SpringCloud：ElasticSearch之数据聚合

news2024/9/22 9:43:29

聚合（aggregations） 可以让我们极其方便的实现对数据的统计、分析、运算。例如：

什么品牌的手机最受欢迎？
这些手机的平均价格、最高价格、最低价格？
这些手机每月的销售情况如何？

实现这些统计功能的比数据库的sql要方便的多，而且查询速度非常快，可以实现近实时搜索效果。

1.聚合的种类

聚合常见的有三类：

桶（Bucket） 聚合：用来对文档做分组
- TermAggregation：按照文档字段值分组，例如按照品牌值分组、按照国家分组
- Date Histogram：按照日期阶梯分组，例如一周为一组，或者一月为一组
度量（Metric） 聚合：用以计算一些值，比如：最大值、最小值、平均值等
- Avg：求平均值
- Max：求最大值
- Min：求最小值
- Stats：同时求max、min、avg、sum等
管道（pipeline） 聚合：其它聚合的结果为基础做聚合

注意： 参加聚合的字段必须是keyword、日期、数值、布尔类型

2.`DSL`实现聚合

现在，我们要统计所有数据中的酒店品牌有几种，其实就是按照品牌对数据分组。此时可以根据酒店品牌的名称做聚合，也就是Bucket聚合。

2.1.`Bucket`聚合语法

语法如下：

GET /hotel/_search
{
  "size": 0,  // 设置size为0，结果中不包含文档，只包含聚合结果
  "aggs": { // 定义聚合
    "brandAgg": { //给聚合起个名字
      "terms": { // 聚合的类型，按照品牌值聚合，所以选择term
        "field": "brand", // 参与聚合的字段
        "size": 20 // 希望获取的聚合结果数量
      }
    }
  }
}

结果如图：

在这里插入图片描述

2.2.聚合结果排序

默认情况下，Bucket聚合会统计Bucket内的文档数量，记为_count，并且按照_count降序排序。

我们可以指定order属性，自定义聚合的排序方式：

GET /hotel/_search
{
  "size": 0, 
  "aggs": {
    "brandAgg": {
      "terms": {
        "field": "brand",
        "order": {
          "_count": "asc" // 按照_count升序排列
        },
        "size": 20
      }
    }
  }
}

结果如图：

在这里插入图片描述

2.3.限定聚合范围

默认情况下，Bucket聚合是对索引库的所有文档做聚合，但真实场景下，用户会输入搜索条件，因此聚合必须是对搜索结果聚合。那么聚合必须添加限定条件。

我们可以限定要聚合的文档范围，只要添加query条件即可：

GET /hotel/_search
{
  "query": {
    "range": {
      "price": {
        "lte": 200 // 只对200元以下的文档聚合
      }
    }
  }, 
  "size": 0, 
  "aggs": {
    "brandAgg": {
      "terms": {
        "field": "brand",
        "size": 20
      }
    }
  }
}

这次，聚合得到的品牌明显变少了：

在这里插入图片描述

2.4.`Metric`聚合语法

上节课，我们对酒店按照品牌分组，形成了一个个桶。现在我们需要对桶内的酒店做运算，获取每个品牌的用户评分的min、max、avg等值。

这就要用到Metric聚合了，例如stat聚合：就可以获取min、max、avg等结果。

语法如下：

GET /hotel/_search
{
  "size": 0, 
  "aggs": {
    "brandAgg": { 
      "terms": { 
        "field": "brand", 
        "size": 20
      },
      "aggs": { // 是brands聚合的子聚合，也就是分组后对每组分别计算
        "score_stats": { // 聚合名称
          "stats": { // 聚合类型，这里stats可以计算min、max、avg等
            "field": "score" // 聚合字段，这里是score
          }
        }
      }
    }
  }
}

这次的score_stats聚合是在brandAgg的聚合内部嵌套的子聚合。因为我们需要在每个桶分别计算。

另外，我们还可以给聚合结果做个排序，例如按照每个桶的酒店平均分做排序：

在这里插入图片描述

2.5.小结

aggs代表聚合，与query同级，此时query的作用是？

限定聚合的的文档范围

聚合必须的三要素：

聚合名称
聚合类型
聚合字段

聚合可配置属性有：

size：指定聚合结果数量
order：指定聚合结果排序方式
field：指定聚合字段

3.`RestAPI`实现聚合

3.1.`API`语法

聚合条件与query条件同级别，因此需要使用request.source()来指定聚合条件。

聚合条件的语法：

在这里插入图片描述

聚合的结果也与查询结果不同，API也比较特殊。不过同样是JSON逐层解析：

在这里插入图片描述

3.2.业务需求

需求：搜索页面的品牌、城市等信息不应该是在页面写死，而是通过聚合索引库中的酒店数据得来的：

在这里插入图片描述

分析：

目前，页面的城市列表、星级列表、品牌列表都是写死的，并不会随着搜索结果的变化而变化。但是用户搜索条件改变时，搜索结果会跟着变化。

例如：用户搜索“东方明珠”，那搜索的酒店肯定是在上海东方明珠附近，因此，城市只能是上海，此时城市列表中就不应该显示北京、深圳、杭州这些信息了。

也就是说，搜索结果中包含哪些城市，页面就应该列出哪些城市；搜索结果中包含哪些品牌，页面就应该列出哪些品牌。

如何得知搜索结果中包含哪些品牌？如何得知搜索结果中包含哪些城市？

使用聚合功能，利用Bucket聚合，对搜索结果中的文档基于品牌分组、基于城市分组，就能得知包含哪些品牌、哪些城市了。

因为是对搜索结果聚合，因此聚合是限定范围的聚合，也就是说聚合的限定条件跟搜索文档的条件一致。

返回值类型就是页面要展示的最终结果：

在这里插入图片描述

结果是一个Map结构：

key是字符串，城市、星级、品牌、价格
value是集合，例如多个城市的名称

3.3.业务实现

在cn.itcast.hotel.web包的HotelController中添加一个方法，遵循下面的要求：

请求方式：POST
请求路径：/hotel/filters
请求参数：RequestParams，与搜索文档的参数一致
返回值类型：Map<String, List<String>>

代码：

    @PostMapping("filters")
    public Map<String, List<String>> getFilters(@RequestBody RequestParams params){
        return hotelService.filters(params);
    }

这里调用了IHotelService中的getFilters方法，尚未实现。

在cn.itcast.hotel.service.IHotelService中定义新方法：

Map<String, List<String>> filters(RequestParams params);

在cn.itcast.hotel.service.impl.HotelService中实现该方法：

    @Override
    public Map<String, List<String>> filters(RequestParams params) {
        try {
            // 1.准备Request
            SearchRequest request = new SearchRequest("hotel");
            // 2.准备DSL
            // 2.1.query
            buildBasicQuery(params, request);
            // 2.2.设置size
            request.source().size(0);
            // 2.3.聚合
            buildAggregation(request);
            // 3.发出请求
            SearchResponse response = restHighLevelClient.search(request, RequestOptions.DEFAULT);
            // 4.解析结果
            Map<String, List<String>> result = new HashMap<>();
            Aggregations aggregations = response.getAggregations();
            // 4.1.根据品牌名称，获取品牌结果
            List<String> brandList = getAggByName(aggregations, "brandAgg");
            result.put("品牌", brandList);
            // 4.2.根据品牌名称，获取品牌结果
            List<String> cityList = getAggByName(aggregations, "cityAgg");
            result.put("城市", cityList);
            // 4.3.根据品牌名称，获取品牌结果
            List<String> starList = getAggByName(aggregations, "starAgg");
            result.put("星级", starList);

            return result;
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    private void buildAggregation(SearchRequest request){
        request.source().aggregation(AggregationBuilders
                .terms("brandAgg")
                .field("brand")
                .size(100)
        );
        request.source().aggregation(AggregationBuilders
                .terms("cityAgg")
                .field("city")
                .size(100)
        );
        request.source().aggregation(AggregationBuilders
                .terms("starAgg")
                .field("starName")
                .size(100)
        );
    }

    private List<String> getAggByName(Aggregations aggregations, String aggName){
        // 4.1.根据聚合名称获取聚合结果
        Terms brandTerms = aggregations.get(aggName);
        // 4.2.获取buckets
        List<? extends Terms.Bucket> buckets = brandTerms.getBuckets();
        // 4.3.遍历
        List<String> brandList = new ArrayList<>();
        for (Terms.Bucket bucket : buckets) {
            // 4.4.获取key
            String key = bucket.getKeyAsString();
            brandList.add(key);
        }
        return brandList;
    }