配（proximity
search）
如：
数据为： hello world, java spark
搜索为： match phrase : hello spark。
slop为： 3 （代表单词最多移动3次。）
执行短语搜索的时候，将条件hello spark分词为hello和spark两个单词。并
且连续。
hello spark
接下来，可以根据slop参数执行单词的移动。

下标0123
dochelloworldjavaspark
搜索hellospark
移动hellospark
移动2hellospark

匹配成功，不需要移动第三次即可匹配。
如果：
数据为： hello world, java spark
搜索为： match phrase : spark hello。
slop为： 5 （代表单词最多移动5次。）执行短语搜索的时候，将条件hello spark分词为hello和spark两个单词。并且连续。
spark hello
接下来，可以根据slop参数执行单词的移动。
下标 ： 0 1 2 3
doc ： hello world java spark
搜索 ： spark hello
移动1： spark/hello
移动2： hello spark
移动3： hello spark
移动4： hello spark
匹配成功，不需要移动第五次即可匹配。
如果当slop移动次数使用完毕，还没有匹配成功，则无搜索结果。如果使用中文分词，则
移动次数更加复杂，因为中文词语有重叠情况，很难计算具体次数，需要多次尝试才行。
测试案例：
英文：

GET _analyze 
{ 
"text": "hello world, java spark", 
"analyzer": "standard" 
} 

POST /test_a/_doc/3 
{ 
"f" : "hello world, java spark" 
} 

GET /test_a/_search 
{ 
"query": { 
"match_phrase": { 
"f" : { 
"query": "hello spark", 
"slop" : 2 
} 
} 
} 
}

GET /test_a/_search 
{ 
"query": { 
"match_phrase": { 
"f" : { 
"query": "spark hello", 
"slop" : 4 
} 
} 
} 
}

**中文： **

GET _analyze 
{ 
"text": "中国，一个世界上最强的国家", 
"analyzer": "ik_max_word" 
} 

POST /test_a/_doc/1 
{ 
"f" : "中国，一个世界上最强的国家" 
} 

GET /test_a/_search 
{ 
"query": { 
"match_phrase": { 
"f" : { 
"query": "中国最强", 
"slop" : 5 
} 
} 
} 
} 

GET /test_a/_search 
{ 
"query": { 
"match_phrase": {
"f" : { 
"query": "最强中国", 
"slop" : 9 
} 
} 
} 
}

六.经验分享

使用match和proximity search实现召回率和精准度平衡。
召回率：召回率就是搜索结果比率，如：索引A中有100个document，搜索时返回多少个document，就是召回率（recall）。
精准度：就是搜索结果的准确率，如：搜索条件为hello java，在搜索结果中尽可能让短语匹配和hello java离的近的结果排序靠前，就是精准度 （precision）。
​

如果在搜索的时候，只使用match phrase语法，会导致召回率底下，因为搜索
结果中必须包含短语（包括proximity search）。
如果在搜索的时候，只使用match语法，会导致精准度底下，因为搜索结果排
序是根据相关度分数算法计算得到。
那么如果需要在结果中兼顾召回率和精准度的时候，就需要将match和
proximity search混合使用，来得到搜索结果。
测试案例：

POST /test_a/_doc/3
{
"f" : "hello, java is very good, spark is also very good"
}

POST /test_a/_doc/4
{
"f" : "java and spark, development language "
}

POST /test_a/_doc/5
{ "f" : "Java Spark is a fast and general‐purpose cluster computing system. I t provides high‐level APIs in Java, Scala, Python and R, and an optimized engi ne that supports general execution graphs."
}

POST /test_a/_doc/6
{
"f" : "java spark and, development language "
}

GET /test_a/_search
{
"query": {
"match": {
"f": "java spark"
}
}
}

GET /test_a/_search
{
"query": {
"bool": {
"must": [
{
"match": {
"f": "java spark"
}
}
],
"should": [
{
"match_phrase": {
"f": {
"query": "java spark",
"slop" : 50
}
}
}
]
}
}
}

七、前缀搜索 prefix search

使用前缀匹配实现搜索能力。通常针对keyword类型字段，也就是不分词的字段。
语法：

GET /test_a/_search 
{ 
"query": { 
"prefix": { 
"f.keyword": { 
"value": "J" 
} 
} 
} 
}

**注意：针对前缀搜索，是对keyword类型字段而言。而keyword类型字段数据大小写敏感。 **
前缀搜索效率比较低。前缀搜索不会计算相关度分数。前缀越短，效率越低。
如果使用前缀搜索，建议使用长前缀。因为前缀搜索需要扫描完整的索引内容，所以前缀越长，相对效率越高。

八、通配符搜索

ES中也有通配符。但是和java还有数据库不太一样。通配符可以在倒排索引中
使用，也可以在keyword类型字段中使用。
常用通配符：
? - 一个任意字符
* - 0~n个任意字符

GET /test_a/_search 
{ 
"query": { 
"wildcard": { 
"f.keyword": { 
"value": "?e*o*" 
} 
}
} 
}

性能也很低，也是需要扫描完整的索引。不推荐使用。

九、正则搜索

ES支持正则表达式。可以在倒排索引或keyword类型字段中使用。
常用符号：
[] - 范围，如： [0-9]是0~9的范围数字
. - 一个字符
+ - 前面的表达式可以出现多次。

GET /test_a/_search 
{ 
"query": { 
"regexp" : { 
"f.keyword" : "[A‐z].+" 
} 
} 
}

性能也很低，需要扫描完整索引。

十、搜索推荐

搜索推荐： search as your type， 搜索提示。如：索引中有若干数据
以“hello”开头，那么在输入hello的时候，推荐相关信息。（类似百度输入框）
语法：

GET /test_a/_search 
{ 
"query": { 
"match_phrase_prefix": { 
"f": { 
"query": "java s", 
"slop" : 10, 
"max_expansions": 10 
} 
} 
} 
}

其原理和match phrase类似，是先使用match匹配term数据（java），然后在指定的slop移动次数范围内，前缀匹配（s），max_expansions是用于指定prefix 最多匹配多少个term（单词），超过这个数量就不再匹配了。
这种语法的限制是，只有最后一个term会执行前缀搜索。
执行性能很差，毕竟最后一个term是需要扫描所有符合slop要求的倒排索引的 term。
因为效率较低，如果必须使用，则一定要使用参数max_expansions。

十一、fuzzy模糊搜索技术

搜索的时候，可能搜索条件文本输入错误，如：hello world -> hello word。
这种拼写错误还是很常见的。fuzzy技术就是用于解决错误拼写的（在英文中很有效，在中文中几乎无效。）。其中fuzziness代表value的值word可以修改多少个字母来进行拼写错误的纠正（修改字母的数量包含字母变更，增加或减少字母。）。f代表要搜索的字段名称。

GET /test_a/_search 
{ 
"query": { 
"fuzzy": { 
"f" : { 
"value" : "word", 
"fuzziness": 2 
} 
} 
} 
}
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