Elasticsearch实现全文搜索的步骤和实现原理

ElasticSearch是什么

ElasticSearch(简称为ES)是一个基于开源的分布式搜索和分析引擎,它提供了强大的全文搜索、结构化查询、实时数据分析和可视化等功能。它是建立在 Apache Lucene 搜索引擎库之上的,并且通过 RESTful API 提供了简单易用的接口。

以下是 ElasticSearch 的一些主要特点:

  1. 分布式架构:ElasticSearch 是一个分布式系统,可以通过水平扩展来处理大规模数据和高并发访问。它能够自动将数据分片并分布到多个节点上,并提供复制机制以保证数据的可靠性和容错性。
  2. 实时搜索和分析:ElasticSearch 提供了快速、实时的全文搜索和分析功能。它使用倒排索引来加速搜索,能够在大量数据中快速查找相关的文档。同时,它支持复杂的结构化查询和聚合分析,可以用于各种场景,如日志分析、业务监控等。
  3. 强大的查询语言:ElasticSearch 使用 JSON 格式的查询语言(Query DSL),可以进行灵活和精确的搜索。它支持关键字匹配、范围查询、模糊查询、布尔逻辑等多种查询方式,并且可以进行排序、分页、高亮等操作。
  4. 多种数据类型支持:ElasticSearch 支持多种数据类型的索引和搜索,包括文本、数值、日期、地理位置等。它能够处理结构化和非结构化的数据,并提供了丰富的分析和聚合功能。
  5. 可扩展性和插件生态系统:ElasticSearch 具有良好的可扩展性,通过增加更多的节点可以横向扩展集群的能力。同时,它还有一个活跃的插件生态系统,提供了各种各样的插件和扩展,方便用户根据自己的需求进行定制和扩展。
  6. 高可用性和容错性:ElasticSearch 提供了复制机制和分片恢复机制,确保数据的可靠性和容错性。如果某个节点发生故障或下线,集群可以自动重新平衡数据分片,并确保数据的高可用性。

springboot项目,如何接入 ElasticSearch实现全文搜索?

  1. 添加依赖:在 Maven 或 Gradle 构建文件中添加 Elasticsearch 相关的依赖。例如,在 Maven 中可以添加以下依赖:
xml 复制代码
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-elasticsearch</artifactId>
</dependency>
  1. 配置 Elasticsearch 连接:在 Spring Boot 的配置文件(application.propertiesapplication.yml)中配置 Elasticsearch 的连接信息,包括主机、端口、用户名和密码等。例如:
ini 复制代码
spring.data.elasticsearch.cluster-nodes=localhost:9200
spring.data.elasticsearch.cluster-name=my-es-cluster
  1. 创建实体类:创建与 Elasticsearch 文档对应的实体类。该实体类需要使用 Spring Data Elasticsearch 提供的注解来描述与 Elasticsearch 文档之间的映射关系。例如:
java 复制代码
@Document(indexName = "my_index", type = "my_type")
public class MyEntity {
    @Id
    private String id;
    private String title;
    private String content;
    
    // 省略 getter 和 setter
}
  1. 创建 Repository 接口:创建继承自 ElasticsearchRepository 的 Repository 接口,并指定实体类和 ID 的类型。该接口提供了一些常用的 CRUD 操作方法,也可以根据需要自定义查询方法。例如:
java 复制代码
public interface MyEntityRepository extends ElasticsearchRepository<MyEntity, String> 
    { 
        List<MyEntity> findByTitle(String keyword); 
    }
  1. 使用 Elasticsearch 进行搜索:在业务代码中,通过注入 MyEntityRepository 对象,即可使用 Elasticsearch 进行搜索操作。例如:
java 复制代码
@Autowired
private MyEntityRepository myEntityRepository;

public List<MyEntity> search(String keyword) {
    return myEntityRepository.findByTitle(keyword);
}

Elasticsearch实现全文搜索的原理是什么?

Elasticsearch 实现全文搜索的原理主要包括倒排索引和分布式搜索。

  1. 倒排索引:Elasticsearch 使用倒排索引来加速全文搜索。倒排索引是一种将文档中的词汇出现映射到文档的数据结构,它提供了快速查找某个词汇在哪些文档中出现的能力。相对于传统的顺序索引,倒排索引可以更快地定位到包含特定词汇的文档。

    倒排索引由多个倒排列表构成,每个倒排列表存储了一个词汇对应的文档编号(或位置)等信息。通过这些倒排列表,可以根据搜索条件快速找到相关文档。

  2. 分词器:在建立倒排索引之前,Elasticsearch 会使用分词器对文本进行分词处理。分词器将文本分割为一个个单独的词汇,并进行词形还原、去除停用词等处理。这样可以保证搜索时能够准确匹配到文档中的词汇。

  3. 分布式搜索:Elasticsearch 是一个分布式系统,它可以将数据水平划分为多个分片(shard),并将这些分片分散存储在不同的节点上。当进行全文搜索时,Elasticsearch 会将搜索请求发送到每个分片上,并将结果合并返回给用户。

    在分布式搜索中,Elasticsearch 使用一种叫做倒排索引分布式的技术来加速搜索。每个分片都维护了自己的倒排索引,并负责处理部分数据的搜索请求。当搜索请求到达时,各个分片将自己的搜索结果返回给协调节点(coordinator),协调节点负责合并、排序和返回最终的搜索结果。

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