java与es8实战之三：Java API Client有关的知识点串讲

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java与es8实战之三：Java API Client有关的知识点串讲

阅读原文时间：2023年08月29日阅读：1

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本篇概览

本篇是《java与es8实战》系列的第三篇，将一些重要的知识点在这里梳理清楚，为后面的实践奠定基础
一共有七个与Java API Client有关的重要知识点

关于namespace：每个feature都有自己的package
命名规则：介绍Java API Client中对象的方法的命名规则
集合不为空：Java API Client中对象返回的集合，到底要不要做判空？
variant type：繁多的场景和对象，可以通过variant type进行简化
通过JSON字符串创建API对象：通过builder创建复杂的对象，会导致代码也很复杂，这里提供了一种更简单的方式
关于异常：有哪些异常类型，各自会在什么场景抛出

接下来逐个去看

命名空间

在REST API文档中，数量众多API是按照特性(feature)来分组的，如下图
在ES的Java库Java API Client中，上图中的各种feature被称为namespace
在ES的Java库Java API Client中，与REST API对应的的类和接口都在统一的包名co.elastic.clients.elasticsearch之下，然后再通过下一级package进行分类，这个分类与上图的feature相对应，例如索引相关的，在REST API中的feature是Index APIs，那么在Java API Client中，完整的package就是co.elastic.clients.elasticsearch.indices，这里面有索引操作所需的请求、响应、服务等各种类，如下图
每一个namespace（也就是REST API中的feature），都有自己的client，例如索引相关的操作都有索引专用的client类负责，实例代码如下，client.indices()返回的是ElasticsearchIndicesClient对象，这是索引操作专用的实例

ElasticsearchClient client = …
client.indices().create(c -> c.index("products"));
展开上述代码的indices()方法，看看其内部实现，如下所示，每次调用indices方法，都会创建一个ElasticsearchIndicesClient对象，对于其他namespace，例如ingest、license亦是如此，都会创建新的实例
看到这里，经验丰富的您应该发现了问题：在大量并发频繁执行各种namespace操作时，会创建大量client对象，这样会影响系统性能吗？
es预判了咱们的预判，如下图，官方说这是轻量级对象(very lightweight)，所以，理论上可以放心创建，不必担心其对系统造成的压力
尽管每个namespace都有自己的client，但也有例外，就是search和document，它们的代码不在search或者document这样的package下面，而是在core下面，而且可以通过ElasticsearchClient来操作，如下图

命名规则

Java API Client是个库，也是个java工程，工程里有自己的内部设计，这算是Java API Client自己的框架部分(framework)，另一部分就是专门为使用者提供的大量API
对于API部分，方法的命名规则都是驼峰式(camelCaseNaming)，例如查询请求ElasticsearchClient.search()、查询结果的最高评分SearchResponse.maxScore()
对于framework部分，方法命令是下划线作为前缀，例如获取查询类型Query._kind()

五种对象

官方将Java API Client中的对象分为五种

Object mapper：序列化和反序列化工具，这类对象是线程安全、无状态的，通常是单例模式存在于应用中，常在启动时创建
Transport：传输工具，此类对象线程安全，借助底层HTTP客户端工具维护着网络资源，例如负责与es服务端建立连接，在需要关闭连接的时候负责释放所有底层网络资源
Clients：实际处理每个namespace的客户端类，例如负责索引的是ElasticsearchIndicesClient，它们的特点：不可变对象、无状态、线程安全、轻量级（类似于普通bean的资源开销），之所以轻量级，是因为其结构实际上就是对一些API endpoint的包装
Builders：这个在《开篇》中已经详细说明了，就不多赘述，用过builder的您应该会发现，builder当然是可变类，至于是否线程安全似乎和builder没什么关系，因为每创建一次实例时，都要创建一个builder实例，而且，一旦执行完build方法后，这个builder实例就没用了
Requests & other API objects：和请求相关的对象，都是不可变的、线程安全的

集合不会为空

对于单值属性，我们在使用的时候判断是否为空是个常规操作，这样是为了避免直接使用时可能出现的空指针异常
而对于集合，Java API Client 已经确保了API返回的集合非空，我们只需要检查集合中是否有内容，而不必担心集合自身是否等于null的问题，官方给出的演示代码如下

NodeStatistics stats = NodeStatistics.of(b -> b
.total(1)
.failed(0)
.successful(1)
);

// The failures list was not provided.
// - it's not null
assertNotNull(stats.failures());

出于好奇，去看看NodeStatistics源码，构造方法如下，failures来自ApiTypeHelper.unmodifiable

private NodeStatistics(Builder builder) {this.failures = ApiTypeHelper.unmodifiable(builder.failures);
this.total = ApiTypeHelper.requireNonNull(builder.total, this, "total");
this.successful = ApiTypeHelper.requireNonNull(builder.successful, this, "successful");
this.failed = ApiTypeHelper.requireNonNull(builder.failed, this, "failed");
}

再去看ApiTypeHelper.unmodifiable，如下，已确保了failures不为空

public static <T> List<T> unmodifiable(@Nullable List<T> list) {
    if (list == null) {
        return undefinedList();
    }
    if (list == UNDEFINED_LIST) {
        return list;
    }
    return Collections.unmodifiableList(list);
}

因此，再使用API返回的集合时，集合对象自身始终非空

variant type

variant type是Java API Client中常见的对象类型，这个该如何翻译呢，个人觉得是不确定类型的意思，不专业，期待您的指正
举个例子，查询是最常见的操作了，下面列举三种查询，第一个是普通的不分词查询

{
"query":{"term":{ "interests":"youyong"}}
}
分词查询

{
"query":{"match":{"interests": "changge"}}
}
以及复杂的全文本查询

{
"query": {
"intervals" : {
"my_text" : {
"all_of" : {
"ordered" : false,
"intervals" : [
{
"match" : {
"query" : "my favorite books",
"max_gaps" : 0,
"ordered" : true
}
},
{
"any_of" : {
"intervals" : [
{ "match" : { "query" : "java tutorials" } },
{ "match" : { "query" : "cold porridge" } }
]
}
}
]
}
}
}
}
}
对查询来说，在Java API Client中，有个Query对象代表了查询行为，这就是个典型的variant type，至于对应的真实query是哪种，可以在builder时指定，例如下面指定了类型是term

Query query = new Query.Builder()
.term(t -> t
.field("name")
.value(v -> v.stringValue("foo"))
)
.build();
上述query有对应的方法返回其值，例如上面的value可以这样获取

query.term().value().stringValue()
如果在设置的时候，并非用stringValue方法，而是其他类型，那么上面的代码在获取String类型的值时会抛出IllegalStateException异常
variant type配有对应的isXXX方法返回其是否属于某个类型，例如Query就有query.isTerm()表示自己是不是term查询
还可以用_kind()返回当前类型，下面是示例

switch(query._kind()) {
case Term:
doSomething(query.term());
break;
case Intervals:
doSomething(query.intervals());
break;
default:
doSomething(query._kind(), query._get());
}
可见有了variant type，在 queries, aggregations, field mappings, analyzers等多种场景下，我们不需要使用各种具体的类，只要用最抽象的variant type，再配置builder pattern即可，这对服务提供者和服务消费者都是有效的简化

通过JSON字符串创建API对象

下面是kibana页面上，用JSON创建索引的操作截图
如果要在代码中实现上述效果，该如何做呢？一层一层的创建mapping、proterties、field对象？那可真是麻烦…
在Java API Client中，可以通过json字符串反序列化为API对象，首先，将上述JSON放入名为some-index.json的文件中，然后执行以下代码，即可用json文件创建req对象

InputStream input = this.getClass()
.getResourceAsStream("some-index.json");

CreateIndexRequest req = CreateIndexRequest.of(b -> b
.index("some-index")
.withJson(input)
);

boolean created = client.indices().create(req).acknowledged();
再来段更复杂的，一个API对象，既通过JSON反序列化生成，同时又能调用对象的方法设置一些属性

Reader queryJson = new StringReader(
"{" +
" \"query\": {" +
" \"range\": {" +
" \"@timestamp\": {" +
" \"gt\": \"now-1w\"" +
" }" +
" }" +
" }," +
" \"size\": 100" +
"}");

Reader aggregationJson = new StringReader(
"{" +
" \"size\": 0, " +
" \"aggregations\": {" +
" \"hours\": {" +
" \"date_histogram\": {" +
" \"field\": \"@timestamp\"," +
" \"interval\": \"hour\"" +
" }," +
" \"aggregations\": {" +
" \"max-cpu\": {" +
" \"max\": {" +
" \"field\": \"host.cpu.usage\"" +
" }" +
" }" +
" }" +
" }" +
" }" +
"}");

SearchRequest aggRequest = SearchRequest.of(b -> b
.withJson(queryJson)
.withJson(aggregationJson)
.ignoreUnavailable(true)
);

Map aggs = client
.search(aggRequest, Void.class)
.aggregations();

关于异常

在Java API Client中一共有两大类异常

第一类是由es服务端返回的错误引发的，例如es服务端的校验未通过，或者es服务端自己内部出现异常等，这些情况下抛出的异常是ElasticsearchException
第二类是因为请求未能成功到达es服务端而引发的，例如网络故障，es服务不可用等，这些情况下抛出的异常是TransportException，这些是lower-level implementation抛出的，有个例外：如果这些问题发生在RestClientTransport对象的方法中，那么抛出的异常类型是ResponseException