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如何探索Elasticsearch中的父子文档

如何探索Elasticsearch中的父子文档，相信很多没有经验的人对此束手无策，为此本文总结了问题出现的原因和解决方法，通过这篇文章希望你能解决这个问题。

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  • 2.x中文版本

  • 7.9版本

简介

父-子关系文档 在实质上类似于 nested model ：允许将一个对象实体和另外一个对象实体关联起来。而这两种类型的主要区别是：在 nested objects 文档中，所有对象都是在同一个文档中，而在父-子关系文档中，父对象和子对象都是完全独立的文档。

父-子关系的主要作用是允许把一个 type 的文档和另外一个 type 的文档关联起来，构成一对多的关系：一个父文档可以对应多个子文档 。与 nested objects 相比，父-子关系的主要优势有：

  • 更新父文档时，不会重新索引子文档。

  • 创建，修改或删除子文档时，不会影响父文档或其他子文档。这一点在这种场景下尤其有用：子文档数量较多，并且子文档创建和修改的频率高时。

  • 子文档可以作为搜索结果独立返回。

Elasticsearch 维护了一个父文档和子文档的映射关系，得益于这个映射，父-子文档关联查询操作非常快。但是这个映射也对父-子文档关系有个限制条件：父文档和其所有子文档，都必须要存储在同一个分片中。

父-子文档ID映射存储在 Doc Values 中。当映射完全在内存中时， Doc Values 提供对映射的快速处理能力，另一方面当映射非常大时，可以通过溢出到磁盘提供足够的扩展能力

Has child query

因为has_child执行联接，所以它与其他查询相比速度较慢。 随着指向唯一父文档的匹配子文档数量的增加，其性能会下降。 搜索中的每个has_child查询都会大大增加查询时间。

如果您关心查询性能，请不要使用此查询。 如果需要使用has_child查询，请尽可能少使用。

要使用has_child查询，您的索引必须包含一个联接字段映射。 例如：
PUT /my-index-000001
{
  "mappings": {
    "properties": {
      "my-join-field": {
        "type": "join",
        "relations": {
          "parent": "child"
        }
      }
    }
  }
}

GET /_search
{
  "query": {
    "has_child": {
      "type": "child",
      "query": {
        "match_all": {}
      },
      "max_children": 10,
      "min_children": 2,
      "score_mode": "min"
    }
  }
}

  • type:（必需，字符串）为联接字段映射的子关系的名称。

  • query：（必需的查询对象）要在type字段的子文档上运行的查询。 如果子文档与搜索匹配，则查询返回父文档。

  • ignore_unmapped：（可选，布尔值）指示是否忽略未映射的类型并且不返回任何文档而不是返回错误。 默认为false。

    • 如果为false，则在未映射类型的情况下，Elasticsearch返回错误。您可以使用此参数查询可能不包含该类型的多个索引。

  • max_children：（可选，整数）与返回的父文档允许的查询相匹配的子文档的最大数量。 如果父文档超出此限制，则将其从搜索结果中排除。

  • min_children：（可选，整数）与查询相匹配的子文档的最小数量，该查询与为返回的父文档的查询匹配所需。 如果父文档不符合此限制，则将其从搜索结果中排除。

  • score_mode：（可选，字符串）指示匹配子文档的分数如何影响根父文档的相关性分数。 有效值为：

    • none (Defaul不要使用匹配的子文档的相关性分数。 该查询将父文档分配为0分。

    • avg：使用所有匹配的子文档的平均相关性得分。

    • max：使用所有匹配的子文档中的最高相关性得分。

    • min：使用所有匹配的子文档中最低的相关性得分。

    • sum：将所有匹配的子文档的相关性得分相加。

1. Sorting

您不能使用标准排序选项对has_child查询的结果进行排序。如果需要按子文档中的字段对返回的文档进行排序，请使用function_score查询并按_score进行排序。 例如，以下查询按其子文档的click_count字段对返回的文档进行排序。

GET /_search
{
  "query": {
    "has_child": {
      "type": "child",
      "query": {
        "function_score": {
          "script_score": {
            "script": "_score * doc['click_count'].value"
          }
        }
      },
      "score_mode": "max"
    }
  }
}

Has parent query

返回其子级父文档与提供的查询匹配的子文档。 您可以使用联接字段映射在同一索引中的文档之间创建父子关系。

因为执行连接，所以has_parent查询比其他查询慢。 随着匹配父文档数量的增加，其性能会下降。 搜索中的每个has_parent查询都会大大增加查询时间。

要使用has_parent查询，您的索引必须包含一个联接字段映射。 例如：
PUT /my-index-000001
{
  "mappings": {
    "properties": {
      "my-join-field": {
        "type": "join",
        "relations": {
          "parent": "child"
        }
      },
      "tag": {
        "type": "keyword"
      }
    }
  }
}

GET /my-index-000001/_search
{
  "query": {
    "has_parent": {
      "parent_type": "parent",
      "query": {
        "term": {
          "tag": {
            "value": "Elasticsearch"
          }
        }
      }
    }
  }
}

  • parent_type：（必需，字符串）为联接字段映射的父级关系的名称。

  • query：（必需的查询对象）要在parent_type字段的父文档上运行的查询。 如果父文档与搜索匹配，则查询返回其子文档。

  • score：（可选，布尔值）指示是否将匹配的父文档的相关性分数汇总到其子文档中。 默认为false。

    • 如果为false，Elasticsearch将忽略父文档的相关性得分。 Elasticsearch还会为每个子文档分配一个关联分数，该关联分数等于查询的提升值，默认为1。

      如果为true，则将匹配的父文档的相关性分数汇总到其子文档的相关性分数中。

  • ignore_unmapped：（可选，布尔值）指示是否忽略未映射的parent_type而不返回任何文档而不是错误。 默认为false。

    • 如果为false，则在未映射parent_type的情况下，Elasticsearch返回错误。

      您可以使用此参数查询可能不包含parent_type的多个索引。

1. Sorting

您不能使用标准排序选项对has_parent查询的结果进行排序。

如果需要按返回文档的父文档中的字段对它们进行排序，请使用function_score查询并按_score进行排序。 例如，以下查询按其父文档的view_count字段对返回的文档进行排序。

GET /_search
{
  "query": {
    "has_parent": {
      "parent_type": "parent",
      "score": true,
      "query": {
        "function_score": {
          "script_score": {
            "script": "_score * doc['view_count'].value"
          }
        }
      }
    }
  }
}

Parent ID query

返回加入特定父文档的子文档。 您可以使用联接字段映射在同一索引中的文档之间创建父子关系。

要使用parent_id查询，您的索引必须包含一个联接字段映射。 若要查看如何为parent_id查询设置索引，请尝试以下示例。

创建具有联接字段映射的索引。
PUT /my-index-000001
{
  "mappings": {
    "properties": {
      "my-join-field": {
        "type": "join",
        "relations": {
          "my-parent": "my-child"
        }
      }
    }
  }
}


索引ID为1的父文档。
PUT /my-index-000001/_doc/1?refresh
{
  "text": "This is a parent document.",
  "my-join-field": "my-parent"
}


索引父文档的子文档。
PUT /my-index-000001/_doc/2?routing=1&refresh
{
  "text": "This is a child document.",
  "my_join_field": {
    "name": "my-child",
    "parent": "1"
  }
}

以下搜索返回ID为1的父文档的子文档。
GET /my-index-000001/_search
{
  "query": {
      "parent_id": {
          "type": "my-child",
          "id": "1"
      }
  }
}

  • type：（必需，字符串）为联接字段映射的子关系的名称。

  • id：（必需，字符串）父文档的ID。 查询将返回此父文档的子文档。

  • ignore_unmapped：（可选，布尔值）指示是否忽略未映射的类型并且不返回任何文档而不是返回错误。 默认为false。

    • 如果为false，则在未映射类型的情况下，Elasticsearch返回错误。

      您可以使用此参数查询可能不包含该类型的多个索引。

实例分享

跟低版本的”_parent”的方式不一样，说明Es在后期高版本做了语法上的修改

父子文档在理解上来说，可以理解为一个关联查询，有些类似MySQL中的JOIN查询，通过某个字段关系来关联。父子文档与嵌套文档主要的区别在于，父子文档的父对象和子对象都是独立的文档，而嵌套文档中都在同一个文档中存储，如下图所示：

    1. 构建父-子索引

    新建Setting：

PUT /test_doctor
{
  "settings": {
    "number_of_shards": 1,
    "analysis": {
      "analyzer": {
        "index_ansj_analyzer": {
          "type": "custom",
          "tokenizer": "index_ansj",
          "filter": [
            "my_synonym",
            "asciifolding"
          ]
        },
        "comma": {
          "type": "pattern",
          "pattern": ","
        },
        "shingle_analyzer": {
          "type": "custom",
          "tokenizer": "standard",
          "filter": [
            "lowercase",
            "shingle_filter"
          ]
        }
      },
      "filter": {
        "my_synonym": {
          "type": "synonym",
          "synonyms_path": "analysis/synonym.txt"
        },
        "shingle_filter": {
          "type": "shingle",
          "min_shingle_size": 2,
          "max_shingle_size": 2,
          "output_unigrams": false
        }
      }
    }
  }
} 

新建Mapping：

PUT /test_doctor/_mapping/_doc
{
  "_doc": {
    "properties": {
      "date": {
        "type": "date"
      },
      "name": {
        "type": "text",
        "fields": {
          "keyword": {
            "type": "keyword"
          }
        }
      },
      "comment": {
        "type": "text",
        "fields": {
          "keyword": {
            "type": "keyword"
          }
        }
      },
      "age": {
        "type": "long"
      },
      "body": {
        "type": "text",
        "analyzer":"index_ansj_analyzer"
        "fields": {
          "keyword": {
            "type": "keyword"
          }
        }
      },
      "title": {
        "type": "text",
        "analyzer":"index_ansj_analyzer",
        "fields": {
          "keyword": {
            "type": "keyword"
          }
        }
      },
      "relation": {  # 这个relation相当于一个普通的字段名
        "type": "join",
        "relations": { # 该relations部分定义了文档内的一组可能的关系，每个关系是父名和子名
          "question": "answer"
        }
      }
    }
  }
}

这段代码建立了一个test_doctor的索引，其中relation是一个用于join的字段，type为join，关系relations为：父为question, 子为answer。
至于建立一父多子关系，只需要改为数组即可："question": ["answer", "comment"]
备注：question和answer是自定义的一种关系

    2. 插入数据

    插入父文档数据，需要指定上文索引结构中的relation为question
PUT test_doctor/_doc/1
{
    "title":"这是一篇文章",
    "body":"这是一篇文章，从哪里说起呢？ ... ...",
    "relation":"question"  # 这个relation是一个普通的字段，value值为question表示为父文档
}
PUT test_doctor/_doc/2
{
    "title":"这是一篇小说",
    "body":"这是一篇小说，从哪里说起呢？ ... ...",
    "relation":"question"  # 这个relation是一个普通的字段，value值为question表示为父文档
}

注意也可以写成这样"relation":{"name":"question"}


插入子文档，需要在请求地址上使用routing参数指定是谁的子文档，并且指定索引结构中的relation关系
PUT test_doctor/_doc/3?routing=1
{
    "name":"张三",
    "comment":"写的不错",
    "age":28,
    "date":"2020-05-04",
    "relation":{  # 这个relation是一个普通的字段，value值为answer表示为子文档
        "name":"answer",
        "parent":1
    }
}
PUT test_doctor/_doc/4?routing=1
{
    "name":"李四",
    "comment":"写的很好",
    "age":20,
    "date":"2020-05-04",
    "relation":{  # 这个relation是一个普通的字段，value值为answer表示为子文档
        "name":"answer",
        "parent":1
    }
}
PUT test_doctor/_doc/5?routing=2
{
    "name":"王五",
    "comment":"这是一篇非常棒的小说",
    "age":31,
    "date":"2020-05-01",
    "relation":{  # 这个relation是一个普通的字段，value值为answer表示为子文档
        "name":"answer",
        "parent":2
    }
}
PUT test_doctor/_doc/6?routing=2
{
    "name":"小六",
    "comment":"这是一篇非常棒的小说",
    "age":31,
    "date":"2020-05-01",
    "relation":{  # 这个relation是一个普通的字段，value值为answer表示为子文档
        "name":"answer",
        "parent":2
    }
}

父文档：
Map drugMap = Maps.newHashMap();
drugMap.put("id", "2"); // 
drugMap.put("title", "这是一篇小说"); // 
drugMap.put("body", "这是一篇小说，从哪里说起呢？ ... ...");
drugMap.put("relation", "question");// 固定写法

子文档：
Map maps = Maps.newHashMap();
maps.put("name", "answer");  // 固定写法
maps.put("parent", "2");   // 这里的1是指的父文档所绑定的id

Map doctorTeamMap = Maps.newHashMap();
doctorTeamMap.put("id", "6");  
doctorTeamMap.put("name", "小六"); 
doctorTeamMap.put("comment", "这是一篇非常棒的小说"); 
doctorTeamMap.put("age", "31");  
doctorTeamMap.put("date", "2020-05-01");
doctorTeamMap.put("relation", maps);    // 固定写法

Java代码实现：
/**
 * 使用BulkProcessor批量更新数据
 * @param indexName 索引名称
 * @param jsonString    索引的document数据
 */
public boolean addIndexBulk(String indexName, Map jsonString, String id) {

    IndexRequest request = new IndexRequest(indexName, "_doc", id);
    request.source(jsonString, XContentType.JSON);

    dataBulkProcessor.add(request);

    return true;
}

/**
 * 添加路由
 * @param indexName
 * @param jsonString
 * @param id
 * @param routing
 * @return
 */
public boolean addIndexBulk(String indexName, Map jsonString, String id, String routing) {

    IndexRequest request = new IndexRequest(indexName, "_doc", id);
    request.source(jsonString, XContentType.JSON);
    request.routing(routing);

    dataBulkProcessor.add(request);

    return true;
}

    3. 查询数据

    关系字段查询

    es会自动生成一个额外的用于表示关系的字段：field#question
我们可以通过以下方式查询：
POST test_doctor/_search
{
 "script_fields": {
    "parent": {
      "script": {
         "source": "doc['relation#question']" 
      }
    }
  }
}
响应结果：
{
  "took" : 124,
  "timed_out" : false,
  "_shards" : {
    "total" : 1,
    "successful" : 1,
    "skipped" : 0,
    "failed" : 0
  },
  "hits" : {
    "total" : 7,
    "max_score" : 1.0,
    "hits" : [
      {
        "_index" : "test_doctor",
        "_type" : "_doc",
        "_id" : "1",
        "_score" : 1.0,
        "fields" : {
          "parent" : [
            "1"
          ]
        }
      },
      {
        "_index" : "test_doctor",
        "_type" : "_doc",
        "_id" : "2",
        "_score" : 1.0,
        "_routing" : "1",
        "fields" : {
          "parent" : [
            "1"
          ]
        }
      },
      {
        "_index" : "test_doctor",
        "_type" : "_doc",
        "_id" : "3",
        "_score" : 1.0,
        "_routing" : "1",
        "fields" : {
          "parent" : [
            "1"
          ]
        }
      },
      {
        "_index" : "test_doctor",
        "_type" : "_doc",
        "_id" : "4",
        "_score" : 1.0,
        "_routing" : "1",
        "fields" : {
          "parent" : [
            "1"
          ]
        }
      },
      {
        "_index" : "test_doctor",
        "_type" : "_doc",
        "_id" : "5",
        "_score" : 1.0,
        "fields" : {
          "parent" : [
            "5"
          ]
        }
      },
      {
        "_index" : "test_doctor",
        "_type" : "_doc",
        "_id" : "6",
        "_score" : 1.0,
        "_routing" : "5",
        "fields" : {
          "parent" : [
            "5"
          ]
        }
      },
      {
        "_index" : "test_doctor",
        "_type" : "_doc",
        "_id" : "7",
        "_score" : 1.0,
        "_routing" : "1",
        "fields" : {
          "parent" : [
            "1"
          ]
        }
      }
    ]
  }
}
有_routing字段的说明是子文档，它的parent字段是父文档id，如果没有_routing就是父文档，它的parent指向当前id

    通过parent_id查询子文档

    通过parent_id query传入父文档id即可
POST test_doctor/_search
{
  "query": {
    "parent_id": { 
      "type": "answer",
      "id": "5"
    }
  }
}


Java API：

//子文档名
String child_type = "answer";
//父文档ID
String id = "5";
//ParentId查询
ParentIdQueryBuilder parentIdQueryBuilder = new ParentIdQueryBuilder(child_type, id);
builder.query(parentIdQueryBuilder);
builder.from(0);
builder.size(10);


通过ID和routing ，访问子文档(不加routing查不到)
GetRequest getRequest = new GetRequest(indexName, child_type);		
//必须指定路由（父ID）
getRequest.routing(id);

    通过子文档查询-has_child

    使用has_child来根据子文档内容查询父文档，其实type就是创建文档时，子文档的标识。

    查询包含特定子文档的父文档，这是一种很耗性能的查询，尽量少用。它的查询标准格式如下
POST test_doctor/_search
{
  "query": {
    "has_child": {
      "type": "answer",
      "query": {
        "match": {
          "name": "张三"
        }
      },
      "inner_hits": {} # 同时返回父子数据
    }
  }
}

POST test_doctor/_search
{
    "query": {
        "has_child" : {
            "type" : "answer",
            "query" : {
                "match_all" : {}
            },
            "max_children": 10, //可选，符合查询条件的子文档最大返回数
            "min_children": 2, //可选，符合查询条件的子文档最小返回数
            "score_mode" : "min"
        }
    }
}

如果也想根据父文档的字段进行过滤，采用后置过滤器的方法
POST test_doctor/_search
{
  "query": {
    "has_child": {
      "type": "answer",
      "query": {
        "match": {
          "name": "张三"
        }
      },
      "inner_hits": {}
    }
  },
  "post_filter": {
    "bool": {
      "must": [
        {
          "term": {
            "title": {
              "value": "文章",
              "boost": 1
            }
          }
        }
      ]
    }
  }
}

Java API：
// 子文档查询条件
QueryBuilder matchQuery = QueryBuilders.termQuery("name", "张三");
// 是否计算评分
ScoreMode scoreMode = ScoreMode.Total;
HasChildQueryBuilder childQueryBuilder = new HasChildQueryBuilder("answer", matchQuery, scoreMode);
childQueryBuilder.innerHit(new InnerHitBuilder());
builder.query(childQueryBuilder);
builder.postFilter(boolQueryBuilder);

    通过父文档查询-has_parent

    根据父文档查询子文档 has_parent。

    {
  "query": {
    "has_parent": {
      "parent_type":"question",
      "query": {
        "match": {
          "title": "这是一篇文章"
        }
      }
    }
  }
}

// 是否计算评分
score = true;
HasParentQueryBuilder hasParentQueryBuilder = new HasParentQueryBuilder("question", boolQueryBuilder, score);
builder.query(hasParentQueryBuilder);
builder.postFilter(QueryBuilders.termQuery("indextype", "answer")); // 子文档的过滤条件

    看完上述内容，你们掌握如何探索Elasticsearch中的父子文档的方法了吗？如果还想学到更多技能或想了解更多相关内容，欢迎关注创新互联行业资讯频道，感谢各位的阅读！


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