es 理论

文章 犀牛 ⋅ 于 2021-06-05 11:14:16 ⋅ 215 阅读

elasticsearch简介

​ Elasticsearch是一个基于Lucene的搜索服务器。它提供了一个分布式多用户能力的全文搜索引擎,基于RESTful web接口。Elasticsearch是用Java语言开发的,并作为Apache许可条款下的开放源码发布,是一种流行的企业级搜索引擎。Elasticsearch用于云计算中,能够达到实时搜索,稳定,可靠,快速,安装使用方便。官方客户端在Java、.NET(C#)、PHP、Python、Apache Groovy、Ruby和许多其他语言中都是可用的。根据DB-Engines的排名显示,Elasticsearch是最受欢迎的企业搜索引擎,其次是Apache Solr,也是基于Lucene。

​ Elasticsearch 是一个分布式、高扩展、高实时的搜索与数据分析引擎。它能很方便的使大量数据具有搜索、分析和探索的能力。充分利用Elasticsearch的水平伸缩性,能使数据在生产环境变得更有价值。Elasticsearch 的实现原理主要分为以下几个步骤,首先用户将数据提交到Elasticsearch 数据库中,再通过分词控制器去将对应的语句分词,将其权重和分词结果一并存入数据,当用户搜索数据时候,再根据权重将结果排名,打分,再将返回结果呈现给用户。

​ Elasticsearch是与名为Logstash的数据收集和日志解析引擎以及名为Kibana的分析和可视化平台一起开发的。这三个产品被设计成一个集成解决方案,称为“Elastic Stack”(以前称为“ELK stack”)。

​ Elasticsearch可以用于搜索各种文档。”Elasticsearch是分布式的,这意味着索引可以被分成分片,每个分片可以有0个或多个副本。每个节点托管一个或多个分片,并充当协调器将操作委托给正确的分片。再平衡和路由是自动完成的。“相关数据通常存储在同一个索引中,该索引由一个或多个主分片和零个或多个复制分片组成。一旦创建了索引,就不能更改主分片的数量。

​ Elasticsearch使用Lucene,并试图通过JSON和Java API提供其所有特性。它支持facetting和percolating,如果新文档与注册查询匹配,这对于通知非常有用。另一个特性称为“网关”,处理索引的长期持久性;例如,在服务器崩溃的情况下,可以从网关恢复索引。Elasticsearch支持实时GET请求,适合作为NoSQL数据存储,但缺少分布式事务。

elasticsearch工作原理

​ 原始数据会从多个来源(包括日志、系统指标和网络应用程序)输入到 Elasticsearch 中。数据采集指在 Elasticsearch 中进行索引之前解析、标准化并充实这些原始数据的过程。这些数据在 Elasticsearch 中索引完成之后,用户便可针对他们的数据运行复杂的查询,并使用聚合来检索自身数据的复杂汇总。在 Kibana 中,用户可以基于自己的数据创建强大的可视化,分享仪表板,并对 Elastic Stack 进行管理。

elasticsearch索引

​ Elasticsearch 索引指相互关联的文档集合。Elasticsearch 会以 JSON 文档的形式存储数据。每个文档都会在一组键(字段或属性的名称)和它们对应的值(字符串、数字、布尔值、日期、数值组、地理位置或其他类型的数据)之间建立联系。

​ Elasticsearch 使用的是一种名为倒排索引的数据结构,这一结构的设计可以允许十分快速地进行全文本搜索。倒排索引会列出在所有文档中出现的每个特有词汇,并且可以找到包含每个词汇的全部文档。

​ 在索引过程中,Elasticsearch 会存储文档并构建倒排索引,这样用户便可以近实时地对文档数据进行搜索。索引过程是在索引 API 中启动的,通过此 API 您既可向特定索引中添加 JSON 文档,也可更改特定索引中的 JSON 文档。

为什么使用elasticsearch

Elasticsearch 很快。由于 Elasticsearch 是在 Lucene 基础上构建而成的,所以在全文本搜索方面表现十分出色。Elasticsearch 同时还是一个近实时的搜索平台,这意味着从文档索引操作到文档变为可搜索状态之间的延时很短,一般只有一秒。因此,Elasticsearch 非常适用于对时间有严苛要求的用例,例如安全分析和基础设施监测。

Elasticsearch 具有分布式的本质特征。Elasticsearch 中存储的文档分布在不同的容器中,这些容器称为分片,可以进行复制以提供数据冗余副本,以防发生硬件故障。Elasticsearch 的分布式特性使得它可以扩展至数百台(甚至数千台)服务器,并处理 PB 量级的数据。

Elasticsearch 包含一系列广泛的功能。除了速度、可扩展性和弹性等优势以外,Elasticsearch 还有大量强大的内置功能(例如数据汇总和索引生命周期管理),可以方便用户更加高效地存储和搜索数据。

Elastic Stack 简化了数据采集、可视化和报告过程。通过与 Beats 和 Logstash 进行集成,用户能够在向 Elasticsearch 中索引数据之前轻松地处理数据。同时,Kibana 不仅可针对 Elasticsearch 数据提供实时可视化,同时还提供 UI 以便用户快速访问应用程序性能监测 (APM)、日志和基础设施指标等数据。

Lucene

​ Lucene是apache软件基金会 jakarta项目组的一个子项目,是一个开放源代码的全文检索引擎工具包,但它不是一个完整的全文检索引擎,而是一个全文检索引擎的架构,提供了完整的查询引擎和索引引擎,部分文本分析引擎。Lucene的目的是为软件开发人员提供一个简单易用的工具包,以方便的在目标系统中实现全文检索的功能,或者是以此为基础建立起完整的全文检索引擎。Lucene是一套用于全文检索和搜寻的开源程式库,由Apache软件基金会支持和提供。Lucene提供了一个简单却强大的应用程式接口,能够做全文索引和搜寻。在Java开发环境里Lucene是一个成熟的免费开源工具。就其本身而言,Lucene是当前以及最近几年最受欢迎的免费Java信息检索程序库。人们经常提到信息检索程序库,虽然与搜索引擎有关,但不应该将信息检索程序库与搜索引擎相混淆。

正排索引与倒排索引

  • 正排索引

    正排索引使用文档ID作为索引,记录每个次出现的次数与在该文档中的位置,优点是构建索引时较快,缺点是查询时较慢。

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  • 倒排索引

    ​ 倒排索引使用文档中的词作为索引,记录每个词在哪个文档的哪个位置,优点是查询非常快,缺点是构建索引较慢。

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es在大数据中的常见应用

  • 数据中台

    ​ 使用es作为中台数据库,凭借es高速的检索查询效率,以及restful接口,极大方便了中台的搭建。

  • 二级索引

    ​ 在大数据领域中的重点应用,多用于一些对实时查询效率要求较高的场景,我们知道hbase用rowkey查询效率非常高,无出其右,但是如果rowkey不能满足查询条件,则需要使用filter进行查询,此时hbase的查询效率就非常低,此时就需要借助二级索引来实现组合查询,通过二级索引做组合查询,返回rowkey,再通过rowkey去hbase中查询,es此时就可以作为hbase的二级索引,全量数据存在hbase中,es只存储一些必要的查询条件列以及hbase的rowkey,利用es的倒排索引,快速定位到要取的数据的rowkey。相比solr,es作为二级索引在数据同步的时候略显复杂,并且在写入的时候经常达到es瓶颈,写入效率不高。当es一个index达到int最大值21亿条的时候需要新增index

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