分布式搜索引擎03
1.数据聚合
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什么品牌的手机最受欢迎?
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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:
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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
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Date Histogram:按照日期阶梯分组,例如一周为一组,或者一月为一组
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度量(Metric)聚合:用以计算一些值,比如:最大值、最小值、平均值等
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Avg:求平均值
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Max:求最大值
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Min:求最小值
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Stats:同时求max、min、avg、sum等
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-
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:
# 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 } } } }
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:
GET /hotel/_search { "size": 0, "aggs": { "brandAgg": { "terms": { "field": "brand", "order": { "_count": "asc" }, "size": 20 } } } }
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:
# 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 } } } }
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:
GET /hotel/_search { "size": 0, "aggs": { "brandAgg": { "terms": { "field": "brand", "size": 20 }, "aggs": { "score_stats": { "stats": { "field": "score" } } } } } }
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:
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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:
//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); } }
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
在cn.itcast.hotel.service.IHotelService
中定义新方法:
Map<String, List<String>> filters(RequestParams params) throws Exception;
//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; }
2.自动补全
2.1.自动补全查询
elasticsearch提供了
-
==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:
# 更新索引库,自动补全的索引字段 PUT /test1/_mapping { "properties": { "title": { "type": "completion" } } }
然后插入下面的数据:
# 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"] }
查询的DSL语句如下:
# 自动补全查询 GET /test1/_search { "suggest": { "title_suggest": { "text": "s", "completion": { "field": "title", "skip_duplicates": true, "size": 10 } } } }
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
# 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" } } } }
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:
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("/")); } }
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:
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); }
List<String> getSuggestions(String prefix) throws Exception;
@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; }
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:
# 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" } } } }
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 |
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:
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" } } }
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?
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①下载pinyin分词器
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②解压并放到elasticsearch的plugin目录
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③重启即可
如何自定义分词器?
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①创建索引库时,在settings中配置,可以包含三部分
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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
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
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
:
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"; }
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:
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); } }
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:
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); } }
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)
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
-
-
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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