ElasticSearch常用操作：文档篇

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1 新建文档

1.1 指定id

PUT my_blog/article/1
{
  "id":1,
  "title":"elasticsearch",
  "posttime":"2017-05-01",
  "content":"elasticsearch is helpfull!"
}

{
  "_index": "my_blog",
  "_type": "article",
  "_id": "1",
  "_version": 1,
  "result": "created",
  "_shards": {
    "total": 2,
    "successful": 1,
    "failed": 0
  },
  "created": true
}

版本号会随着文档的更新自动递增。

1.2 不指定id

不指定id，es会自动生成，但是这时只能使用post：

POST my_blog/article
{
  "id":2,
  "title":"spark",
  "posttime":"2017-05-01",
  "content":"spark is helpfull!"
}

{
  "_index": "my_blog",
  "_type": "article",
  "_id": "AWagTCv8O1qbT1zqbREV",
  "_version": 1,
  "result": "created",
  "_shards": {
    "total": 2,
    "successful": 1,
    "failed": 0
  },
  "created": true
}

2 获取文档

2.1 普通获取

获取存在的文档：

GET my_blog/article/1

{
  "_index": "my_blog",
  "_type": "article",
  "_id": "1",
  "_version": 1,
  "found": true,
  "_source": {
    "id": 1,
    "title": "elasticsearch",
    "posttime": "2017-05-01",
    "content": "elasticsearch is helpfull!"
  }
}

获取不存在的文档：

GET my_blog/article/2

{
  "_index": "my_blog",
  "_type": "article",
  "_id": "2",
  "found": false
}

2.2 测试文档是否存在

使用HEAD可以测试文档是否存在：

HEAD my_blog/article/1
200 - OK

HEAD my_blog/article/2
404 - Not Found

2.3 批量获取

不同index不同type：

GET _mget
{
  "docs":[
    {
      "_index":"my_blog",
      "_type":"article",
      "_id":1
    },
    {
      "_index":"twitter",
      "_type":"tweet",
      "_id":2
    }
  ]
}

同一index下不同type：

GET my_blog/_mget
{
  "docs":[
    {
      "_type":"article",
      "_id":1
    },
    {
      "_type":"essay",
      "_id":2
    }
  ]
}

同一index同一type：

GET my_blog/article/_mget
{
  "docs":[
    {"_id":1},
    {"_id":2}
  ]
}

或：

GET my_blog/article/_mget
{
  "ids":[1,2]
}

3 更新文档

es更新文档的原理为：先找到这个文档，删除旧的文档内容执行更新，更新完后再索引最新的文档。

先添加下面一份文档：

PUT test/type1/1
{
  "counter":1,
  "tags":["red"]
}

3.1 更新文档字段内容

给counter的值增加4：

POST test/type1/1/_update
{
  "script": {
    "inline": "ctx._source.counter += params.count",
    "lang": "painless",
    "params": {
      "count":4
    }
  }
}

Note1：命令中inline是执行的脚本，ctx是脚本语言中的一个执行对象，painless是es内置的一种脚本语言，params是参数集合；
Note2：ctx对象除了可以访问_source之外，还可以访问_index、_type、_id、_version、_routing、_parent等字段；

对tags字段增加一个值：

POST test/type1/1/_update
{
  "script":{
    "inline":"ctx._source.tags.add(params.tag)",
    "lang":"painless",
    "params":{
      "tag":"blue"
    }
  }
}

3.2 新增与移除字段

给test/type1/1添加一个字段name：

POST test/type1/1/_update
{
  "script": {
    "inline": "ctx._source.name=\"test\""
  }
}

上面的命令也可以简写为：{"script":""ctx._source.name=\"test\""}

移除name字段：

POST test/type1/1/_update
{
  "script": {
    "inline": "ctx._source.remove(\"name\")"
  }
}

3.3 upsert操作

如果文档不存在，upsert会新建一个文档，文档存在，则正常执行script脚本。如下：

POST test/type1/2/_update
{
  "script": {
    "inline": "ctx._source.counter += params.count",
    "lang": "painless",
    "params": {
      "count":4
    }
  },
  "upsert": {
    "counter":1,
    "tag":["pink"]
  }
}

如果test/type1/2存在，则更新count，如果不存在，则新建一个包含字段counter和tag的文档。

{
  "_index": "test",
  "_type": "type1",
  "_id": "2",
  "_version": 1,
  "result": "created",
  "_shards": {
    "total": 2,
    "successful": 1,
    "failed": 0
  }
}

3.4 基于doc的更新方式

也可以使用doc的方式来更新字段内容或者添加新的字段：

POST myblog/article/1/_update
{
  "doc": {
    "title":"test new title"
  }
}

POST myblog/article/1/_update
{
  "doc": {
    "new field":"this is a new field"
  }
}

4 查询更新

POST my_blog/_update_by_query
{
  "script":{
    "inline": "ctx._source.content = params.content",
    "lang": "painless",
    "params": {
      "content":"spark is popular"
    }
  },
  "query":{
    "term": {
      "title": {
        "value": "spark"
      }
    }
  }
}

{
  "took": 33,
  "timed_out": false,
  "total": 1,
  "updated": 1,
  "deleted": 0,
  "batches": 1,
  "version_conflicts": 0,
  "noops": 0,
  "retries": {
    "bulk": 0,
    "search": 0
  },
  "throttled_millis": 0,
  "requests_per_second": -1,
  "throttled_until_millis": 0,
  "failures": []
}

5 删除文档

DELETE my_blog/article/2

如果在索引文档时指定了路由，删除时也可以增加路由参数：

DELETE my_blog/article/2?routing=user123

Note1：如果删除时路由值不正确，删除会失败；
Note2：当映射的_routing被设定为required且没有指定的路由值时，执行删除操作将抛出路由缺失异常并拒绝该请求；

6 查询删除

POST my_blog/_delete_by_query
{
  "query":{
    "term": {
      "title": {
        "value": "mybatis"
      }
    }
  }
}

删除一个type下的所有文档：

POST my_blog/article/_delete_by_query
{
  "query":{
    "match_all":{}
  }
}

7 批量操作

7.1 命令格式

使用如下命令：

curl -XPOST 'localhost:9200/indexname/_bulk?prettry' --data-binary @accounts.json

accounts.json文件应该满足下面的格式：

action_and_meta_data行
data行

Note1：action_and_meta_data行中，action必须是index、create、update或者delete，metadata需要指明需要被操作文档的_index、_type以及_id；
Note2：data行就是添加的数据，添加文档时就需要data行；
Note3：每一行的结尾处都必须有换行符"\n"，最后一行也要有，换行符可以有效地分隔每行；

7.2 添加文档

{"index": {"_index": "my_blog"}, "_type": "article", "_id": "1"}
{"title": "blog title"}

或

{"create": {"_index": "my_blog", "_type": "article", "_id": "1"}}
{"title": "blog title"}

不写id也是可以的。

7.3 删除文档

{"delete": {"_index": "website", "_type": "blog", "_id": "123"}}

7.4 综合案例

下面内容包含索引文档请求、更新文档请求和删除文档请求：

{"delete": {"_index": "website", "_type": "blog", "_id": "123"}}

{"create": {"_index": "website", "_type": "blog", "_id": "123"}}
{"title": "blog title"}

{"index": {"_index": "website", "_type": "blog"}}
{"title": "blog title"}

{"update": {"_index": "website", "_type": "blog", "_id": "123"}}
{"doc": {"title": "blog title"}}

8 版本控制

初次接触，8.2可以忽略，了解一下8.3的命令操作即可。

es进行文档更新时，首先读取源文档，对原文档进行更新操作，更新操作执行完成以后再重新索引整个文档。

8.1 锁控制

很有可能多个用户同时对同一份文档数据进行修改更新操作，这时就需要进行事务性控制，或者说需要进行并发控制。

8.1.1 悲观锁控制

如果有线程对数据进行修改就对数据进行锁定，其他线程想要访问需要等待当前锁定释放，这样可确保同一时刻最多只有一个线程访问数据。传统的关系型数据库就用到了很多这种锁机制，比如行锁、表锁、读锁、写锁等。

8.1.2 乐观锁控制

对数据资源不会锁定，只有在数据提交操作时检查是否违反数据完整性。Elasticsearch使用的就是乐观锁机制，乐观锁适用于读操作比写操作比较多的应用类型，可省去锁开销，提高吞吐量。

8.2 es的版本控制

既然es使用的是乐观锁，那么如何保证旧的数据不会覆盖新的数据呢？在es中使用_version来进行版本的控制，文档每被更新一次，其就会加1.

es的文档版本控制机制主要有内部版本控制和外部版本控制：

内部版本控制机制要求每次操作请求，只有当版本号相等时才能操作成功；
外部版本控制要求外部文档版本比内部文档版本高时才能更新成功；

其实不管是请求获取数据还是请求更新数据，都是可以携带版本号的，不管情况多复杂，只需要记住下面两点即可：

1.如果只是请求获取数据操作，内部版本控制机制生效，外部版本控制机制不生效，情况如下：
- a.不携带版本号，操作成功：
- b.携带内部版本号，那么一定要跟文档当前的版本号相等；
- c.携带外部版本号，那么一定要跟文档当前的版本号相等；
2.如果是更新操作，情况如下：
- a.不携带版本号，操作成功，文档版本号会加1；
- b.携带内部版本号，那么一定要跟文档当前的版本号相等，文档版本号会加1；
- c.携带外部版本号，那么一定要大于文档当前的版本号，文档版本会等于携带的版本号；

也可以从是否携带版本号的角度去思考这个问题：

1.不携带版本号，请求获取数据和更新操作都会成功；
2.携带内部版本号，不管哪种操作，要求一定要与文档版本号相等；
3.携带外部版本号，请求获取数据时版本号需要相等，更新操作时版本号需要大于文档版本号；

至于es为什么这样设计？其实内部版本号是es提供的，但实际上你可能也有自己业务或程序上的需求，就是说你的应用系统本身就维护了一个版本号，或者说你自己想通过某种机制去维护一个版本号，那么就可以使用外部版本号。

8.3 命令操作

GET website/blog/1?version=1

PUT website/blog/1?version=5&version_type=external

9 路由机制

9.1 分片位置计算与案例

当索引有多个分片时，索引一个文档，es是如何确定将文档保存到哪一个文档上的呢？假设环境如下：

Master Node：
shard0(primary)
shard1 
shard2(primary)

Common Node：
shard0
shard1(primary)
shard2

es的路由机制通过哈希算法，将具有相同哈希值的文档放置到同一个主分片中，方法如下：

shard = hash(routing) % number_of_primary_shards

假如我们添加一份文档，没有指定id，es给我们生成的id是AWagTCv8O1qbT1zqbREV，套用上面的公式，shard就应该为：

shard = hash("AWagTCv8O1qbT1zqbREV") % 3

当然哈希函数的实现不一定，我们可以在python中调用一下其提供的hash()函数来演示一下上面的计算：

>>> shard = hash("AWagTCv8O1qbT1zqbREV") % 3
>>> shard
2

显然，该文档会被存储到分片2也就是第3个分片上。

通过上面的介绍可以知道，默认的路由模式可以保证数据平均分布，不过也可以自定义routing值，从而指定文档的存储位置。

9.2 es查询流程与自定义routing值

假如存在一个有50个分片的索引，在集群上执行一次查询的过程如下：

（1）查询请求首先被集群中的一个节点接收；
（2）接收到这个请求的节点，将这个查询广播到这个索引的每个分片上；
（3）每个分片执行完搜索查询并返回结果；
（4）结果在通道节点上合并、排序并返回给用户；

可以自定义路由值来避免这种广播，下面举一个案例进行说明。

正常我们这样来添加一份文档：

PUT website/article/1
{
    "title":"My first blog entry",
    "text":"Just trying this out...",
    "user":"user123"
}

查询时，希望查询user123的所有文章：

GET website/article/_search
{
    "query":{
        "term":{"user":"user123"}
    }
}

显然这样查询，会按照上面的流程去走，也就是请求会被发送到所有的分片上，这时希望优化一下。

将user作为routing来添加文档：

PUT website/article/1?routing=user123
{
    "title":"My first blog entry",
    "text":"Just trying this out...",
    "user":"user123"
}

指定routing值后，后面user123发表的文章（文档）都会被存储到同一个分片上，这里假设是分片1，这样一来，我们再查询user123发表的文章时，只需要在search时指定routing值，那么就不会被广播请求的情况了，请求直接到达分片1，查询如下：

GET website/article/_search?routing=user123

Note1：这样也会带来问题，比如user123发表了数十万篇文章，但是其它用户只有很少的文章，显然数据的分配就不均衡了；
Note2：也可以为文档指定多个路由值，路由值之间使用逗号分隔（这样一来，文档就有可能会被分配到多个分片上，至于满足其条件的这几个分片，es是如何选择的，通过什么算法，可以自行研究一下）；

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