【Elasticsearch】 复合查询

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【Elasticsearch】 复合查询

引言

在现代的大数据时代，Elasticsearch 已经成为了一个不可或缺的搜索引擎工具，广泛应用于日志分析、全文搜索、实时数据分析等场景。作为一个基于 Lucene 的分布式搜索引擎，Elasticsearch 提供了强大的搜索能力，尤其是在处理复杂查询时，其灵活的查询 DSL（Domain Specific Language）使得开发者能够轻松构建各种复杂的查询逻辑。

在 Elasticsearch 中，复合查询（Compound Queries）是一类非常重要的查询类型，它允许开发者将多个子查询组合在一起，形成一个更复杂的查询逻辑。其中，bool 查询 是最常用的复合查询之一，它通过 must、should、must_not 等子句，能够灵活地组合多个查询条件，实现诸如“与”、“或”、“非”等逻辑操作。

本文将深入探讨 Elasticsearch 中的复合查询，特别是 bool 查询 的使用方法，并结合实际的 Java 代码示例，展示如何在实际开发中灵活运用这些查询类型。此外，我们还将介绍其他常见的复合查询类型，如 constant_score 查询 和 dis_max 查询，帮助开发者根据实际需求选择合适的查询方式。

1. Elasticsearch Java 客户端简介

在开始深入探讨复合查询之前，我们首先需要了解如何在 Java 项目中使用 Elasticsearch。Elasticsearch 提供了官方的 Java 客户端库，开发者可以通过 Maven 或 Gradle 将其引入到项目中。

1.1 Maven 依赖

要在 Java 项目中使用 Elasticsearch，首先需要在 pom.xml 文件中添加以下 Maven 依赖：

<dependency>
    <groupId>org.elasticsearch.client</groupId>
    <artifactId>elasticsearch-rest-high-level-client</artifactId>
    <version>7.17.0</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.elasticsearch</groupId>
    <artifactId>elasticsearch</artifactId>
    <version>7.17.0</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
    <artifactId>log4j-core</artifactId>
    <version>2.17.1</version>
</dependency>

这些依赖项包括了 Elasticsearch 的高级 REST 客户端、核心库以及日志框架 Log4j。通过这些依赖项，开发者可以在 Java 项目中轻松地与 Elasticsearch 集群进行交互。

1.2 客户端初始化

在使用 Elasticsearch 客户端之前，首先需要初始化一个 RestHighLevelClient 实例。以下是一个简单的初始化示例：

import org.elasticsearch.client.RestHighLevelClient;
import org.elasticsearch.client.RestClient;
import org.elasticsearch.client.RestClientBuilder;

public class ElasticsearchClient {
    private static RestHighLevelClient client;

    public static RestHighLevelClient getClient() {
        if (client == null) {
            RestClientBuilder builder = RestClient.builder(
                new HttpHost("localhost", 9200, "http")
            );
            client = new RestHighLevelClient(builder);
        }
        return client;
    }
}

在这个示例中，我们创建了一个 RestHighLevelClient 实例，并配置了连接到本地 Elasticsearch 集群的地址和端口。

2. Bool 查询详解

Bool 查询 是 Elasticsearch 中最常用的复合查询类型之一。它允许开发者通过 must、should、must_not 等子句，将多个查询条件组合在一起，形成一个复杂的查询逻辑。

2.1 Bool 查询的基本结构

Bool 查询的基本结构如下：

{
  "query": {
    "bool": {
      "must": [],
      "should": [],
      "must_not": [],
      "filter": []
    }
  }
}

• must：查询条件必须满足，相当于逻辑“与”。
• should：查询条件可以满足，相当于逻辑“或”。
• must_not：查询条件必须不满足，相当于逻辑“非”。
• filter：与 must 类似，但不参与评分。

2.2 Java 代码示例

以下是一个使用 Java 客户端构建 Bool 查询的示例：

import org.elasticsearch.index.query.QueryBuilders;
import org.elasticsearch.index.query.BoolQueryBuilder;
import org.elasticsearch.client.RequestOptions;
import org.elasticsearch.action.search.SearchRequest;
import org.elasticsearch.action.search.SearchResponse;
import org.elasticsearch.search.builder.SearchSourceBuilder;

public class BoolQueryExample {
    public static void main(String[] args) {
        RestHighLevelClient client = ElasticsearchClient.getClient();

        BoolQueryBuilder boolQuery = QueryBuilders.boolQuery();
        boolQuery.must(QueryBuilders.matchQuery("title", "Elasticsearch"));
        boolQuery.should(QueryBuilders.matchQuery("content", "Java"));
        boolQuery.mustNot(QueryBuilders.matchQuery("status", "deleted"));

        SearchSourceBuilder sourceBuilder = new SearchSourceBuilder();
        sourceBuilder.query(boolQuery);

        SearchRequest searchRequest = new SearchRequest("my_index");
        searchRequest.source(sourceBuilder);

        try {
            SearchResponse searchResponse = client.search(searchRequest, RequestOptions.DEFAULT);
            System.out.println(searchResponse.toString());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                client.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

在这个示例中，我们构建了一个 Bool 查询，要求文档的 title 字段必须包含 “Elasticsearch”，content 字段可以包含 “Java”，并且 status 字段不能为 “deleted”。

2.3 Bool 查询的高级用法

Bool 查询不仅可以嵌套其他查询类型，还可以嵌套自身，从而实现更复杂的查询逻辑。例如：

BoolQueryBuilder nestedBoolQuery = QueryBuilders.boolQuery();
nestedBoolQuery.must(QueryBuilders.matchQuery("author", "John Doe"));
nestedBoolQuery.should(QueryBuilders.matchQuery("tags", "tech"));

boolQuery.must(nestedBoolQuery);

在这个示例中，我们创建了一个嵌套的 Bool 查询，并将其作为外层 Bool 查询的 must 条件。

3. 其他复合查询类型

除了 Bool 查询，Elasticsearch 还提供了其他几种常用的复合查询类型，如 constant_score 查询 和 dis_max 查询。

3.1 Constant Score 查询

Constant Score 查询 是一种将查询结果的得分固定为指定值的查询类型。它通常用于过滤查询，不关心文档的得分，只关心文档是否匹配。

3.1.1 Java 代码示例

import org.elasticsearch.index.query.ConstantScoreQueryBuilder;

ConstantScoreQueryBuilder constantScoreQuery = QueryBuilders.constantScoreQuery(
    QueryBuilders.termQuery("status", "active")
).boost(2.0f);

SearchSourceBuilder sourceBuilder = new SearchSourceBuilder();
sourceBuilder.query(constantScoreQuery);

SearchRequest searchRequest = new SearchRequest("my_index");
searchRequest.source(sourceBuilder);

try {
    SearchResponse searchResponse = client.search(searchRequest, RequestOptions.DEFAULT);
    System.out.println(searchResponse.toString());
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

在这个示例中，我们创建了一个 Constant Score 查询，将 status 字段为 “active” 的文档得分固定为 2.0。

3.2 Dis Max 查询

Dis Max 查询 是一种用于在多个字段中查找最佳匹配的查询类型。它会将多个查询的结果进行合并，并返回得分最高的文档。

3.2.1 Java 代码示例

import org.elasticsearch.index.query.DisMaxQueryBuilder;

DisMaxQueryBuilder disMaxQuery = QueryBuilders.disMaxQuery();
disMaxQuery.add(QueryBuilders.matchQuery("title", "Elasticsearch"));
disMaxQuery.add(QueryBuilders.matchQuery("content", "Java"));
disMaxQuery.tieBreaker(0.7f);

SearchSourceBuilder sourceBuilder = new SearchSourceBuilder();
sourceBuilder.query(disMaxQuery);

SearchRequest searchRequest = new SearchRequest("my_index");
searchRequest.source(sourceBuilder);

try {
    SearchResponse searchResponse = client.search(searchRequest, RequestOptions.DEFAULT);
    System.out.println(searchResponse.toString());
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

在这个示例中，我们创建了一个 Dis Max 查询，分别在 title 和 content 字段中查找最佳匹配的文档，并设置了 tieBreaker 参数来控制得分计算。

4. 总结

通过本文的介绍，我们深入探讨了 Elasticsearch 中的复合查询，特别是 bool 查询 的使用方法。我们还介绍了其他常见的复合查询类型，如 constant_score 查询 和 dis_max 查询，并通过实际的 Java 代码示例展示了如何在实际开发中灵活运用这些查询类型。

掌握这些复合查询的使用方法，将帮助开发者更好地应对复杂的搜索需求，提升应用的搜索性能和用户体验。

参考资料

1. Elasticsearch 官方文档
2. Elasticsearch Java 高级 REST 客户端文档
3. Elasticsearch 复合查询官方指南