Elasticsearch为什么查询速度快？（简单易懂）

前言
在日常工作中，我们经常会使用到ElasticSearch，在大数据量亿级别的情况下使用它进行实时检索，速度非常快。但是却不知道它的原理是什么，采用什么方式进行检索。和mysql数据库有什么区别？一直都有困惑

我花了些时间学习了一下。下面是我整理的内容，希望可以对大家有帮助

一、ES为什么查询速度快？
下面是一张表的数据：

id name age
1 张三 24
2 张四 23
3 李四 23
4 李五 24
在mysql中，主键id建立b+树索引，然后通过目录页对应到数据页，然后找到数据。对于传统的增删改查（用id）没有任何问题，速度也很快。
查询非主键的字段如name或者age，则会使用到聚簇索引（面试常会考）因为用到了索引所以速度还是可以的。
但是对于全文检索来说。比如查询like %张三。这样是走不到索引的，需要全表扫描。所以大数据量情况下全表扫描速度非常慢。但是对于es来说，这就好办多了

es采用倒排索引
下面的的索引结构其实就是倒排索引。
name：

Term Posting List（文档id集合）
张三 【1】
张四 【2】
李四 【3】
李五 【4】
age：

Term Posting List（文档id集合）
23 【2，3】
24 【1，4】
Posting List
Elasticsearch会为每个field都建立了一个倒排索引，张三、李四、23、24…这些叫term，而[1,4]就是Posting List。Posting list就是一个int的数组，存储了所有符合某个term的文档id。

通过posting list这种索引方式似乎可以很快进行查找，比如要找age=24的同学，很快就会找到，id是1，4的同学。但是，如果有上千万的记录呢？如果是想通过name来查找呢？所以需要将Term进行排序

Term Dictionary
Term Dictionary：为了快速找到某个特定的term，将所有的term进行排序。再采用二分查找法查找term。时间复杂度logN
看起来，似乎和mysql数据库通过B-Tree的方式类似。而且Elasticsearch直接通过内存查找term，不读磁盘，但是如果term特别多的话，term dictionary也会很大，将所有的term dictionary都缓存到内存里是不太现实的。

Term Index
它包含的是term的一些前缀。所以term index 占用的空间只有term的的几十分之一。在内存里可以放更多的term index。缓存所有的term index到内存里是可以的。
Term Index，就像字典里的索引页一样，A开头的有哪些term，分别在哪页，可以理解term index是一颗树
如图：

从term index查到对应的term dictionary之后，再去磁盘上找term，大大减少了磁盘随机读的次数，查询效率大大提升