什么是ElasticSearch?
Elasticsearch 是一个分布式、高扩展、高实时的搜索与数据分析
引擎。它能很方便的使大量数据具有搜索、分析和探索的能力。充分利用Elasticsearch的水平伸缩性,能使数据在生产环境变得更有价值。
Elasticsearch 的实现原理主要分为以下几个步骤,首先用户将数据提交到Elasticsearch 数据库中,再通过分词控制器去将对应的语句分词,将其权重和分词结果一并存入数据,当用户搜索数据时候,再根据权重将结果排名,打分,再将返回结果呈现给用户
简而言之:Elasticsearch 则是一款分布式搜索和分析引擎。它可以帮助你快速搜索和分析海量数据,并提供了丰富的查询语言和可视化工具。Elasticsearch 也支持 ACID 事务,但这并不是它的主要功能。
然而,这并不意味着 Elasticsearch 就不能用于存储数据。实际上,Elasticsearch 可以作为一种 NoSQL 数据库来使用,允许你将非结构化数据存储在其中。但是,Elasticsearch 没有 MySQL 那样强大的数据模型和关系管理功能。因此,如果你需要一个用于存储和管理复杂数据模型的工具,MySQL 可能更加适合。
ES和MySQL使用场景的比较
1、MySQL更擅长的是事务类型的操作,可以确保数据的安全和一致性;如果是有事务要求,如商品的下单支付等业务操作,无疑使用MySQL。
2、ES更擅长的是海量数据的搜索,分析和计算;如果是复杂搜索,无疑可以使用Elasticsearch。
3、两者是一个互补而不是替代的关系。
Elasticsearch和MySQL具体应用场景:
MySQL 可以用于存储和管理结构化数据,而 Elasticsearch 可以用于快速搜索和分析这些数据。在这种情况下,你可以将数据存储在 MySQL 中,并使用 Elasticsearch 对数据进行搜索和分析。这样,你就可以充分利用 MySQL 和 Elasticsearch 的优势,同时避免它们的劣势。
MySQL 和 Elasticsearch 联合使用,以提供更全面的功能。例如,可以使用 MySQL 存储和管理结构化数据,并使用 Elasticsearch 对数据进行搜索和分析。还可以使用 MySQL 的触发器和存储过程,在数据发生变化时自动将数据同步到 Elasticsearch 中。这样,就可以在 MySQL 和 Elasticsearch 之间建立联系,实现数据的双向同步。
如何优化:
索引效率优化
索引优化主要是在 Elasticsearch 插入层面优化,如果瓶颈不在这块,而是在产生数据部分,比如 DB 或者 Hadoop 上,那么优化方向就需要改变下。同时,Elasticsearch 本身索引速度其实还是蛮快的,具体数据,我们可以参考官方的 benchmark 数据。
批量提交
当有大量数据提交的时候,建议采用批量提交。
比如在做 ELK 过程中 ,Logstash indexer 提交数据到 Elasticsearch 中 ,batch size 就可以作为一个优化功能点。但是优化 size 大小需要根据文档大小和服务器性能而定。
像 Logstash 中提交文档大小超过 20MB ,Logstash 会请一个批量请求切分为多个批量请求。
如果在提交过程中,遇到 EsRejectedExecutionException 异常的话,则说明集群的索引性能已经达到极限了。这种情况,要么提高服务器集群的资源,要么根据业务规则,减少数据收集速度,比如只收集 Warn、Error 级别以上的日志。
优化硬件、
优化硬件设备一直是最快速有效的手段。
在经济压力能承受的范围下, 尽量使用固态硬盘 SSD。SSD 相对于机器硬盘,无论随机写还是顺序写,都较大的提升。
磁盘备份采用 RAID0。因为 Elasticsearch 在自身层面通过副本,已经提供了备份的功能,所以不需要利用磁盘的备份功能,同时如果使用磁盘备份功能的话,对写入速度有较大的影响。
增加 Refresh 时间间隔
为了提高索引性能,Elasticsearch 在写入数据时候,采用延迟写入的策略,即数据先写到内存中,当超过默认 1 秒 (index.refresh_interval)会进行一次写入操作,就是将内存中 segment 数据刷新到操作系统中,此时我们才能将数据搜索出来,所以这就是为什么 Elasticsearch 提供的是近实时搜索功能,而不是实时搜索功能。
当然像我们的内部系统对数据延迟要求不高的话,我们可以通过延长 refresh 时间间隔,可以有效的减少 segment 合并压力,提供索引速度。在做全链路跟踪的过程中,我们就将 index.refresh_interval 设置为 30s,减少 refresh 次数。
同时,在进行全量索引时,可以将 refresh 次数临时关闭,即 index.refresh_interval 设置为 -1,数据导入成功后再打开到正常模式,比如 30s。
减少副本数量
Elasticsearch 默认副本数量为 3 个,虽然这样会提高集群的可用性,增加搜索的并发数,但是同时也会影响写入索引的效率。
在索引过程中,需要把更新的文档发到副本节点上,等副本节点生效后在进行返回结束。使用 Elasticsearch 做业务搜索的时候,建议副本数目还是设置为 3 个,但是像内部 ELK 日志系统、分布式跟踪系统中,完全可以将副本数目设置为 1 个。
查询效率优化
路由
当我们查询文档的时候,Elasticsearch 如何知道一个文档应该存放到哪个分片中呢?它其实是通过下面这个公式来计算出来
shard = hash(routing) % number_of_primary_shards
routing 默认值是文档的 id,也可以采用自定义值,比如用户 id。
不带 routing 查询
在查询的时候因为不知道要查询的数据具体在哪个分片上,所以整个过程分为 2 个步骤
分发:请求到达协调节点后,协调节点将查询请求分发到每个分片上。
聚合: 协调节点搜集到每个分片上查询结果,在将查询的结果进行排序,之后给用户返回结果。
带 routing 查询
查询的时候,可以直接根据 routing 信息定位到某个分配查询,不需要查询所有的分配,经过协调节点排序。
向上面自定义的用户查询,如果 routing 设置为 userid 的话,就可以直接查询出数据来,效率提升很多。
Filter VS Query
Ebay 曾经分享过他们使用 Elasticsearch 的经验中说到:
Use filter context instead of query context if possible.
尽可能使用过滤器上下文(Filter)替代查询上下文(Query
Query:此文档与此查询子句的匹配程度如何?
Filter:此文档和查询子句匹配吗?
Elasticsearch 针对 Filter 查询只需要回答「是」或者「否」,不需要像 Query 查询一下计算相关性分数,同时 Filter 结果可以缓存。
大翻页
在使用 Elasticsearch 过程中,应尽量避免大翻页的出现。
正常翻页查询都是从 From 开始 Size 条数据,这样就需要在每个分片中查询打分排名在前面的 From + Size 条数据。协同节点收集每个分配的前 From + Size 条数据。协同节点一共会受到 N * ( From + Size )条数据,然后进行排序,再将其中 From 到 From + Size 条数据返回出去。
如果 From 或者 Size 很大的话,导致参加排序的数量会同步扩大很多,最终会导致 CPU 资源消耗增大。
可以通过使用 Elasticsearch scroll 和 scroll-scan 高效滚动的方式来解决这样的问题。具体写法,可以参考 Elasticsearch: 权威指南 - scroll 查询
JVM 设置
32G 现象
Elasticsearch 默认安装后设置的堆内存是 1 GB。 对于任何一个业务部署来说, 这个设置都太小了。
比如机器有 64G 内存,那么我们是不是设置的越大越好呢?
其实不是的。
主要 Elasticsearch 底层使用 Lucene。Lucene 被设计为可以利用操作系统底层机制来缓存内存数据结构。 Lucene 的段是分别存储到单个文件中的。因为段是不可变的,这些文件也都不会变化,这是对缓存友好的,同时操作系统也会把这些段文件缓存起来,以便更快的访问。
如果你把所有的内存都分配给 Elasticsearch 的堆内存,那将不会有剩余的内存交给 Lucene。 这将严重地影响全文检索的性能。
标准的建议是把 50% 的可用内存作为 Elasticsearch 的堆内存,保留剩下的 50%。当然它也不会被浪费,Lucene 会很乐意利用起余下的内存。
同时了解过 ES 的同学都听过过「不要超过 32G」的说法吧。
其实主要原因是 :JVM 在内存小于 32 GB 的时候会采用一个内存对象指针压缩技术。
在 Java 中,所有的对象都分配在堆上,并通过一个指针进行引用。 普通对象指针(OOP)指向这些对象,通常为 CPU 字长 的大小:32 位或 64 位,取决于你的处理器。指针引用的就是这个 OOP 值的字节位置。
对于 32 位的系统,意味着堆内存大小最大为 4 GB。对于 64 位的系统, 可以使用更大的内存,但是 64 位的指针意味着更大的浪费,因为你的指针本身大了。更糟糕的是, 更大的指针在主内存和各级缓存(例如 LLC,L1 等)之间移动数据的时候,会占用更多的带宽.
所以最终我们都会采用 31 G 设置
-Xms 31g
-Xmx 31g
假设你有个机器有 128 GB 的内存,你可以创建两个节点,每个节点内存分配不超过 32 GB。 也就是说不超过 64 GB 内存给 ES 的堆内存,剩下的超过 64 GB 的内存给 Lucene
TP5如何介入ElasticSearch?
安装环境:window安装为列,Elasticsearch版本Elasticsearch7.14.1
官方下载地址 Download Elasticsearch | Elastic
1、下载后解压安装包
2、打开config->修改elasticsearch.yml
3、修改配置elasticsearch.yml允许外部访问
http.cors.enabled: true
http.cors.allow-origin: "*"
http.cors.allow-methods: OPTIONS, HEAD, GET, POST, PUT, DELETE
http.cors.allow-headers: "X-Requested-With, Content-Type, Content-Length, X-User"
4、运行es双击以下文件即可
5 、使用head可视化插件,解压直接双击即可,点击连接可以查看是否连接成功
看到以下页面恭喜你安装成功了
6、tp5安装es扩展使用即可
composer require elasticsearch/elasticsearch
<?php
namespace app\index\controller;
use think\Db;
use Elasticsearch\ClientBuilder;
class Es
{
private $client;
public function __construct()
{
$this->client = ClientBuilder::create()->setHosts(['localhost:9200'])->build();
dump($this->client);
}
}
看到以下界面说明你成功完成了es和php配置es的安装完整流程
好了,今天的干货有点多,有问题的留个言,别忘了一键三连,下次我们还会再见!
我是黄啊码,码字的码,退。。。退。。。退。。。朝!