Search after解决ES深度分页问题

search_after 是 Elasticsearch 中用于实现深度分页的一种机制。相比于传统的 from 和 size 分页方式，search_after 更适合处理大数据集的分页查询，因为它避免了深度分页带来的性能问题。

1、search_after 的作用和意义

传统分页的问题
在 Elasticsearch 中，使用 from 和 size 进行分页时，每次查询都需要从索引的第一个文档开始扫描，直到找到 from 指定的位置。对于深度分页（例如 from=10000, size=10），这种方式会导致性能急剧下降，因为需要扫描大量文档。

search_after 的优势

• 性能优化：search_after 通过基于排序值的游标机制，避免了从头扫描文档的开销。

• 适合大数据集：特别适合需要分页查询大量数据的场景。

• 实时性：search_after 是基于实时数据的，能够反映索引的最新状态。

适用场景

• 需要分页查询大量数据（例如日志数据、时间序列数据）。

• 需要实现“无限滚动”或“加载更多”功能。

• 需要避免深度分页的性能问题。

2、search_after 的工作原理

search_after 的工作原理是基于排序字段的值。每次查询时，Elasticsearch 会返回一组排序值（sort 字段），下一次查询时可以使用这些值作为游标，从上次查询结束的位置继续查询。

注意事项

• 必须指定一个或多个排序字段（sort）。

• 排序字段的值必须是唯一的，否则可能会导致分页不准确。

• 使用 search_after 时，from 参数必须设置为 0 或省略。

3、search_after 的使用方法

步骤
1：第一次查询：

• 指定排序字段（例如 @timestamp 和 _id）。

• 设置 size 参数，确定每页返回的文档数量。

• 不设置 search_after 参数。

2：后续查询：

• 使用上一次查询返回的最后一个文档的排序值作为 search_after 参数。

• 继续指定相同的排序字段和 size 参数。

示例

假设有一个索引 logs，存储日志数据，字段包括 @timestamp 和 message。我们需要按时间顺序分页查询日志。

第一次查询

GET /logs/_search
{
  "size": 10,
  "sort": [
    { "@timestamp": "asc" },
    { "_id": "asc" }
  ]
}

响应结果

{
  "hits": {
    "hits": [
      {
        "_id": "1",
        "_source": {
          "@timestamp": "2023-10-01T00:00:00Z",
          "message": "Log entry 1"
        },
        "sort": [ "2023-10-01T00:00:00Z", "1" ]
      },
      {
        "_id": "2",
        "_source": {
          "@timestamp": "2023-10-01T00:01:00Z",
          "message": "Log entry 2"
        },
        "sort": [ "2023-10-01T00:01:00Z", "2" ]
      },
      ...
    ]
  }
}

第二次查询

使用第一次查询的最后一个文档的排序值作为 search_after 参数：

GET /logs/_search
{
  "size": 10,
  "sort": [
    { "@timestamp": "asc" },
    { "_id": "asc" }
  ],
  "search_after": [ "2023-10-01T00:01:00Z", "2" ]
}

响应结果

{
  "hits": {
    "hits": [
      {
        "_id": "3",
        "_source": {
          "@timestamp": "2023-10-01T00:02:00Z",
          "message": "Log entry 3"
        },
        "sort": [ "2023-10-01T00:02:00Z", "3" ]
      },
      {
        "_id": "4",
        "_source": {
          "@timestamp": "2023-10-01T00:03:00Z",
          "message": "Log entry 4"
        },
        "sort": [ "2023-10-01T00:03:00Z", "4" ]
      },
      ...
    ]
  }
}

4、注意事项

• 排序字段的唯一性：如果排序字段的值不唯一，可能会导致分页不准确。因此，通常需要结合 _id 或其他唯一字段进行排序。

• 实时性：search_after 是基于实时数据的，因此在分页过程中，如果有新文档插入或旧文档删除，可能会导致分页结果不一致。

• 性能优化：尽量选择高效的排序字段（例如数值字段或日期字段），避免使用文本字段进行排序。

5、与传统分页的对比

6、总结

search_after 是 Elasticsearch 中用于实现高效深度分页的机制。它通过基于排序值的游标机制，避免了传统分页的性能问题，特别适合处理大数据集的分页查询。使用时需要注意排序字段的唯一性和实时性，并结合实际场景选择合适的排序字段。