【Elasticsearch】es脚本编程使用详解

小码农叔叔2023-10-26 11:53

目录

一、es脚本语言介绍

[1.1 什么是es脚本](#1.1 什么是es脚本)

[1.2 es脚本支持的语言](#1.2 es脚本支持的语言)

[1.3 es脚本语言特点](#1.3 es脚本语言特点)

[1.4 es脚本使用场景](#1.4 es脚本使用场景)

二、环境准备

[2.1 docker搭建es过程](#2.1 docker搭建es过程)

[2.1.1 拉取es镜像](#2.1.1 拉取es镜像)

[2.1.2 启动容器](#2.1.2 启动容器)

[2.1.3 配置es参数](#2.1.3 配置es参数)

[2.1.4 重启es容器并访问](#2.1.4 重启es容器并访问)

[2.2 docker搭建kibana过程](#2.2 docker搭建kibana过程)

[2.2.1 拉取kibana镜像](#2.2.1 拉取kibana镜像)

[2.2.2 启动kibana容器](#2.2.2 启动kibana容器)

[2.2.3 修改配置文件](#2.2.3 修改配置文件)

[2.2.4 重启容器并访问](#2.2.4 重启容器并访问)

[三、Scripting 使用详解](#三、Scripting 使用详解)

[3.1 数据准备](#3.1 数据准备)

[3.1.1 创建索引](#3.1.1 创建索引)

[3.1.2 添加测试数据](#3.1.2 添加测试数据)

[3.2 es脚本常用CRUD操作](#3.2 es脚本常用CRUD操作)

[3.2.1 修改id为1001数据的价格](#3.2.1 修改id为1001数据的价格)

[3.2.2 修改id为1005数据的tag](#3.2.2 修改id为1005数据的tag)

[3.2.3 删除id为1005数据](#3.2.3 删除id为1005数据)

[3.2.4 upsert操作](#3.2.4 upsert操作)

[3.2.5 使用expression查询](#3.2.5 使用expression查询)

[3.3 参数化脚本使用](#3.3 参数化脚本使用)

[3.3.1 修改1005这条数据的字段值](#3.3.1 修改1005这条数据的字段值)

[3.3.2 对字段值进行计算](#3.3.2 对字段值进行计算)

[3.3.3 对字段值进行计算并输出多个结果](#3.3.3 对字段值进行计算并输出多个结果)

[3.4 参数化脚本的存储](#3.4 参数化脚本的存储)

[3.4.1 自定义一个参数脚本](#3.4.1 自定义一个参数脚本)

[3.4.2 查询脚本模板](#3.4.2 查询脚本模板)

[3.4.3 使用自定义脚本模板](#3.4.3 使用自定义脚本模板)

[四、Scripting 函数式编程](#四、Scripting 函数式编程)

[4.1 函数式编程格式](#4.1 函数式编程格式)

[4.2 函数式编程使用](#4.2 函数式编程使用)

[4.2.1 同时操作多个字段](#4.2.1 同时操作多个字段)

[4.2.2 条件表达式](#4.2.2 条件表达式)

[4.2.3 数据统计与聚合](#4.2.3 数据统计与聚合)

五、写在文末

一、es脚本语言介绍

1.1 什么是es脚本

Elasticsearch的 Scripting 是es支持的一种专门用于复杂场景下实现可编程的强大脚本功能。通过Scripting 脚本编程，可以实现更复杂的查询、数据处理、数据定制统计聚合以及柔性调整索引结构等。

1.2 es脚本支持的语言

es支持多种脚本语言，比如Painless，这是 Elasticsearch 自家开发的一种安全、高效并且易于学习的语言，其语法与Java很类似，编程中，也有注释、关键字、类型、变量、函数等，相较于其他支持的脚本语言性能更高，并且安全可靠，可以用于内联和存储脚本。

除了 Painless，Elasticsearch 也支持其他几种脚本语言，如 Lucene 的表达式语言，但 Painless 是推荐和默认的选项。具体来说，常用的支持语言如下：

  • groovy，ES1.4X~5.0默认的脚本语言；

  • Painless，JavaEE使用java语言开发，.net使用C#语言开发，Flutter使用Dart语言开发，ES5.X之后的Scripting 使用的默认语法就是Painless，Painless是一种专门用于es的脚本语法，是ES5.0+的默认脚本语言，其语法与Java很类似；

  • expression：每个文档的开销较低，表达式的作用更多，可以非常快速地执行，甚至比编写native脚本还要快，支持javascript语法的子集。缺点：只能访问数字，布尔值，日期和geo_point字段，存储的字段不可用；

  • mustache：提供模板参数化查询。

1.3 es脚本语言特点

使用es脚本语言进行编程具有如下特点

  • 语法简单，学习成本较低；

  • 灵活度高，可编程能力强；

  • 性能相对于其他脚本语言高；

  • 安全性好；

  • 独立语言，虽然易学但是仍需单独学习；

  • 相较于DSL语言性能低；

  • 不适用于复杂的业务场景；

1.4 es脚本使用场景

在下面的一些场景下可以考虑使用es脚步。

计算字段

你可以使用脚本在查询时动态地改变或添加字段的值，这对于数据分析的场景下具有重要的作用。

脚本查询

在查询中使用脚本进行复杂的条件判断。es脚本语言很灵活，其中painless类型下，其语法格式和java非常相似，支持各类条件查询。

脚本聚合

使用脚本进行更复杂的聚合计算。

二、环境准备

为了后面的操作和演示方便，使用docker 快速搭建起es的操作环境。

搭建的服务包括 es+kibana。使用的版本为7.6.2.

2.1 docker搭建es过程

2.1.1 拉取es镜像

bash 复制代码 
docker pull elasticsearch:7.6.2

2.1.2 启动容器

使用下面的命令启动es的容器

bash 复制代码 
docker run -p 9200:9200 -p 9300:9300 -e "discovery.type=single-node" -e ES_JAVA_OPTS="-Xms512m -Xmx512m" --name es7.6 -d elasticsearch:7.6.2

重点需要注意这个配置，ES_JAVA_OPTS="-Xms512m -Xmx512m"，这个配置参数的值最好根据你的服务器配置来决定，一般最好不要低于512m即可；

2.1.3 配置es参数

进入到es容器内部，然后找到下面的这个文件

然后将下面的配置参数配置进去

bash 复制代码 
cluster.name: "docker-cluster"
http.cors.enabled: true
network.host: 0.0.0.0
http.port: 9200
http.cors.allow-origin: "*"

2.1.4 重启es容器并访问

配置完成后重启docker容器，重启成功后，开放9200的端口，然后浏览器可以访问IP:9200，看到如下信息，说明es的搭建完成

2.2 docker搭建kibana过程

2.2.1 拉取kibana镜像

为了减少后面的配置麻烦和一些问题，建议kibana版本与es版本一致

bash 复制代码 
docker pull kibana:7.6.2

2.2.2 启动kibana容器

这里的IP，如果是云服务器，注意使用内网的IP地址

bash 复制代码 
docker run --name kibana -e ELASTICSEARCH_HOSTS=http://es服务IP:9200 -p 5601:5601 -d kibana:7.6.2

2.2.3 修改配置文件

进入到kibana容器中，进入到下面的目录中

bash 复制代码 
cd /usr/share/kibana/config
vi kibana.yml

将如下的配置信息配置进去（es的IP地址如果是云服务器建议使用内网IP）

bash 复制代码 
server.name: kibana
server.host: "0"
elasticsearch.hosts: [ "http://es服务IP:9200" ]
xpack.monitoring.ui.container.elasticsearch.enabled: true
i18n.locale: zh-CN

2.2.4 重启容器并访问

上述配置信息配置完成后，重启容器，开放5601端口，浏览器就可以直接访问，IP:5601，看到下面的效果说明kibana搭建完成

三、Scripting 使用详解

3.1 数据准备

3.1.1 创建索引

使用下面的语句创建一个book的索引

bash 复制代码 
PUT books

3.1.2 添加测试数据

添加如下测试数据

bash 复制代码 
PUT /books/_doc/1001
{
  "id":"1001",
  "title":"Java technology fans",
  "category":"Java",
  "price":129,
  "from":"shanghai"
}

PUT /books/_doc/1002
{
  "id":"10034",
  "title":"Python data analysis",
  "category":"Python",
  "price":98,
  "from":"hangzhou",
  "tags":["python","analysis"]
}

PUT /books/_doc/1003
{
  "id":"1003",
  "title":"Js vue",
  "category":"web",
  "price":68,
  "from":"wuhan",
  "barcode":["js","web"]
}

PUT /books/_doc/1004
{
  "id":"1004",
  "title":"Mysql dba",
  "category":"mysql",
  "price":88,
  "from":"hangzhou",
  "barcode":["mysql","analysis"]
}

PUT /books/_doc/1005
{
  "id":"1005",
  "title":"Python official ",
  "category":"Python",
  "price":108,
  "from":"hangzhou",
  "barcode":["python","analysis"]
}

测试其中一条添加数据效果

全部添加之后，可以检查下是否添加成功

3.2 es脚本常用CRUD操作

操作语法

ctx._source.<field-name>

参数说明

  • ctx，表示当前操作对象的上下文环境；

  • _source，表示包裹数据对象的标识；

  • field-name，具体操作的某个字段

3.2.1 修改id为1001数据的价格

将id为1001的数据的价格加1元，操作语法如下

bash 复制代码 
POST /books/_update/1001
{
  "script": {
    "source": "ctx._source.price+=1"
  }
}

操作完成后，再次查看这条数据，发现价格加1了

上面的语法也可以简写为下面这样

bash 复制代码 
POST /books/_update/1001
{
  "script": "ctx._source.price+=1"
}

3.2.2 修改id为1005数据的tag

给id为1005的这条数据中的barcode字段的值再增加一个service的值

执行下面的语句

bash 复制代码 
POST /books/_update/1005
{
  "script": {
    "lang": "painless", 
    "source": "ctx._source.barcode.add('service')"
  }
}

执行完成后再次查询，可以看到barcode中就多了一个service的值

3.2.3 删除id为1005数据

执行下面的语句进行数据删除

bash 复制代码 
POST /books/_update/1005
{
  "script": {
    "lang": "painless", 
    "source": "ctx.op='delete'"
  }
}

执行完成后再次查询这条数据，已经查不到了

3.2.4 upsert操作

upsert为更新或新增，当操作的这条数据不存在的时候，执行新增；如果已存在，则执行修改操作，以上面的1005这条被删除的数据，当执行下面的语句时，由于1005不存在，所以会新增一条数据，而其他已存在的数据的price会加10；

bash 复制代码 
POST /books/_update/1005
{
  "script": {
    "lang": "painless", 
    "source": "ctx._source.price += 10"
  },
  "upsert": {
    "id":"1005",
    "title":"Python official ",
    "category":"Python",
    "price":108,
    "from":"hangzhou",
    "barcode":["python","analysis"]
  }
}

执行上面的语句之后，查询一下看到新增了一条100的数据

如果再执行一次，通过右侧执行结果，这一次就是修改操作了

3.2.5 使用expression查询

在上文讲到，es5之后默认的脚本语言是Painless，在某些场景下也可以使用expression来操作，注意的是，使用expression类型查询时，语法格式将有所变化，需要以script_fields开头，这个在kibana中会有提示，如下为查询数据的price字段的值

bash 复制代码 
GET /books/_search
{
  "script_fields": {
    "get_price": {
      "script": {
        "lang": "expression",
        "source": "doc['price'].value"
      }
    }
  }
}

也可以基于某个值进行计算操作，比如将price的值*10

3.3 参数化脚本使用

在很多编程语言中都支持外部参数的传入，在es的painless脚本编程中，也支持参数化使用，参数化脚本可以让脚本程序的灵活性和可扩展性更好。

3.3.1 修改1005这条数据的字段值

比如在上面的案例中，为id为1005的这条数据的barcode字段中添加一个service的值，如果使用参数化的方式来做，可以修改为下面这样

bash 复制代码 
POST /books/_update/1005
{
  "script": {
    "lang": "painless", 
    "source": "ctx._source.barcode.add(params.barcode_name)",
    "params":{
      "barcode_name":"service"
    }
  }
}

执行上面的语句之后再次查询这条数据，barcode字段中就多了一个service的值

3.3.2 对字段值进行计算

使用下面的这段脚本对price进行计算

bash 复制代码 
GET /books/_search
{
  "script_fields": {
    "get_price": {
      "script": {
        "lang": "painless",
        "source": "doc['price'].value * params.num",
        "params":{
          "num":10
        }
      }
    }
  }
}

得到如下结果

当然也可以使用expression来做，执行语句如下

bash 复制代码 
GET /books/_search
{
  "script_fields": {
    "get_price": {
      "script": {
        "lang": "expression",
        "source": "doc['price'].value * num",
        "params":{
          "num":10
        }
      }
    }
  }
}

3.3.3 对字段值进行计算并输出多个结果

也可以自定义多个参数，根据需要输出多个参数的计算结果值，如下，为一个书本打折扣的场景，分别输出在9折，8折，7折下的价格

bash 复制代码 
GET /books/_search
{
  "script_fields": {
    "get_price": {
      "script": {
        "lang": "painless",
        "source": "[doc['price'].value * params.num_9,doc['price'].value * params.num_8,doc['price'].value * params.num_7]",
        "params":{
          "num_9":0.9,
          "num_8":0.8,
          "num_7":0.7
        }
      }
    }
  }
}

执行结果如下

3.4 参数化脚本的存储

有些脚本可能在后续经常被使用到，就可以考虑将这些脚本存储到es的内存中，这就有点像mysql中的存储过程或函数一样。下面来看具体的操作流程。

3.4.1 自定义一个参数脚本

自定义如下参数化脚本

bash 复制代码 
# 语法格式，_scripts/{script_id}
POST _scripts/caculate_price
{
   "script": {
    "lang": "painless", 
    "source": "doc.price.value * params.discount"
  }
}

执行之后，将会在内存中存储一个参数化脚本的模板

3.4.2 查询脚本模板

使用下面的语句可以查询内存中存储的脚本模板

3.4.3 使用自定义脚本模板

在查询数据的时候，为了计算折扣后的值，就可以直接使用上面定义的脚本模板

bash 复制代码 
GET /books/_search
{
  "script_fields": {
    "discount_price": {
      "script": {
        "id":"caculate_price",
        "params":{
          "discount":0.9
        }
      }
    }
  }
}

得到如下的结果

四、Scripting 函数式编程

在上文通过实际案例演示了使用es的脚本编程的能力，细心的同学会发现，其实在上面的操作中，都是针对一些比较简单的场景进行使用，大多数基本上一行代码搞定，如果是更复杂的操作呢？比如既要更新字段的数据，同时也要对对数据进行计算等更复杂的操作呢，这时候就需要使用Scripting 的函数式编程了。官方文档地址： 官方文档

4.1 函数式编程格式

以上面的某个案例为例，如下是对1005数据的字段进行修改

bash 复制代码 
POST /books/_update/1005
{
  "script": {
    "lang": "painless", 
    "source": "ctx._source.barcode.add(params.barcode_name)",
    "params":{
      "barcode_name":"service"
    }
  }
}

如果使用函数式编程的，在上面的脚本中，需要对 source这里做如下调整，即source后面的表达式使用3个引号包裹起来，如下所示

bash 复制代码 
POST /books/_update/1005
{
  "script": {
    "lang": "painless", 
    "source": 
    """
    	ctx._source.barcode.add(params.barcode_name)
    """,
    "params":{
      "barcode_name":"caculate"
    }
  }
}

那么在做业务编码时，只需在3个引号中做即可，执行上面的脚本，效果类似

4.2 函数式编程使用

进入es官方文档：https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/painless/7.10/painless-lang-spec.html ​​​​​​​，可以看到更多关于函数式编程的操作使用，可以结合这些示例进行使用，比如在官方文档中看到可以支持更多的语法，像if，try等

下面结合上述的books这个索引中的相关数据进行操作说明

4.2.1 同时操作多个字段

对当前索引中的id为1005的数据price值+10，同时给每条数据的barcode添加一个新的标签mark，参考如下的语句；

bash 复制代码 
POST /books/_update/1005
{
  "script": {
    "lang": "painless", 
    "source": 
    """
    	ctx._source.barcode.add(params.barcode_name);
    	ctx._source.price += 10
    """,
    "params":{
      "barcode_name":"mark"
    }
  }
}

检查是否执行成功

4.2.2 条件表达式

在script脚本中，也支持对条件表达式的使用，比如在某些情况下需要结合业务对字段进行判断，就可以使用if来处理，如下，是对1005这条数据的操作

bash 复制代码 
POST /books/_update/1005
{
  "script": {
    "lang": "painless", 
    "source": 
    """
    	if(ctx._source.price > 100){
    	  ctx._source.price = 100;
    	}
    	
    """,
    "params":{
      "barcode_name":"mark"
    }
  }
}

执行成功后，确认数据是否修改成功

4.2.3 数据统计与聚合

统计数据中price大于100的数据，如下

bash 复制代码 
GET /books/_search
{
  
  "aggs": {
    "big100_total_count": {
      "cardinality": {
        "script": {
          "source":
           
           """
            if(doc['price'].value < 100) { return null ; } else { return  doc['_id'].value}
           """
           ,
           "lang": "painless"
        }
      }
    }
  }
}

执行结果如下，当前查到了2条数据

五、写在文末

es脚本编程在某些特殊的场景下可以发挥很大的用场，也算是es众多高级功能中一个重要的组成部分，合理使用es的脚步语言编程，可以给实际工作带来意想不到的效果，感兴趣的同学可以深入学习。

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