Elasticsearch分页解决方案
阅读原文时间:2023年07月12日阅读:2

一、命令的方式做分页

1、常见的分页方式:from+size

elasticsearch默认采用的分页方式是from+size的形式,但是在深度分页的情况下,这种使用方式的效率是非常低的,比如from=5000,size=10,es需要在各个分片上匹配排序并得到5000*10条有效数据,然后在结果集中取最后10条数据返回。除了会遇到效率上的问题,还有一个无法解决的问题是es目前支持最大的skip值是max_result_window默认为10000,也就是说当from+size > max_result_window时,es将返回错误。

解决方案:

问题描述:比如当客户线上的es数据出现问题,当分页到几百页的时候,es无法返回数据,此时为了恢复正常使用,我们可以采用紧急规避的方式,就是将max_result_window的值调至50000。

curl -XPUT "127.0.0.1:9200/custm/_settings" -d
'{
"index" : {
"max_result_window" : 50000
}
}'

对于上面这种解决方案只是暂时解决问题,当es的使用越来越多时,数据量越来越大,深度分页的场景越来越复杂时,可以使用另一种分页方式scroll。

2、scroll方式

为了满足深度分页的场景,es提供了scroll的方式进行分页读取。原理上是对某次查询生成一个游标scroll_id,后续的查询只需要根据这个游标去取数据,知道结果集中返回的hits字段为空,就表示遍历结束。Scroll的作用不是用于实时查询数据,因为它会对es做多次请求,不肯能做到实时查询。它的主要作用是用来查询大量数据或全部数据。

使用scroll,每次只能获取一页的内容,然后会返回一个scroll_id。根据返回的这个scroll_id可以不断地获取下一页的内容,所以scroll并不适用于有跳页的情景

使用curl进行深度分页读取过程如下:

1、 先获取第一个scroll_id,url参数包括/index/type和scroll,scroll字段指定了scroll_id的有效生存时间,过期后会被es自动清理。

[root@master ~]# curl -H "Content-Type: application/json" -XGET '192.168.200.100:9200/chuyun/_search?pretty&scroll=2m' -d'
{"query":{"match_all":{}}, "sort": ["_doc"]}'

2、在遍历时候,拿到上一次遍历中的_scroll_id,然后带scroll参数,重复上一次的遍历步骤,直到返回的数据为空,表示遍历完成。

每次都要传参数scroll,刷新搜索结果的缓存时间,另外不需要指定index和type(不要把缓存的时时间设置太长,占用内存)后续查询:

curl -H "Content-Type: application/json" -XGET '192.168.200.100:9200/_search/scroll?pretty' -d'
{
"scroll" : "2m",
"scroll_id" : "DnF1ZXJ5VGhlbkZldGNoBQAAAAAAAABWFm43cDd3eERJVHNHMHJzSlNkajdPUHcAAAAAAAAAVxZuN3A3d3hESVRzRzByc0pTZGo3T1B3AAAAAAAAAFsWazlvUFptQnNTdXlmNmZRTl80cVdCdwAAAAAAAABVFm43cDd3eERJVHNHMHJzSlNkajdPUHcAAAAAAAAAWhZrOW9QWm1Cc1N1eWY2ZlFOXzRxV0J3"
}'

3、scroll的删除

删除所有scroll_id

curl -XDELETE 192.168.200.100:9200/_search/scroll/_all

指定scroll_id删除:

curl -XDELETE 192.168.200.100:9200/_search/scroll -d
'{"scroll_id" : ["cXVlcnlBbmRGZXRjaDsxOzg3OTA4NDpTQzRmWWkwQ1Q1bUlwMjc0WmdIX2ZnOzA7"]}'

3、 search_after 的方式

使用search_after必须要设置from=0。

这里我使用_id作为唯一值排序。

我们在返回的最后一条数据里拿到sort属性的值传入到search_after。

数据:

scroll的方式,官方不建议用于实时的请求(一般用于数据导出),因为每一个scroll_id不仅会占用大量的资源,而且会生成历史快照,对于数据的变更不会反映到快照上。而search_after分页的方式是根据上一页的最后一条数据来确定下一页的位置,同时再分页请求的过程中,如果有索引数据的增删改查,这些变更也会实时的反映到游标上。但是需要注意,因为每一页的数据依赖于上一页的最后一条数据,所以没法跳页请求。

为了找到每一页最后一条数据,每个文档那个必须有一个全局唯一值,官方推荐使用_uuid作为全局唯一值,当然在业务上的id也可以。

例如:在下面实例中我先根据id做倒序排列:

curl -H "Content-Type: application/json" -XGET '192.168.200.100:9200/chuyun/_search?pretty' -d'
{
"size": 2,
"from": 0,
"sort": [
{
"_id": {
"order": "desc"
}
}
]
}'

结果:

[root@master ~]# curl -H "Content-Type: application/json" -XGET '192.168.200.100:9200/chuyun/_search?pretty' -d'

{
"size": 2,
"from": 0,
"sort": [
{
"_id": {
"order": "desc"
}
}
]
}'
{
"took" : 7,
"timed_out" : false,
"_shards" : {
"total" : 5,
"successful" : 5,
"skipped" : 0,
"failed" : 0
},
"hits" : {
"total" : 3,
"max_score" : null,
"hits" : [
{
"_index" : "chuyun",
"_type" : "article",
"_id" : "3",
"_score" : null,
"_source" : {
"id" : 3,
"title" : "《青玉案·元夕》",
"content" : "东风夜放花千树,更吹落,星如雨。宝马雕车香满路。凤箫声动,玉壶光转,一夜鱼龙舞。蛾儿雪柳黄金缕,笑语盈盈暗香去。众里寻他千百度,蓦然回首,那人却在,灯火阑珊处。",
"viewCount" : 786,
"createTime" : 1557471088252,
"updateTime" : 1557471088252
},
"sort" : [
"3"
]
},
{
"_index" : "chuyun",
"_type" : "article",
"_id" : "2",
"_score" : null,
"_source" : {
"id" : 2,
"title" : "《蝶恋花》",
"content" : "伫倚危楼风细细,望极春愁,黯黯生天际。草色烟光残照里,无言谁会凭阑意。拟把疏狂图一醉,对酒当歌,强乐还无味。衣带渐宽终不悔,为伊消得人憔悴。",
"viewCount" : null,
"createTime" : 1557471087998,
"updateTime" : 1557471087998
},
"sort" : [
"2"
]
}
]
}
}

使用sort返回的值搜索下一页:

curl -H "Content-Type: application/json" -XGET '192.168.200.100:9200/chuyun/_search?pretty' -d'
{
"size": 2,
"from": 0,
"search_after": [
2
],
"sort": [
{
"_id": {
"order": "desc"
}
}
]
}'

结果:

[root@master ~]# curl -H "Content-Type: application/json" -XGET '192.168.200.100:9200/chuyun/_search?pretty' -d'

{
"size": 2,
"from": 0,
"search_after": [
2
],
"sort": [
{
"_id": {
"order": "desc"
}
}
]
}'
{
"took" : 12,
"timed_out" : false,
"_shards" : {
"total" : 5,
"successful" : 5,
"skipped" : 0,
"failed" : 0
},
"hits" : {
"total" : 3,
"max_score" : null,
"hits" : [
{
"_index" : "chuyun",
"_type" : "article",
"_id" : "1",
"_score" : null,
"_source" : {
"id" : 1,
"title" : "《蝶恋花》",
"content" : "槛菊愁烟兰泣露,罗幕轻寒,燕子双飞去。明月不谙离恨苦,斜光到晓穿朱户。昨夜西风凋碧树,独上高楼,望尽天涯路。欲寄彩笺兼尺素,山长水阔知何处?",
"viewCount" : 678,
"createTime" : 1557471087754,
"updateTime" : 1557471087754
},
"sort" : [
"1"
]
}
]
}
}

二、java api做elasticsearch分页

按照一般的查询流程,比如我想查找前10条数据:

1、 客户端请求发给某个节点

2、 节点转发给各个分片,查询每个分片上的前10条数据

3、 结果返回给节点,整合数据,提取前10条

4、 返回给请求客户端

然而当我想查询第10条到20条的时候,就需要用到分页查询。

工具类:

**
* 构建elasticsrarch client
*/
public class LowClientUtil {
private static TransportClient client;
public TransportClient CreateClient() throws Exception {
// 先构建client
System.out.println("11111111111");
Settings settings=Settings.builder()
.put("cluster.name","elasticsearch1")
.put("client.transport.ignore_cluster_name", true) //如果集群名不对,也能连接
.build();
//创建Client
TransportClient client = new PreBuiltTransportClient(settings)
.addTransportAddress(
new TransportAddress(
InetAddress.getByName(
"192.168.200.100"),
9300));
return client;
}
}

准备数据:

/**
* 准备数据
* @throws Exception
*/
public static void createDocument100() throws Exception {
for (int i = 1; i <= 100; i++) { try { HashMap map = new HashMap<>();
map.put("title", "第" + i + "本书");
map.put("author", "作者" + i);
map.put("id", i);
map.put("message", i + "是英国物理学家斯蒂芬·霍金创作的科学著作,首次出版于1988年。全书");
IndexResponse response = client.prepareIndex("blog2", "article")
.setSource(map)
.get();
// 索引名称
String _index = response.getIndex();
// 类型
String _type = response.getType();
// 文档ID
String _id = response.getId();
// 版本
long _version = response.getVersion();
// 返回的操作状态
RestStatus status = response.status();
System.out.println("索引名称:" + _index +
" " + "类型 :" + _type + " 文档ID:" + _id +
" 版本 :" + _version + " 返回的操作状态:" + status );
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

浅分页:from_size

原理:就比如查询前20条数据,然后截断前10条,只返回10-20条。

/**
* from-size
searchRequestBuilder 的 setFrom【从0开始】 和 setSize【查询多少条记录】方法实现
* */
public static void sortPages(){
// 搜索数据
SearchRequestBuilder searchRequestBuilder = client.prepareSearch("blog2").setTypes("article")
.setQuery(QueryBuilders.matchAllQuery());//默认每页10条记录
final long totalHits = searchRequestBuilder.get().getHits().getTotalHits();//总条数
final int pageDocument = 10 ;//每页显示多少条
final long totalPage = totalHits / pageDocument;//总共分多少页
for(int i=1;i<=totalPage;i++){ System.out.println("=====================当前打印的是第 :"+i+" 页=============="); //setFrom():从第几条开始检索,默认是0。 //setSize():查询多少条文档。 searchRequestBuilder.setFrom(i*pageDocument).setSize(pageDocument); SearchResponse searchResponse = searchRequestBuilder.get(); SearchHits hits = searchResponse.getHits(); Iterator iterator = hits.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
SearchHit searchHit = iterator.next(); // 每个查询对象
System.out.println(searchHit.getSourceAsString()); // 获取字符串格式打印
}
}
}

使用scroll深分页:

对于上面介绍的浅分页(from-size),当Elasticsearch响应请求时,它必须确定docs的顺序,排列响应结果。

如果请求的页数较少(假设每页20个docs), Elasticsearch不会有什么问题,但是如果页数较大时,比如请求第20页,Elasticsearch不得不取出第1页到第20页的所有docs,再去除第1页到第19页的docs,得到第20页的docs。

解决的方式就是使用scroll,scroll就是维护了当前索引段的一份快照信息--缓存(这个快照信息是你执行这个scroll查询时的快照)在这个查询后的任何新索引进来的数据,都不会在这个快照中查询到。但是它相对于from和size,不是查询所有数据然后剔除不要的部分,而是记录一个读取的位置,保证下一次快速继续读取。

可以把 scroll 分为初始化和遍历两步:

1、初始化时将所有符合搜索条件的搜索结果缓存起来,可以想象成快照;

2、遍历时,从这个快照里取数据,也就是说,在初始化后对索引插入、删除、更新数据都不会影响遍历结果

public static void scrollPages(){
//获取Client对象,设置索引名称,搜索类型(SearchType.SCAN)[5.4移除,对于java代码,直接返回index顺序,不对结果排序],搜索数量,发送请求
SearchResponse searchResponse = client
.prepareSearch("blog2")
.setSearchType(SearchType.DEFAULT)//执行检索的类别
.setSize(10).setScroll(new TimeValue(1000)).execute()
.actionGet();//注意:首次搜索并不包含数据
//获取总数量
long totalCount=searchResponse.getHits().getTotalHits();
int page=(int)totalCount/(10);//计算总页数
System.out.println("总页数: ================="+page+"=============");
for (int i = 1; i <= page; i++) {
System.out.println("=========================页数:"+i+"==================");
searchResponse = client
.prepareSearchScroll(searchResponse.getScrollId())//再次发送请求,并使用上次搜索结果的ScrollId
.setScroll(new TimeValue(1000)).execute()
.actionGet();
SearchHits hits = searchResponse.getHits();
for(SearchHit searchHit : hits){
System.out.println(searchHit.getSourceAsString());// 获取字符串格式打印
}
}
}