Elasticsearch 数据建模实例 什么是数据建模？

• 数据建模（Data modeling）， 是创建数据模型的过程
  • 数据模型是对真实世界进?抽象描述的?种?具和?法，实现对现实世界的映射
    • 博客 / 作者 / ?户评论
  • 三个过程：概念模型 => 逻辑模型 => 数据模型（第三范式）
    • 数据模型：结合具体的数据库，在满?业务读写性能等需求的前提下，确定最终的定义

数据建模：功能需求 + 性能需求

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如何对字段进?建模

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字段类型：Text v.s Keyword

• Text
  • ?于全?本字段，?本会被 Analyzer 分词
  • 默认不?持聚合分析及排序。需要设置 fielddata 为 true
• Keyword
  • ?于 id，枚举及不需要分词的?本。例如电话号码，email地址，?机号码，邮政编码，性别等
  • 适?于 Filter（精确匹配），Sorting 和 Aggregations
• 设置多字段类型
  • 默认会为?本类型设置成 text，并且设置?个 keyword 的?字段
  • 在处理?类语?时，通过增加“英?”，“拼?”和“标准”分词器，提?搜索结构

字段类型 ：结构化数据

• 数值类型
  • 尽量选择贴近的类型。例如可以? byte，就不要? long
• 枚举类型
  • 设置为 keyword。即便是数字，也应该设置成 keyword，获取更加好的性能
• 其他
  • ?期 / 布尔 / 地理信息

检索

• 如不需要检索，排序和聚合分析
  • Enable 设置成 false
• 如不需要检索
  • Index 设置成 false
• 对需要检索的字段，可以通过如下配置，设定存储粒度
  • Index_options / Norms ：不需要归?化数据时，可以关闭

聚合及排序

• 如不需要检索，排序和聚合分析
  • Enable 设置成 false
• 如不需要排序或者聚合分析功能
  • Doc_values / fielddata 设置成 false
• 更新频繁，聚合查询频繁的 keyword 类型的字段
  • 推荐将 eager_global_ordinals 设置为 true

额外的存储

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?个数据建模的实例

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优化字段设定

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需求变更

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查询图书：解决字段过?引发的性能问题
【elasticsearch|Elasticsearch-27.数据建模实例he数据建模最佳实践】
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Mapping 字段的相关设置

• https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/mapping-params.html
  • Enabled – 设置成 false，仅做存储，不?持搜索和聚合分析 （数据保存在 _source 中）
  • Index – 是否构倒排索引。设置成 false，?法被搜索，但还是?持 aggregation，并出现在 _source
    中
  • Norms – 如果字段?来过滤和聚合分析，可以关闭，节约存储
  • Doc_values – 是否启? doc_values，?于排序和聚合分析
  • Field_data – 如果要对 text 类型启?排序和聚合分析， fielddata 需要设置成true
  • Store – 默认不存储，数据默认存储在 _source。
  • Coerce – 默认开启，是否开启数据类型的?动转换（例如，字符串转数字）
  • Multifields 多字段特性
  • Dynamic – true / false / strict 控制 Mapping 的?动更新

?些相关的 API

• Index Template & Dynamic Template
  - 根据索引的名字匹配不同的 Mappings 和 Settings
  - 可以在?个 Mapping 上动态的设定字段类型
• Index Alias
  - ?需停机，?需修改程序，即可进?修改
• Update By Query & Reindex

本章知识点

• 数据建模对功能与性能?关重要
  • Mapping. & Setting
  • 字段 Mapping 参数的?些回顾，分?的设定，会在后续讲解
• 通过具体的实例，学习了数据建模时需要考虑的点
  • 确定字段类型
  • 是否需要搜索和聚合以及排序
  • 是否需要禁? _source 以及打开 store

modeAPI

###### Data Modeling Example# Index 一本书的信息 PUT books/_doc/1 { "title":"Mastering ElasticSearch 5.0", "description":"Master the searching, indexing, and aggregation features in ElasticSearch Improve users’ search experience with Elasticsearch’s functionalities and develop your own Elasticsearch plugins", "author":"Bharvi Dixit", "public_date":"2017", "cover_url":"https://images-na.ssl-images-amazon.com/images/I/51OeaMFxcML.jpg" }#查询自动创建的Mapping GET books/_mappingDELETE books#优化字段类型 PUT books { "mappings" : { "properties" : { "author" : {"type" : "keyword"}, "cover_url" : {"type" : "keyword","index": false}, "description" : {"type" : "text"}, "public_date" : {"type" : "date"}, "title" : { "type" : "text", "fields" : { "keyword" : { "type" : "keyword", "ignore_above" : 100 } } } } } }#Cover URL index 设置成false，无法对该字段进行搜索 POST books/_search { "query": { "term": { "cover_url": { "value": "https://images-na.ssl-images-amazon.com/images/I/51OeaMFxcML.jpg" } } } }#Cover URL index 设置成false，依然支持聚合分析 POST books/_search { "aggs": { "cover": { "terms": { "field": "cover_url", "size": 10 } } } }DELETE books #新增 Content字段。数据量很大。选择将Source 关闭 PUT books { "mappings" : { "_source": {"enabled": false}, "properties" : { "author" : {"type" : "keyword","store": true}, "cover_url" : {"type" : "keyword","index": false,"store": true}, "description" : {"type" : "text","store": true}, "content" : {"type" : "text","store": true}, "public_date" : {"type" : "date","store": true}, "title" : { "type" : "text", "fields" : { "keyword" : { "type" : "keyword", "ignore_above" : 100 } }, "store": true } } } }# Index 一本书的信息,包含Content PUT books/_doc/1 { "title":"Mastering ElasticSearch 5.0", "description":"Master the searching, indexing, and aggregation features in ElasticSearch Improve users’ search experience with Elasticsearch’s functionalities and develop your own Elasticsearch plugins", "content":"The content of the book......Indexing data, aggregation, searching.something else. something in the way............", "author":"Bharvi Dixit", "public_date":"2017", "cover_url":"https://images-na.ssl-images-amazon.com/images/I/51OeaMFxcML.jpg" }#查询结果中，Source不包含数据 POST books/_search {}#搜索，通过store 字段显示数据，同时高亮显示 conent的内容 POST books/_search { "stored_fields": ["title","author","public_date"], "query": { "match": { "content": "searching" } },"highlight": { "fields": { "content":{} } }}

数据建模最佳实践 建模建议（?）：如何处理关联关系

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Kibana……

• Kibana ?前暂不?持 nested 类型和 parent/child 类型 ，在未来有可能会?持
• 如果需要使? Kibana 进?数据分析，在数据建模时仍需对嵌套和??关联类型作出取舍

建模建议（?）: 避免过多字段

• ?个?档中，最好避免?量的字段
  
  • 过多的字段数不容易维护
  • Mapping 信息保存在 Cluster State 中，数据量过?，对集群性能会有影响 （Cluster State 信息需要和所有的节点同步）
  • 删除或者修改数据需要 reindex
• 默认最?字段数是 1000，可以设置 index.mapping.total_fields.limt 限定最?字段数。
  
• 什么原因会导致?档中有成百上千的字段？
  

Dynamic v.s Strict

• Dynamic（?产环境中，尽量不要打开 Dynamic）
  • true - 未知字段会被?动加?
  • false - 新字段不会被索引。但是会保存在 _source
  • strict - 新增字段不会被索引，?档写?失败
• Strict
  • 可以控制到字段级别

?个例?：Cookie Service 的数据

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解决?案：Nested Object & Key Value
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写? & 查询

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通过 Nested 对象保存 Key/Value 的?些不?

• 可以减少字段数量，解决 Cluster State 中保存过多 Meta 信息的问题，但是
  • 导致查询语句复杂度增加
  • Nested 对象，不利于在 Kibana 中实现可视化分析

建模建议（三）：避免正则查询

• 问题：
  • 正则，通配符查询，前缀查询属于 Term 查询，但是性能不够好
  • 特别是将通配符放在开头，会导致性能的灾难
• 案例：
  • ?档中某个字段包含了 Elasticsearch 的版本信息，例如 version: “7.1.0”
  • 搜索所有是 bug fix 的版本？每个主要版本号所关联的?档？

解决?案：将字符串转换为对象
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搜索过滤

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建模建议（四）：避免空值引起的聚合不准

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使? Null_Value 解决空值的问题
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建模建议（五）:为索引的 Mapping 加? Meta 信息

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本章知识点

• 数据建模对于功能与性能?关重要。 Mapping ?件需要考虑加?版本管理
• 通过 2 个例?，了解如何通过建模，提?系统的性能
  • 使? Inner Object 避免了低性能的正则匹配
  • 使? Nested Object 和将 Dynamic Mapping 设为 Strict 避免字段数量过多带来的问题
• 通过 1 个例?，了解如何通过建模，提?聚合结果的准确度
  • 设置 Null Value

API

###### Cookie Service##索引数据，dynamic mapping 会不断加入新增字段 PUT cookie_service/_doc/1 { "url":"www.google.com", "cookies":{ "username":"tom", "age":32 } }PUT cookie_service/_doc/2 { "url":"www.amazon.com", "cookies":{ "login":"2019-01-01", "email":"xyz@abc.com" } }DELETE cookie_service #使用 Nested 对象，增加key/value PUT cookie_service { "mappings": { "properties": { "cookies": { "type": "nested", "properties": { "name": { "type": "keyword" }, "dateValue": { "type": "date" }, "keywordValue": { "type": "keyword" }, "IntValue": { "type": "integer" } } }, "url": { "type": "text", "fields": { "keyword": { "type": "keyword", "ignore_above": 256 } } } } } }##写入数据，使用key和合适类型的value字段 PUT cookie_service/_doc/1 { "url":"www.google.com", "cookies":[ { "name":"username", "keywordValue":"tom" }, { "name":"age", "intValue":32}] }PUT cookie_service/_doc/2 { "url":"www.amazon.com", "cookies":[ { "name":"login", "dateValue":"2019-01-01" }, { "name":"email", "IntValue":32}] }# Nested 查询，通过bool查询进行过滤 POST cookie_service/_search { "query": { "nested": { "path": "cookies", "query": { "bool": { "filter": [ { "term": { "cookies.name": "age" }}, { "range":{ "cookies.intValue":{ "gte":30 } } } ] } } } } }# 在Mapping中加入元信息，便于管理 PUT softwares/ { "mappings": { "_meta": { "software_version_mapping": "1.0" } } }GET softwares/_mapping PUT softwares/_doc/1 { "software_version":"7.1.0" }DELETE softwares # 优化,使用inner object PUT softwares/ { "mappings": { "_meta": { "software_version_mapping": "1.1" }, "properties": { "version": { "properties": { "display_name": { "type": "keyword" }, "hot_fix": { "type": "byte" }, "marjor": { "type": "byte" }, "minor": { "type": "byte" } } } } } }#通过 Inner Object 写入多个文档 PUT softwares/_doc/1 { "version":{ "display_name":"7.1.0", "marjor":7, "minor":1, "hot_fix":0 }}PUT softwares/_doc/2 { "version":{ "display_name":"7.2.0", "marjor":7, "minor":2, "hot_fix":0 } }PUT softwares/_doc/3 { "version":{ "display_name":"7.2.1", "marjor":7, "minor":2, "hot_fix":1 } }# 通过 bool 查询， POST softwares/_search { "query": { "bool": { "filter": [ { "match":{ "version.marjor":7 } }, { "match":{ "version.minor":2 } }] } } }# Not Null 解决聚合的问题 DELETE ratings PUT ratings { "mappings": { "properties": { "rating": { "type": "float", "null_value": 1.0 } } } }PUT ratings/_doc/1 { "rating":5 } PUT ratings/_doc/2 { "rating":null }POST ratings/_search POST ratings/_search { "size": 0, "aggs": { "avg": { "avg": { "field": "rating" } } } }POST ratings/_search { "query": { "term": { "rating": { "value": 1 } } } }

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