031 Spring Data Elasticsearch学习笔记---重点掌握第5节高级查询和第6节聚合部分

Elasticsearch提供的Java客户端有一些不太方便的地方:

  • 很多地方需要拼接Json字符串,在java中拼接字符串有多恐怖你应该懂的

  • 需要自己把对象序列化为json存储

  • 查询到结果也需要自己反序列化为对象

因此,我们这里就不讲解原生的Elasticsearch客户端API了。

而是学习Spring提供的套件:Spring Data Elasticsearch。

1.简介

Spring Data Elasticsearch是Spring Data项目下的一个子模块。

Spring Data的使命是为数据访问提供熟悉且一致的基于Spring的编程模型,同时仍保留底层数据存储的特殊特性。

它使得使用数据访问技术,关系数据库和非关系数据库,map-reduce框架和基于云的数据服务变得容易。这是一个总括项目,其中包含许多特定于给定数据库的子项目。这些令人兴奋的技术项目背后,是由许多公司和开发人员合作开发的。

Spring Data 的使命是给各种数据访问提供统一的编程接口,不管是关系型数据库(如MySQL),还是非关系数据库(如Redis),或者类似Elasticsearch这样的索引数据库。从而简化开发人员的代码,提高开发效率。

包含很多不同数据操作的模块:

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Spring Data Elasticsearch的页面:https://projects.spring.io/spring-data-elasticsearch/

特征:

  • 支持Spring的基于@Configuration的java配置方式,或者XML配置方式

  • 提供了用于操作ES的便捷工具类ElasticsearchTemplate。包括实现文档到POJO之间的自动智能映射。

  • 利用Spring的数据转换服务实现的功能丰富的对象映射

  • 基于注解的元数据映射方式,而且可扩展以支持更多不同的数据格式

  • 根据持久层接口自动生成对应实现方法,无需人工编写基本操作代码(类似mybatis,根据接口自动得到实现)。当然,也支持人工定制查询

 2.创建Demo工程

我们使用maven(不推荐使用spring的脚手架,因为spring的脚手架的springboot的版本号一直在更新,且不能选择)新建一个demo,学习Elasticsearch

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pom依赖:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion> <groupId>lucky.elasticsearch</groupId>
<artifactId>lucky-elasticsearch</artifactId>
<version>1.0-SNAPSHOT</version> <parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>2.1.7.RELEASE</version>
<relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
</parent> <properties>
<project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
<project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
<java.version>1.8</java.version>
</properties> <dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-elasticsearch</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
<scope>test</scope>
</dependency>
</dependencies> <build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
</plugin>
</plugins>
</build> </project>

注意:springboot的版本选择2.1.7,这个版本maven本地仓库中已经存在了。

依赖导入完成后,可见:

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application.yml文件配置:

spring:
data:
elasticsearch:
cluster-name: leyou
cluster-nodes: 127.0.0.1:9300 # 程序连接es的端口号是9300

注意:cluster-name、cluster-nodes是由elasticsearch安装时的配置文件决定的

查看elasticsearch安装时的配置文件可知:https://www.cnblogs.com/luckyplj/p/11582656.html

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创建springboot的引导类:

package lucky.elasticsearch;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication; /**
* springboot的引导类
*/
@SpringBootApplication
public class ElasticSearchApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(ElasticSearchApplication.class);
}
}

3.实体类及注解

首先我们准备好实体类:

public class Item {
Long id;
String title; //标题
String category;// 分类
String brand; // 品牌
Double price; // 价格
String images; // 图片地址
}

给Item类添加set/get方法

(1)映射

Spring Data通过注解来声明字段的映射属性,有下面的三个注解:

  • @Document 作用在类,标记实体类为文档对象,一般有四个属性

    • indexName:对应索引库名称

    • type:对应在索引库中的类型

    • shards:分片数量,默认5

    • replicas:副本数量,默认1

  • @Id 作用在成员变量,标记一个字段作为id主键

  • @Field 作用在成员变量,标记为文档的字段,并指定字段映射属性:

    • type:字段类型,取值是枚举:FieldType

    • index:是否索引,布尔类型,默认是true

    • store:是否存储,布尔类型,默认是false

    • analyzer:分词器名称:ik_max_word

package lucky.elasticsearch.domain;

import org.springframework.data.annotation.Id;
import org.springframework.data.elasticsearch.annotations.Document;
import org.springframework.data.elasticsearch.annotations.Field;
import org.springframework.data.elasticsearch.annotations.FieldType; @Document(indexName = "item",type = "docs", shards = 1, replicas = 0)
public class Item {
@Id
Long id; @Field(type = FieldType.Text, analyzer = "ik_max_word")
String title; //标题,type指定字段类型,analyzer指定分词器 @Field(type = FieldType.Keyword)
String category;// 分类 @Field(type = FieldType.Keyword)
String brand; // 品牌 @Field(type = FieldType.Double)
Double price; // 价格 @Field(index = false, type = FieldType.Keyword)
String images; // 图片地址,index属性指定是否索引,图片地址不进行分词,不需要进行索引 public Long getId() {
return id;
} public void setId(Long id) {
this.id = id;
} public String getTitle() {
return title;
} public void setTitle(String title) {
this.title = title;
} public String getCategory() {
return category;
} public void setCategory(String category) {
this.category = category;
} public String getBrand() {
return brand;
} public void setBrand(String brand) {
this.brand = brand;
} public Double getPrice() {
return price;
} public void setPrice(Double price) {
this.price = price;
} public String getImages() {
return images;
} public void setImages(String images) {
this.images = images;
}
}

4.Template索引操作

采用类的字节码信息创建索引并映射:

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测试类:ElasticSearchTest.java

package lucky.elasticsearch.test;

import lucky.elasticsearch.domain.Item;
import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.data.elasticsearch.core.ElasticsearchTemplate;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringRunner; @SpringBootTest
@RunWith(SpringRunner.class)
public class ElasticSearchTest {
@Autowired
private ElasticsearchTemplate elasticsearchTemplate; @Test
public void testCreate(){
// 创建索引,会根据Item类的@Document注解信息来创建
elasticsearchTemplate.createIndex(Item.class);
// 配置映射,会根据Item类中的id、Field等字段来自动完成映射
elasticsearchTemplate.putMapping(Item.class);
}
}

运行testCreate方法,控制台显示testCreate执行成功(方法颜色为绿色)

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打开postman工具进行测试,查询映射 http://localhost:9200/item/_mapping

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5.Repository文档操作

Spring Data 的强大之处,就在于你不用写任何DAO处理,自动根据方法名或类的信息进行CRUD操作。只要你定义一个接口,然后继承Repository提供的一些子接口,就能具备各种基本的CRUD功能。

我们只需要定义接口,然后继承它就OK了。

来看下Repository的继承关系:

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我们看到有一个ElasticsearchRepository接口:

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(1)新增文档

<1>给Item这个实体类添加构造方法(一个无参构造方法,一个带所有参数的构造方法)

package lucky.elasticsearch.domain;

import org.springframework.data.annotation.Id;
import org.springframework.data.elasticsearch.annotations.Document;
import org.springframework.data.elasticsearch.annotations.Field;
import org.springframework.data.elasticsearch.annotations.FieldType; @Document(indexName = "item",type = "docs", shards = 1, replicas = 0)
public class Item {
@Id
Long id; @Field(type = FieldType.Text, analyzer = "ik_max_word")
String title; //标题,type指定字段类型,analyzer指定分词器 @Field(type = FieldType.Keyword)
String category;// 分类 @Field(type = FieldType.Keyword)
String brand; // 品牌 @Field(type = FieldType.Double)
Double price; // 价格 @Field(index = false, type = FieldType.Keyword)
String images; // 图片地址,index属性指定是否索引,图片地址不进行分词,不需要进行索引 //无参构造方法
public Item() {
} //带所有参数的构造方法
public Item(Long id, String title, String category, String brand, Double price, String images) {
this.id = id;
this.title = title;
this.category = category;
this.brand = brand;
this.price = price;
this.images = images;
} public Long getId() {
return id;
} public void setId(Long id) {
this.id = id;
} public String getTitle() {
return title;
} public void setTitle(String title) {
this.title = title;
} public String getCategory() {
return category;
} public void setCategory(String category) {
this.category = category;
} public String getBrand() {
return brand;
} public void setBrand(String brand) {
this.brand = brand;
} public Double getPrice() {
return price;
} public void setPrice(Double price) {
this.price = price;
} public String getImages() {
return images;
} public void setImages(String images) {
this.images = images;
}
}

<2>定义接口ItemRepository

package lucky.elasticsearch.repository;

import lucky.elasticsearch.domain.Item;
import org.springframework.data.elasticsearch.repository.ElasticsearchRepository; /**
* ItemRepository继承Repository提供的一些子接口(子接口功能更丰富),例如ElasticsearchRepository,就能具备各种基本的CRUD功能
* <Item,Long> 泛型 参数1:实体类,参数2 :主键id的类型
*/
public interface ItemRepository extends ElasticsearchRepository<Item,Long>{
}

<3>ElasticSearchTest测试类中添加如下内容:

@Autowired
private ItemRepository itemRepository;   /**
* 新增文档
*/
@Test
public void testCreateDocument() {
Item item = new Item(1L, "小米手机7", " 手机","小米", 3499.00, "http://image.leyou.com/13123.jpg");
itemRepository.save(item);
}

执行方法后,打开postman工具进行测试

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(2)批量增加

 /**
* 批量增加文档
*/
@Test
public void testCreateDocumentList() {
List<Item> list = new ArrayList<>();
list.add(new Item(2L, "坚果手机R1", " 手机", "锤子", 3699.00, "http://image.leyou.com/123.jpg"));
list.add(new Item(3L, "华为META10", " 手机", "华为", 4499.00, "http://image.leyou.com/3.jpg"));
// 接收对象集合,实现批量新增
itemRepository.saveAll(list);
}

执行方法后,打开postman工具进行测试

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(3)修改文档

修改和新增是同一个接口,区分的依据就是id,这一点跟我们在页面发起PUT请求是类似的。

(4)基本查询

ElasticsearchRepository提供了一些基本的查询方法。

案例:查询全部,并按照价格降序排序

<1>先给Item这个实体类添加toString方法

@Override
public String toString() {
return "Item{" +
"id=" + id +
", title='" + title + '\'' +
", category='" + category + '\'' +
", brand='" + brand + '\'' +
", price=" + price +
", images='" + images + '\'' +
'}';
}

<2>ElasticSearchTest测试类中添加如下内容

@Test
public void testFind(){
// 查询全部,并按照价格降序排序
Iterable<Item> items = this.itemRepository.findAll(Sort.by(Sort.Direction.DESC, "price"));
items.forEach(item-> System.out.println(item));
}

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(5)自定义方法

Spring Data 的另一个强大功能,是根据方法名称自动实现功能。

比如:你的方法名叫做:findByTitle,那么它就知道你是根据title查询,然后自动帮你完成,无需写实现类。

当然,方法名称要符合一定的约定:

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案例:我们来按照价格区间查询

<1>ItemRepository接口中定义这样的一个方法:

package lucky.elasticsearch.repository;

import lucky.elasticsearch.domain.Item;
import org.springframework.data.elasticsearch.repository.ElasticsearchRepository; import java.util.List; /**
* ItemRepository继承Repository提供的一些子接口(子接口功能更丰富),例如ElasticsearchRepository,就能具备各种基本的CRUD功能
* <Item,Long> 泛型 参数1:实体类,参数2 :主键id的类型
*/
public interface ItemRepository extends ElasticsearchRepository<Item,Long>{ /**
* 根据价格区间查询
* @param price1
* @param price2
* @return
*/
List<Item> findByPriceBetween(double price1, double price2);
}

<2>然后添加一些测试数据:

/**
* 批量增加文档
*/
@Test
public void testCreateDocumentList() {
List<Item> list = new ArrayList<>();
list.add(new Item(1L, "小米手机7", "手机", "小米", 3299.00, "http://image.leyou.com/13123.jpg"));
list.add(new Item(2L, "坚果手机R1", "手机", "锤子", 3699.00, "http://image.leyou.com/13123.jpg"));
list.add(new Item(3L, "华为META10", "手机", "华为", 4499.00, "http://image.leyou.com/13123.jpg"));
list.add(new Item(4L, "小米Mix2S", "手机", "小米", 4299.00, "http://image.leyou.com/13123.jpg"));
list.add(new Item(5L, "荣耀V10", "手机", "华为", 2799.00, "http://image.leyou.com/13123.jpg"));
// 接收对象集合,实现批量新增
itemRepository.saveAll(list);
}

<3>ElasticSearchTest测试类中添加如下内容

@Test
public void queryByPriceBetween(){
List<Item> list = this.itemRepository.findByPriceBetween(3000.00, 4000.00);
for (Item item : list) {
System.out.println("item = " + item);
}

<4>不需要写实现类,然后我们直接去运行,运行结果如下图。

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虽然基本查询和自定义方法已经很强大了,但是如果是复杂查询(模糊、通配符、词条查询等)就显得力不从心了。此时,我们只能使用原生查询。

5.高级查询(重点掌握)

(1)基本查询

先看看基本玩法

@Test
public void testQuery(){
// 通过查询构建器工具构建查询条件
MatchQueryBuilder queryBuilder = QueryBuilders.matchQuery("title", "小米");
// 执行查询
Iterable<Item> items = this.itemRepository.search(queryBuilder);
items.forEach(System.out::println);
}

Repository的search方法需要QueryBuilder参数,elasticSearch为我们提供了一个对象QueryBuilders(点击该类,进入该类后,alt+7):

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QueryBuilders提供了大量的静态方法,用于生成各种不同类型的查询对象,例如:词条、模糊、通配符等QueryBuilder对象。

执行结果:

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elasticsearch提供很多可用的查询方式,但是不够灵活。如果想玩过滤或者聚合查询等就很难了。

(2)自定义查询

先来看最基本的match query:

@Test
public void testNativeQuery(){
// 构建自定义查询构建器
NativeSearchQueryBuilder queryBuilder = new NativeSearchQueryBuilder();
// 添加基本的分词查询
queryBuilder.withQuery(QueryBuilders.matchQuery("title", "小米"));
// 执行搜索,获取结果
Page<Item> items = this.itemRepository.search(queryBuilder.build());
// 打印总条数
System.out.println(items.getTotalElements());
// 打印总页数
System.out.println(items.getTotalPages());
items.forEach(System.out::println);
}

NativeSearchQueryBuilder:Spring提供的一个查询条件构建器,帮助构建json格式的请求体

Page<item>:默认是分页查询,因此返回的是一个分页的结果对象,包含属性:

  • totalElements:总条数

  • totalPages:总页数

  • Iterator:迭代器,本身实现了Iterator接口,因此可直接迭代得到当前页的数据

  • 其它属性:

控制台输出结果:

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(3)分页查询

利用NativeSearchQueryBuilder可以方便的实现分页:

@Test
public void testNativeQuery(){
// 构建查询条件
NativeSearchQueryBuilder queryBuilder = new NativeSearchQueryBuilder();
// 添加基本的分词查询
queryBuilder.withQuery(QueryBuilders.termQuery("category", "手机")); // 初始化分页参数
int page = 0;
int size = 3;
// 设置分页参数
queryBuilder.withPageable(PageRequest.of(page, size)); // 执行搜索,获取结果
Page<Item> items = this.itemRepository.search(queryBuilder.build());
// 打印总条数
System.out.println(items.getTotalElements());
// 打印总页数
System.out.println(items.getTotalPages());
// 每页大小
System.out.println(items.getSize());
// 当前页
System.out.println(items.getNumber());
items.forEach(System.out::println);
}

结果:

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可以发现,Elasticsearch中的分页是从第0页开始

(4)排序

排序也通用通过NativeSearchQueryBuilder完成:

@Test
public void testSort(){
// 构建查询条件
NativeSearchQueryBuilder queryBuilder = new NativeSearchQueryBuilder();
// 添加基本的分词查询
queryBuilder.withQuery(QueryBuilders.termQuery("category", "手机")); // 排序
queryBuilder.withSort(SortBuilders.fieldSort("price").order(SortOrder.DESC)); // 执行搜索,获取结果
Page<Item> items = this.itemRepository.search(queryBuilder.build());
// 打印总条数
System.out.println(items.getTotalElements());
items.forEach(System.out::println);
}

结果:

031 Spring Data Elasticsearch学习笔记---重点掌握第5节高级查询和第6节聚合部分

 6.聚合

(1)聚合为桶

桶就是分组,比如这里我们按照品牌brand进行分组:

@Test
public void testAgg(){
//初始化自定义查询构建器
NativeSearchQueryBuilder queryBuilder = new NativeSearchQueryBuilder();
// 使用结果集过滤,不查询任何结果
queryBuilder.withSourceFilter(new FetchSourceFilter(new String[]{""}, null));
// 1、添加一个新的聚合,聚合类型为terms,聚合名称为brands,聚合字段为brand
queryBuilder.addAggregation(AggregationBuilders.terms("brands").field("brand"));
// 2、执行聚合查询,需要把结果强转为AggregatedPage类型
AggregatedPage<Item> aggPage = (AggregatedPage<Item>) this.itemRepository.search(queryBuilder.build());
// 3、解析聚合结果集
// 3.1、从结果中取出名为brands的那个聚合,
// 因为是利用String类型字段来进行的term聚合,所以结果要强转为StringTerm类型
StringTerms agg = (StringTerms) aggPage.getAggregation("brands");
// 3.2、获取桶
List<StringTerms.Bucket> buckets = agg.getBuckets();
// 3.3、遍历
for (StringTerms.Bucket bucket : buckets) {
// 3.4、获取桶中的key,即品牌名称
System.out.println(bucket.getKeyAsString());
// 3.5、获取桶中的文档数量
System.out.println(bucket.getDocCount());
} }

显示结果:

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关键API:

AggregationBuilders:聚合的构建工厂类。所有聚合都由这个类来构建

AggregatedPage:聚合查询的结果类

页面的查询的JSON结果与Java类的对照关系:

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(2)嵌套聚合,求平均值

@Test
public void testSubAgg(){
NativeSearchQueryBuilder queryBuilder = new NativeSearchQueryBuilder();
// 不查询任何结果
queryBuilder.withSourceFilter(new FetchSourceFilter(new String[]{""}, null));
// 1、添加一个新的聚合,聚合类型为terms,聚合名称为brands,聚合字段为brand
queryBuilder.addAggregation(
AggregationBuilders.terms("brands").field("brand")
.subAggregation(AggregationBuilders.avg("priceAvg").field("price")) // 在品牌聚合桶内进行嵌套聚合,求平均值
);
// 2、查询,需要把结果强转为AggregatedPage类型
AggregatedPage<Item> aggPage = (AggregatedPage<Item>) this.itemRepository.search(queryBuilder.build());
// 3、解析
// 3.1、从结果中取出名为brands的那个聚合,
// 因为是利用String类型字段来进行的term聚合,所以结果要强转为StringTerm类型
StringTerms agg = (StringTerms) aggPage.getAggregation("brands");
// 3.2、获取桶
List<StringTerms.Bucket> buckets = agg.getBuckets();
// 3.3、遍历
for (StringTerms.Bucket bucket : buckets) {
// 3.4、获取桶中的key,即品牌名称 3.5、获取桶中的文档数量
System.out.println(bucket.getKeyAsString() + ",共" + bucket.getDocCount() + "台"); // 3.6.获取子聚合结果:
InternalAvg avg = (InternalAvg) bucket.getAggregations().asMap().get("priceAvg");
System.out.println("平均售价:" + avg.getValue());
} }

测试结果:

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