分布式搜索引擎03

分布式搜索引擎03

 

1.数据聚合

聚合(aggregations可以让我们极其方便的实现对数据的统计、分析、运算。例如:

  • 什么品牌的手机最受欢迎?

  • 这些手机的平均价格、最高价格、最低价格?

  • 这些手机每月的销售情况如何?

实现这些统计功能的比数据库的sql要方便的多,而且查询速度非常快,可以实现近实时搜索效果。

 

1.1.聚合的种类

聚合常见的有三类:

  • 桶(Bucket)聚合:用来对文档做分组

    • TermAggregation:按照文档字段值分组,例如按照品牌值分组、按照国家分组

    • Date Histogram:按照日期阶梯分组,例如一周为一组,或者一月为一组

  • 度量(Metric)聚合:用以计算一些值,比如:最大值、最小值、平均值等

    • Avg:求平均值

    • Max:求最大值

    • Min:求最小值

    • Stats:同时求max、min、avg、sum等

  • 管道(pipeline)聚合:其它聚合的结果为基础做聚合

 

注意:参加聚合的字段必须是keyword、日期、数值、布尔类型

1.2.DSL实现聚合

现在,我们要统计所有数据中的酒店品牌有几种,其实就是按照品牌对数据分组。此时可以根据酒店品牌的名称做聚合,也就是Bucket聚合。

1.2.1.Bucket聚合语法

语法如下:

复制代码
# size设置为0,结果中不包含文档,只包含聚合结果
GET /hotel/_search
{
  "size": 0,
  "aggs": {
    "brandAgg": {
      "terms": {
        "field": "brand",
        "size": 20
      }
    }
  }
}
复制代码

结果如图:

 

 

 

1.2.2.聚合结果排序

默认情况下,Bucket聚合会统计Bucket内的文档数量,记为count,并且按照count降序排序。

我们可以指定order属性,自定义聚合的排序方式:

复制代码
GET /hotel/_search
{
  "size": 0,
  "aggs": {
    "brandAgg": {
      "terms": {
        "field": "brand",
        "order": {
          "_count": "asc"
        },
        "size": 20
      }
    }
  }
}
复制代码

1.2.3.限定条件聚合范围

默认情况下,Bucket聚合是对索引库的所有文档做聚合,但真实场景下,用户会输入搜索条件,因此聚合必须是对搜索结果聚合。那么聚合必须添加限定条件。

我们可以限定要聚合的文档范围,只要添加query条件即可:

复制代码
# 只对200元以下的文档聚合
GET /hotel/_search
{
  "query": {
    "range": {
      "price": {
        "lte": 200
      }
    }
  },
  "size": 0,
  "aggs": {
    "brandAgg": {
      "terms": {
        "field": "brand",
        "size": 20
      }
    }
  }
}
复制代码

 

这次,聚合得到的品牌明显变少了:

 

 

 

1.2.4.Metric聚合语法

上节课,我们对酒店按照品牌分组,形成了一个个桶。现在我们需要对桶内的酒店做运算,获取每个品牌的用户评分的min、max、avg等值。

这就要用到Metric聚合了,例如stats聚合:就可以获取min、max、avg等结果。

语法如下:

复制代码
GET /hotel/_search
{
  "size": 0,
  "aggs": {
    "brandAgg": {
      "terms": {
        "field": "brand",
        "size": 20
      },
      "aggs": {
        "score_stats": {
          "stats": {
            "field": "score"
          }
        }
      }
    }
  }
}
复制代码

这次的score_stats聚合是在brandAgg的聚合内部嵌套的子聚合。因为我们需要在每个桶分别计算。

 

另外,我们还可以给聚合结果做个排序,例如按照每个桶的酒店平均分做排序:

 

1.2.5.小结

aggs代表聚合,与query同级,此时query的作用是?

  • 限定聚合的的文档范围

聚合必须的三要素:

  • 聚合名称

  • 聚合类型

  • 聚合字段

聚合可配置属性有:

  • size:指定聚合结果数量

  • order:指定聚合结果排序方式

  • field:指定聚合字段

 

1.3.RestAPI实现聚合

1.3.1.API语法

聚合条件与query条件同级别,因此需要使用request.source()来指定聚合条件。

聚合条件的语法:

 

 

 聚合的结果也与查询结果不同,API也比较特殊。不过同样是JSON逐层解析:

 

完整代码:

复制代码
//Bucket聚合查询,按brand分组,city分组
@Test
void testAgg() throws IOException {
    SearchRequest request = new SearchRequest("hotel");
    request.source().size(0);
    request.source()
            .aggregation(AggregationBuilders.terms("brandAgg").field("brand").size(10))
            .aggregation(AggregationBuilders.terms("cityAgg").field("city").size(10));

    SearchResponse response = client.search(request, RequestOptions.DEFAULT);

    //TODO 解析结果,获取品牌分桶数据
    Terms brandAgg = response.getAggregations().get("brandAgg");
    for (Terms.Bucket bucket : brandAgg.getBuckets()) {
        String brandName = bucket.getKeyAsString();
        long docCount = bucket.getDocCount();
        System.out.println(brandName + ":" + docCount);
    }
    //TODO 解析结果,获取城市分桶数据
    System.out.println("====================");
    Terms cityAgg = response.getAggregations().get("cityAgg");
    for (Terms.Bucket bucket : cityAgg.getBuckets()) {
        String cityAggName = bucket.getKeyAsString();
        long docCount = bucket.getDocCount();
        System.out.println(cityAggName + ":" + docCount);
    }
}
复制代码

 

1.3.2.业务需求

需求:搜索页面的品牌、城市等信息不应该是在页面写死,而是通过聚合索引库中的酒店数据得来的:

 

分析:

使用聚合功能,利用Bucket聚合,对搜索结果中的文档基于品牌分组、基于城市分组,就能得知包含哪些品牌、哪些城市了。

因为是对搜索结果聚合,因此聚合是限定范围的聚合,也就是说聚合的限定条件跟搜索文档的条件一致。

 

查看浏览器可以发现,前端其实已经发出了这样的一个请求:

 

 

 

 返回值类型就是页面要展示的最终结果:

结果是一个Map结构:

  • key是字符串,城市、星级、品牌、价格

  • value是集合,例如多个城市的名称

 

 

 

1.3.3.业务实现

cn.itcast.hotel.service.IHotelService中定义新方法:

Map<String, List<String>> filters(RequestParams params)  throws Exception;

cn.itcast.hotel.service.impl.HotelService中实现该方法:

复制代码
//Map格式:{"city": ["上海", "北京"], "brand": ["如家", "希尔顿"], "starName": ["二星", "三星"]}
@Override
public Map<String, List<String>> filters(RequestParams params) throws Exception {
    //TODO 1. 创建request
    SearchRequest request = new SearchRequest("hotel");
    //TODO 2. 构造条件
    buildBasicQuery(params, request);
    request.source().size(0);
    //TODO 3. 设置聚合条件
    request.source()
            .aggregation(AggregationBuilders.terms("brand").field("brand").size(100))
            .aggregation(AggregationBuilders.terms("city").field("city").size(100))
            .aggregation(AggregationBuilders.terms("starName").field("starName").size(100));
    //TODO 4. 发送请求
    SearchResponse response = restHighLevelClient.search(request, RequestOptions.DEFAULT);
    
    
    //TODO 5. 解析响应
    Map<String, List<String>> result = new HashMap<>(3);

    //TODO 解析结果,获取品牌分桶数据
    Terms brand = response.getAggregations().get("brand");
    List<String> brandList = brand.getBuckets().stream().map(bucket -> {
        return bucket.getKeyAsString();
    }).collect(Collectors.toList());
    //TODO 解析结果,获取城市分桶数据
    Terms city = response.getAggregations().get("city");
    List<String> cityList = city.getBuckets().stream().map(bucket -> {
        return bucket.getKeyAsString();
    }).collect(Collectors.toList());
    //TODO 解析结果,获取星级分桶数据
    Terms starName = response.getAggregations().get("starName");
    List<String> starNameList = starName.getBuckets().stream().map(bucket -> {
        return bucket.getKeyAsString();
    }).collect(Collectors.toList());

    result.put("brand", brandList);
    result.put("city", cityList);
    result.put("starName", starNameList);

    /* //TODO 对以上三次获取分桶数据的简化方式
    Map<String, Aggregation> aggMap = response.getAggregations().getAsMap();
    aggMap.forEach((k, v) -> {
        Terms terms = (Terms) v;
        List<? extends Terms.Bucket> buckets = terms.getBuckets();
        List<String> collect = buckets.stream().map(t -> t.getKeyAsString()).collect(Collectors.toList());
        result.put(k, collect);
    });
    */
    return result;
}
复制代码

2.自动补全

 

2.1.自动补全查询

elasticsearch提供了Completion Suggester查询来实现自动补全功能。这个查询会匹配以用户输入内容开头的词条并返回。为了提高补全查询的效率,对于文档中字段的类型有一些约束:

  • ==参与补全查询的字段必须是completion类型==。

  • ==字段的内容一般是用来补全的多个词条形成的数组==。

比如,一个这样的索引库:

复制代码
# 更新索引库,自动补全的索引字段
PUT /test1/_mapping
{
  "properties": {
    "title": {
      "type": "completion"
    }
  }
}
复制代码

然后插入下面的数据:

复制代码
# 添加示例数据
POST test1/_doc
{
  "title": ["Sony", "WH-1000XM3"]
}
POST test1/_doc
{
  "title": ["SK-II", "PITERA"]
}
POST test1/_doc
{
  "title": ["Nintendo", "switch"]
}
复制代码

查询的DSL语句如下:

复制代码
# 自动补全查询
GET /test1/_search
{
  "suggest": {
    "title_suggest": {
      "text": "s",
      "completion": {
        "field": "title",
        "skip_duplicates": true,
        "size": 10
      }
    }
  }
}
复制代码

 

2.2.实现酒店搜索框自动补全

现在,我们的hotel索引库还没有设置拼音分词器,需要修改索引库中的配置。但是我们知道索引库是无法修改的,只能删除然后重新创建。

另外,我们需要添加一个字段,用来做自动补全,将brand、suggestion、city等都放进去,作为自动补全的提示。

 

2.2.1.修改酒店映射结构

代码如下:

复制代码
# 酒店数据索引库
DELETE /hotel

# 酒店数据索引库
PUT /hotel
{
  "mappings": {
    "properties": {
      "id":{
        "type": "keyword"
      },
      "name":{
        "type": "text",
        "copy_to": "all"
      },
      "business":{
        "type": "keyword",
        "copy_to": "all"
      },  
      "brand":{
        "type": "keyword",
        "copy_to": "all"
      },
      "all":{
        "type": "text"
      },
      "suggestion":{
          "type": "completion"
      },
      "starName":{
        "type": "keyword"
      },
      "city":{
        "type": "keyword"
      },
      "address":{
        "type": "keyword",
        "index": false
      },
      "pic":{
        "type": "keyword",
        "index": false
      },
      "price":{
        "type": "integer"
      },
      "score":{
        "type": "integer"
      },
      "location":{
        "type": "geo_point"
      }
    }
  }
}
复制代码

 

2.2.2.修改HotelDoc实体

HotelDoc中要添加一个字段,用来做自动补全,内容可以是酒店品牌、城市、商圈等信息。按照自动补全字段的要求,最好是这些字段的数组。

因此我们在HotelDoc中添加一个suggestion字段,类型为List<String>,然后将brand、city、business等信息放到里面。

代码如下:

复制代码
package cn.itcast.hotel.pojo;

import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

@Data
@NoArgsConstructor
public class HotelDoc {
    private Long id;
    private String name;
    private String address;
    private Integer price;
    private Integer score;
    private String brand;
    private String city;
    private String starName;
    private String business;
    private String location;
    private String pic;
    private Object distance; // 排序时的距离值
    private Boolean isAD; // 是否广告
    private List<String> suggestion = new ArrayList<>(); // 自动补全建议字段

    public HotelDoc(Hotel hotel) {
        this.id = hotel.getId();
        this.name = hotel.getName();
        this.address = hotel.getAddress();
        this.price = hotel.getPrice();
        this.score = hotel.getScore();
        this.brand = hotel.getBrand();
        this.city = hotel.getCity();
        this.starName = hotel.getStarName();
        this.business = hotel.getBusiness();
        this.location = hotel.getLatitude() + ", " + hotel.getLongitude();
        this.pic = hotel.getPic();

        // 自动补全建议字段:添加品牌、城市、商圈信息。其中商圈可能包含"/"需要切分
        this.suggestion.add(this.brand);
        this.suggestion.add(this.city);
        Collections.addAll(this.suggestion, this.business.split("/"));
    }
}
复制代码

 

2.2.3.重新导入

重新执行之前编写的导入数据功能,可以看到新的酒店数据中包含了suggestion:

GET /hotel/_search
{
  "query": {
    "match_all": {}
  }
}

 

2.2.4.自动补全查询的JavaAPI

之前我们学习了自动补全查询的DSL,而没有学习对应的JavaAPI,这里给出一个示例:

 

而自动补全的结果也比较特殊,解析的代码如下:

 

2.2.5.实现搜索框自动补全

查看前端页面,可以发现当我们在输入框键入时,前端会发起ajax请求:

 

返回值是补全词条的集合,类型为List<String>

 

1)在cn.itcast.hotel.web包下的HotelController中添加新接口,接收新的请求:

@GetMapping("suggestion")
public List<String> getSuggestion(@RequestParam("key") String key) throws Exception {
    return hotelService.getSuggestion(key);
}

2)在cn.itcast.hotel.service包下的IhotelService中添加方法:

List<String> getSuggestions(String prefix)  throws Exception;

3)在cn.itcast.hotel.service.impl.HotelService中实现该方法:

复制代码
@Override
public List<String> suggestion(String key) throws Exception {
    //TODO 1. 创建request
    SearchRequest request = new SearchRequest("hotel");
    //TODO 2.设置suggest条件
    request.source().suggest(new SuggestBuilder()
            .addSuggestion("hotelSuggest",
                    SuggestBuilders
                            .completionSuggestion("suggestion")
                            .size(10)
                            .skipDuplicates(true)
                            .prefix(key)
            ));
    //TODO 3. 发送请求
    SearchResponse response = restHighLevelClient.search(request, RequestOptions.DEFAULT);
    //TODO 4. 解析响应
    Suggest suggest = response.getSuggest();
    CompletionSuggestion suggestion = suggest.getSuggestion("hotelSuggest");
    List<String> list = suggestion.getOptions().stream().map(option -> {
        return option.getText().toString();
    }).collect(Collectors.toList());

    return list;
}
复制代码

 

2.3.拼音分词器

当用户在搜索框输入字符时,我们应该提示出与该字符有关的搜索项,如图:

这种根据用户输入的字母,提示完整词条的功能,就需要根据拼音字母来推断,因此要用到拼音分词功能。

要实现根据字母做补全,就必须对文档按照拼音分词。在GitHub上恰好有elasticsearch的拼音分词插件。地址:https://github.com/medcl/elasticsearch-analysis-pinyin

 

课前资料中也提供了拼音分词器的安装包:

安装方式与IK分词器一样,分三步:

①解压

②上传到虚拟机中,elasticsearch的plugin目录

③重启elasticsearch

④测试

 

详细安装步骤可以参考IK分词器的安装过程。

 

测试用法如下:

POST /_analyze
{
  "text": "如家酒店还不错",
  "analyzer": "pinyin"
}

结果:

 

2.4.自定义分词器

默认的拼音分词器会将每个汉字单独分为拼音,而我们希望的是每个词条形成一组拼音,需要对拼音分词器做个性化定制,形成自定义分词器。

elasticsearch中分词器(analyzer)的组成包含三部分:

  • character filters:在tokenizer之前对文本进行处理。例如删除字符、替换字符

  • tokenizer:将文本按照一定的规则切割成词条(term)。例如keyword,就是不分词;还有ik_smart

  • tokenizer filter:将tokenizer输出的词条做进一步处理。例如大小写转换、同义词处理、拼音处理等

 

文档分词时会依次由这三部分来处理文档:

 

 

 声明自定义分词器的语法如下:

复制代码
# 创建索引库
PUT /test2/
{
  "settings": {
    "analysis": {
      "analyzer": {
        "my_analyzer": {
          "tokenizer": "ik_max_word",
          "filter": "py"
        }
      },
      "filter": {
        "py": {
          "type": "pinyin",
          "keep_full_pinyin": false,
          "keep_joined_full_pinyin": true,
          "keep_original": true,
          "limit_first_letter_length": 16,
          "remove_duplicated_term": true,
          "none_chinese_pinyin_tokenize": false
        }
      }
    }
  },
  "mappings": {
    "properties": {
      "name": {
        "type": "text",
        "analyzer": "my_analyzer",
        "search_analyzer": "ik_smart"
      }
    }
  }
}
复制代码
属性说明
keep_first_letter 启用此选项时,例如:刘德华> ldh,默认值:true
keep_separate_first_letter 启用该选项时,将保留第一个字母分开,例如:刘德华> l,d,h,默认:false。 注意:查询结果也许是太模糊,由于长期过频
limit_first_letter_length 设置first_letter结果的最大长度,默认值:16
keep_full_pinyin 当启用该选项,例如:刘德华 > [ liu,de,hua],默认值:true
keep_joined_full_pinyin 当启用此选项时,例如:刘德华 > [ liudehua],默认值:false
keep_none_chinese 在结果中保留非中文字母或数字,默认值:true
   
keep_none_chinese_in_first_letter 第一个字母保持非中文字母,例如:刘德华AT2016- > ldhat2016,默认值:true
keep_none_chinese_in_joined_full_pinyin 保留非中文字母加入完整拼音,例如:刘德华2016- > liudehua2016,默认:false
   
keep_original 当启用此选项时,也会保留原始输入,默认值:false
lowercase 小写非中文字母,默认值:true
trim_whitespace 默认值:true
remove_duplicated_term 当启用此选项时,将删除重复项以保存索引,例如:de的 > de,默认值:false。 注意:位置相关查询可能受影响

测试1:

复制代码
POST /test2/_doc/1
{
  "id": 1,
  "name": "狮子"
}
POST /test2/_doc/2
{
  "id": 2,
  "name": "虱子"
}

GET /test2/_search
{
  "query": {
    "match": {
      "name": "掉入狮子笼咋办"
    }
  }
}
复制代码

测试2:

GET /test2/_analyze
{
  "text": ["刘德华还不错"],
  "analyzer": "my_analyzer"
}

总结:

如何使用拼音分词器?

  • ①下载pinyin分词器

  • ②解压并放到elasticsearch的plugin目录

  • ③重启即可

如何自定义分词器?

  • ①创建索引库时,在settings中配置,可以包含三部分

  • ②character filter

  • ③tokenizer

  • ④filter

拼音分词器注意事项?

  • 为了避免搜索到同音字,搜索时不要使用拼音分词器

 

 

3.数据同步

elasticsearch中的酒店数据来自于mysql数据库,因此mysql数据发生改变时,elasticsearch也必须跟着改变,这个就是elasticsearch与mysql之间的数据同步

 

 

 

3.1.思路分析

常见的数据同步方案有三种:

  • 同步调用

  • 异步通知

  • 监听binlog

 

3.1.1.同步调用

方案一:同步调用

基本步骤如下:

  • hotel-demo对外提供接口,用来修改elasticsearch中的数据

  • 酒店管理服务在完成数据库操作后,直接调用hotel-demo提供的接口,

 

3.1.2.异步通知

方案二:异步通知

流程如下:

  • hotel-admin对mysql数据库数据完成增、删、改后,发送MQ消息

  • hotel-demo监听MQ,接收到消息后完成elasticsearch数据修改

 

3.1.3.监听binlog

方案三:监听binlog

流程如下:

  • 给mysql开启binlog功能

  • mysql完成增、删、改操作都会记录在binlog中

  • hotel-demo基于canal监听binlog变化,实时更新elasticsearch中的内容

 

3.1.4.选择

方式一:同步调用

  • 优点:实现简单,粗暴

  • 缺点:业务耦合度高

方式二:异步通知

  • 优点:低耦合,实现难度一般

  • 缺点:依赖mq的可靠性

方式三:监听binlog

  • 优点:完全解除服务间耦合

  • 缺点:开启binlog增加数据库负担、实现复杂度高

 

3.2.实现数据同步

 

3.2.1.思路

利用课前资料提供的hotel-admin项目作为酒店管理的微服务。当酒店数据发生增、删、改时,要求对elasticsearch中数据也要完成相同操作。

步骤:

  • 导入课前资料提供的hotel-admin项目,启动并测试酒店数据的CRUD

  • 在hotel-admin中的增、删、改业务中完成消息发送

  • 在hotel-demo中完成消息监听,并更新elasticsearch中数据

  • 启动并测试数据同步功能

 

3.2.2.导入hotel-admin项目

导入课前资料提供的hotel-admin项目:

 

 

 

 

 

 

 修改applicationyml的数据库用户名,密码

复制代码
server:
  port: 8099
spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/heima?useSSL=false
    username: root
    password: root
    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver

logging:
  level:
    cn.itcast: debug
  pattern:
    dateformat: MM-dd HH:mm:ss:SSS

mybatis-plus:
  configuration:
    map-underscore-to-camel-case: true
  type-aliases-package: cn.itcast.hotel.pojo
复制代码

运行后,访问 http://localhost:8099

其中包含了酒店的CRUD功能。

 

3.2.3.两个项目集成MQ环境

MQ结构如图:

 

 

 

3.2.3.1.引入mq依赖

在hotel-admin、hotel-demo中引入rabbitmq的依赖:

<!--amqp-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>

 

3.2.3.2.添加交换机队列常量值

在hotel-admin和hotel-demo中的cn.itcast.hotel.constatnts包下新建一个类HotelMQConstants

复制代码
package cn.itcast.hotel.constants;

public class HotelMQConstants {

    //交换机名称
    public static final String EXCHANGE_NAME = "hotel.direct";
    //添加队列名称
    public static final String QUEUE_INSERT_NAME = "hotel.queue.insert";
    //删除队列名称
    public static final String QUEUE_DELETE_NAME = "hotel.queue.delete";
    //添加队列路由的key
    public static final String ROUTING_KEY_INSERT = "hotel.insert";
    //删除队列路由的key
    public static final String ROUTING_KEY_DELETE = "hotel.delete";

}
复制代码

 

3.2.3.3在yml中添加mq配置

在hotel-admin和hotel-demo中的yml中添加mq配置

spring:
  rabbitmq:
    host: 192.168.100.150
    port: 5672
    username: guest
    password: guest
    virtual-host: /

 

3.2.4.hotel-admin发送MQ消息

在hotel-admin中的增、删、改业务中分别发送MQ消息:

复制代码
package cn.itcast.hotel.web;

import cn.itcast.hotel.constants.HotelMQConstants;
import cn.itcast.hotel.pojo.Hotel;
import cn.itcast.hotel.pojo.PageResult;
import cn.itcast.hotel.service.IHotelService;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.plugins.pagination.Page;
import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

@RestController
@RequestMapping("hotel")
public class HotelController {

    @Autowired
    private IHotelService hotelService;
    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    //根据id查询
    @GetMapping("{id}")
    public Hotel queryById(@PathVariable("id") Long id) {
        return hotelService.getById(id);
    }

    //分页查询
    @GetMapping("list")
    public PageResult hotelList(@RequestParam(value = "page", defaultValue = "1") Integer page,
                                @RequestParam(value = "size", defaultValue = "5") Integer size) {
        Page<Hotel> result = hotelService.page(new Page<>(page, size));
        return new PageResult(result.getTotal(), result.getRecords());
    }

    //新增酒店
    @PostMapping
    public void saveHotel(@RequestBody Hotel hotel) {
        // 新增酒店
        hotelService.save(hotel);
        // 发送MQ消息
        rabbitTemplate.convertAndSend(HotelMQConstants.EXCHANGE_NAME, HotelMQConstants.ROUTING_KEY_INSERT, hotel.getId());
    }

    //更新酒店
    @PutMapping
    public void updateById(@RequestBody Hotel hotel) {
        hotelService.updateById(hotel);
        // 发送MQ消息
        rabbitTemplate.convertAndSend(HotelMQConstants.EXCHANGE_NAME, HotelMQConstants.ROUTING_KEY_INSERT, hotel.getId());
    }

    //删除酒店
    @DeleteMapping("{id}")
    public void deleteById(@PathVariable("id") Long id) {
        hotelService.removeById(id);
        // 发送MQ消息
        rabbitTemplate.convertAndSend(HotelMQConstants.EXCHANGE_NAME, HotelMQConstants.ROUTING_KEY_DELETE, id);
    }
}
复制代码

 

3.2.5.hotel-demo接收MQ消息

hotel-demo接收到MQ消息要做的事情包括:

  • 新增消息:根据传递的hotel的id查询hotel信息,然后新增一条数据到索引库

  • 删除消息:根据传递的hotel的id删除索引库中的一条数据

编写监听器,在hotel-demo中的cn.itcast.hotel.mq包新增一个类:

复制代码
package cn.itcast.hotel.mq;

import cn.itcast.hotel.constants.HotelMQConstants;
import cn.itcast.hotel.pojo.Hotel;
import cn.itcast.hotel.pojo.HotelDoc;
import cn.itcast.hotel.service.IHotelService;
import com.alibaba.fastjson.JSON;
import org.elasticsearch.action.delete.DeleteRequest;
import org.elasticsearch.action.index.IndexRequest;
import org.elasticsearch.client.RequestOptions;
import org.elasticsearch.client.RestHighLevelClient;
import org.elasticsearch.common.xcontent.XContentType;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.Exchange;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.Queue;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.QueueBinding;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class HotelMqListener {

    @Autowired
    private IHotelService hotelService;
    @Autowired
    private RestHighLevelClient restHighLevelClient;

    /**
     * 监听酒店新增或修改的业务
     *
     * @param id 酒店id
     */
    @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
            exchange = @Exchange(name = HotelMQConstants.EXCHANGE_NAME),
            value = @Queue(name = HotelMQConstants.QUEUE_INSERT_NAME),
            key = HotelMQConstants.ROUTING_KEY_INSERT
    ))
    public void listenHotelInsertOrUpdate(Long id) throws Exception {
        // 查询酒店数据,应该基于Feign远程调用hotel-admin,根据id查询酒店数据(现在直接去数据库查)
        Hotel hotel = hotelService.getById(id);
        // 转换
        HotelDoc hotelDoc = new HotelDoc(hotel);
        // 1.创建Request
        IndexRequest request = new IndexRequest("hotel").id(id.toString());
        // 2.准备参数
        request.source(JSON.toJSONString(hotelDoc), XContentType.JSON);
        // 3.发送请求
        restHighLevelClient.index(request, RequestOptions.DEFAULT);
    }

    /**
     * 监听酒店删除的业务
     *
     * @param id 酒店id
     */
    @RabbitListener(bindings = @QueueBinding(
            exchange = @Exchange(name = HotelMQConstants.EXCHANGE_NAME),
            value = @Queue(name = HotelMQConstants.QUEUE_DELETE_NAME),
            key = HotelMQConstants.ROUTING_KEY_DELETE
    ))
    public void listenHotelDelete(Long id) throws Exception {
        // 1.创建request
        DeleteRequest request = new DeleteRequest("hotel", id.toString());
        // 2.发送请求
        restHighLevelClient.delete(request, RequestOptions.DEFAULT);
    }
}
复制代码

4.集群

单机的elasticsearch做数据存储,必然面临两个问题:海量数据存储问题、单点故障问题。

  • 海量数据存储问题:将索引库从逻辑上拆分为N个分片(shard),存储到多个节点

  • 单点故障问题:将分片数据在不同节点备份(replica )

ES集群相关概念:

  • 集群(cluster):一组拥有共同的 cluster name 的 节点。

  • 节点(node) :集群中的一个 Elasticearch 实例

  • 分片(shard):索引可以被拆分为不同的部分进行存储,称为分片。在集群环境下,一个索引的不同分片可以拆分到不同的节点中

    解决问题:数据量太大,单点存储量有限的问题。

  • 此处,我们把数据分成3片:shard0、shard1、shard2

  • 主分片(Primary shard):相对于副本分片的定义。

  • 副本分片(Replica shard)每个主分片可以有一个或者多个副本,数据和主分片一样。

     

数据备份可以保证高可用,但是每个分片备份一份,所需要的节点数量就会翻一倍,成本实在是太高了!

为了在高可用和成本间寻求平衡,我们可以这样做:

  • 首先对数据分片,存储到不同节点

  • 然后对每个分片进行备份,放到对方节点,完成互相备份

这样可以大大减少所需要的服务节点数量,如图,我们以3分片,每个分片备份一份为例:

现在,每个分片都有1个备份,存储在3个节点:

  • node0:保存了分片0和1

  • node1:保存了分片0和2

  • node2:保存了分片1和2

 

 

4.1.搭建ES集群

参考课前资料的文档:

 

 

 

 其中的第四章节:

 

 

 

4.2.集群脑裂问题

 

4.2.1.集群职责划分

elasticsearch中集群节点有不同的职责划分:

 

 

 

但是真实的集群一定要将集群职责分离:

  • master节点:对CPU要求高,但是内存要求第

  • data节点:对CPU和内存要求都高

  • coordinating节点:对网络带宽、CPU要求高

 

职责分离可以让我们根据不同节点的需求分配不同的硬件去部署。而且避免业务之间的互相干扰。

一个典型的es集群职责划分如图:

 

 

 

4.2.2.脑裂问题

脑裂是因为集群中的节点失联导致的。

例如一个集群中,主节点与其它节点失联:

 

 

 此时,node2和node3认为node1宕机,就会重新选主:

当node3当选后,集群继续对外提供服务,node2和node3自成集群,node1自成集群,两个集群数据不同步,出现数据差异。

当网络恢复后,因为集群中有两个master节点,集群状态的不一致,出现脑裂的情况:

解决脑裂的方案是,要求选票超过 ( eligible节点数量 + 1 )/ 2 才能当选为主,因此eligible节点数量最好是奇数。对应配置项是discovery.zen.minimum_master_nodes,在es7.0以后,已经成为默认配置,因此一般不会发生脑裂问题

 

例如:3个节点形成的集群,选票必须超过 (3 + 1) / 2 ,也就是2票。node3得到node2和node3的选票,当选为主。node1只有自己1票,没有当选。集群中依然只有1个主节点,没有出现脑裂。

 

4.2.3.小结

master eligible节点的作用是什么?

  • 参与集群选主

  • 主节点可以管理集群状态、管理分片信息、处理创建和删除索引库的请求

data节点的作用是什么?

  • 数据的CRUD

coordinator节点的作用是什么?

  • 路由请求到其它节点

  • 合并查询到的结果,返回给用户

 

 

4.3.集群分布式存储

当新增文档时,应该保存到不同分片,保证数据均衡,那么coordinating node如何确定数据该存储到哪个分片呢?

 

4.3.1.分片存储测试

插入三条数据:

 

 

 

 

 

 

 

 

 测试可以看到,三条数据分别在不同分片:

 

 

 结果:

 

 

 

4.3.2.分片存储原理

 

elasticsearch会通过hash算法来计算文档应该存储到哪个分片:

 

 

 

说明:

  • _routing默认是文档的id

  • 算法与分片数量有关,因此索引库一旦创建,分片数量不能修改!

 

新增文档的流程如下:

解读:

  • 1)新增一个id=1的文档

  • 2)对id做hash运算,假如得到的是2,则应该存储到shard-2

  • 3)shard-2的主分片在node3节点,将数据路由到node3

  • 4)保存文档

  • 5)同步给shard-2的副本replica-2,在node2节点

  • 6)返回结果给coordinating-node节点

 

4.4.集群分布式查询

elasticsearch的查询分成两个阶段:

  • scatter phase:分散阶段,coordinating node会把请求分发到每一个分片

  • gather phase:聚集阶段,coordinating node汇总data node的搜索结果,并处理为最终结果集返回给用户

 

4.5.集群故障转移

集群的master节点会监控集群中的节点状态,如果发现有节点宕机,会立即将宕机节点的分片数据迁移到其它节点,确保数据安全,这个叫做故障转移。

 

1)例如一个集群结构如图:

现在,node1是主节点,其它两个节点是从节点。

 

2)突然,node1发生了故障:

 

宕机后的第一件事,需要重新选主,例如选中了node2:

 

node2成为主节点后,会检测集群监控状态,发现:shard-1、shard-0没有副本节点。因此需要将node1上的数据迁移到node2、node3:

 

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