使用QueryBuilders、NativeSearchQuery实现复杂查询

本文继续前面文章《ElasticSearch系列（二）springboot中集成使用ElasticSearch的Demo》，在前文中，我们介绍了使用springdata做一些简单查询，但是要实现一些高级的组合等查询，还是需要使用ES的一些原生方法。

本文介绍一些高级查询用法。需要看环境搭建的，先直接看前文。

数据准备：
es中事先插入了20多条数据，用于测试，然后title和content使用了ik_smart分词：

一、ElasticsearchRestTemplate

ElasticsearchRestTemplate是Spring封装ES客户端的一些原生api模板，方便实现一些查询，和ElasticsearchTemplate一样，但是目前spring推荐使用前者，是一种更高级的REST风格api。

废话不多说，先上一个demo，

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class EsArticleControllerTest {
	@Autowired
	private ElasticsearchRestTemplate elasticsearchRestTemplate;
	
	@Test
	public void test1() {
		NativeSearchQuery nativeSearchQuery = new NativeSearchQueryBuilder()
		//查询条件
		.withQuery(QueryBuilders.queryStringQuery("浦东开发开放").defaultField("title"))
		//分页
		.withPageable(PageRequest.of(0, 5))
		//排序
		.withSort(SortBuilders.fieldSort("id").order(SortOrder.DESC))
		//高亮字段显示
		.withHighlightFields(new HighlightBuilder.Field("浦东"))
		.build();
		List<ArticleEntity> articleEntities = elasticsearchRestTemplate.queryForList(nativeSearchQuery, ArticleEntity.class);
		articleEntities.forEach(item -> System.out.println(item.toString()));
	}
}

这个方法是根据指定的title模糊查询一个列表，其中用到了几个关键类，说明一下：

elasticsearchRestTemplate.queryForList是查询一个列表，用的就是ElasticsearchRestTemplate的一个对象实例；
NativeSearchQuery ：是springdata中的查询条件；
NativeSearchQueryBuilder ：用于建造一个NativeSearchQuery查询对象；
QueryBuilders ：设置查询条件，是ES中的类；
SortBuilders ：设置排序条件；
HighlightBuilder ：设置高亮显示；

下面分类具体介绍下。

二、NativeSearchQuery

这是一个原生的查询条件类，用来和ES的一些原生查询方法进行搭配，实现一些比较复杂的查询。

下面是NativeSearchQuery的一些内部属性，基本上都是ES的一些内部对象：

//查询条件，查询的时候，会考虑关键词的匹配度，并按照分值进行排序
private QueryBuilder query;
//查询条件，查询的时候，不考虑匹配程度以及排序这些事情
private QueryBuilder filter;
//排序条件的builder
private List<SortBuilder> sorts;
private final List<ScriptField> scriptFields = new ArrayList<>();
private CollapseBuilder collapseBuilder;
private List<FacetRequest> facets;
private List<AbstractAggregationBuilder> aggregations;
//高亮显示的builder
private HighlightBuilder highlightBuilder;
private HighlightBuilder.Field[] highlightFields;
private List<IndexBoost> indicesBoost;

上述属性的值，就像demo的写的，通过NativeSearchQueryBuilder进行构建即可，最终作为elasticsearchRestTemplate的查询条件入参。

三、QueryBuilders

QueryBuilders是ES中的查询条件构造器。下面结合一些具体的查询场景，分析其常用方法。

ES中已经有title为 “***关心浦东开发开放” 的数据；

ik_smart分词结果：

{
"tokens": [
{
"token": "***",
"start_offset": 3,
"end_offset": 6,
"type": "CN_WORD",
"position": 1
},
{
"token": "关心",
"start_offset": 6,
"end_offset": 8,
"type": "CN_WORD",
"position": 2
},
{
"token": "浦东",
"start_offset": 8,
"end_offset": 10,
"type": "CN_WORD",
"position": 3
},
{
"token": "开发",
"start_offset": 10,
"end_offset": 12,
"type": "CN_WORD",
"position": 4
},
{
"token": "开放",
"start_offset": 12,
"end_offset": 14,
"type": "CN_WORD",
"position": 5
}
]
}

3.1精确查询

精确，指的是查询关键字（或者关键字分词后），必须与目标分词结果完全匹配。

1.指定字符串作为关键词查询，关键词支持分词

//查询title字段中，包含 ”开发”、“开放" 这个字符串的document；相当于把"浦东开发开放"分词了，再查询；
QueryBuilders.queryStringQuery(“开发开放”).defaultField(“title”);
//不指定feild，查询范围为所有feild
QueryBuilders.queryStringQuery(“青春”);
//指定多个feild
QueryBuilders.queryStringQuery(“青春”).field(“title”).field(“content”);

2.以关键字“开发开放”，关键字不支持分词

QueryBuilders.termQuery(“title”, “开发开放”)
QueryBuilders.termsQuery(“fieldName”, “fieldlValue1”,“fieldlValue2…”)

3.以关键字“开发开放”，关键字支持分词

QueryBuilders.matchQuery(“title”, “开发开放”)
QueryBuilders.multiMatchQuery(“fieldlValue”, “fieldName1”, “fieldName2”, “fieldName3”)

3.2 模糊查询

模糊，是指查询关键字与目标关键字可以模糊匹配。

1.左右模糊查询，其中fuzziness的参数作用是在查询时，es动态的将查询关键词前后增加或者删除一个词，然后进行匹配

QueryBuilders.fuzzyQuery(“title”, “开发开放”).fuzziness(Fuzziness.ONE)

2.前缀查询，查询title中以“开发开放”为前缀的document；

QueryBuilders.prefixQuery(“title”, “开发开放”)

3.通配符查询，支持*和？，？表示单个字符；注意不建议将通配符作为前缀，否则导致查询很慢

QueryBuilders.wildcardQuery(“title”, “开*放”)
QueryBuilders.wildcardQuery(“title”, “开？放”)

注意，
在分词的情况下，针对fuzzyQuery、prefixQuery、wildcardQuery不支持分词查询，即使有这种doucment数据，也不一定能查出来，因为分词后，不一定有“开发开放”这个词；

查询总结：

开发开放 放 开
queryStringQuery 目标中含有开发、开放、开发开放的 无 无
matchQuery 同queryStringQuery 无 无
termQuery 无结果，因为它不支持分词 无 无
prefixQuery 无结果，因为它不支持分词 无 有，目标分词中以”开“开头的
fuzzyQuery 无结果，但是与fuzziness参数有关系 无 无
wildcardQuery 开发开放无结果 开，有 放*，无

3.3 范围查询

//闭区间查询
QueryBuilders.rangeQuery(“fieldName”).from(“fieldValue1”).to(“fieldValue2”);
//开区间查询，默认是true，也就是包含
QueryBuilders.rangeQuery(“fieldName”).from(“fieldValue1”).to(“fieldValue2”).includeUpper(false).includeLower(false);
//大于
QueryBuilders.rangeQuery(“fieldName”).gt(“fieldValue”);
//大于等于
QueryBuilders.rangeQuery(“fieldName”).gte(“fieldValue”);
//小于
QueryBuilders.rangeQuery(“fieldName”).lt(“fieldValue”);
//小于等于
QueryBuilders.rangeQuery(“fieldName”).lte(“fieldValue”);

3.4 多个关键字组合查询boolQuery()
QueryBuilders.boolQuery()
QueryBuilders.boolQuery().must();//文档必须完全匹配条件，相当于and
QueryBuilders.boolQuery().mustNot();//文档必须不匹配条件，相当于not
QueryBuilders.boolQuery().should();//至少满足一个条件，这个文档就符合should，相当于or

具体demo如下：

public void testBoolQuery() {
NativeSearchQuery nativeSearchQuery = new NativeSearchQueryBuilder()
.withQuery(QueryBuilders.boolQuery()
.should(QueryBuilders.termQuery(“title”, “开发”))
.should(QueryBuilders.termQuery(“title”, “青春”))
.mustNot(QueryBuilders.termQuery(“title”, “潮头”))
)
.withSort(SortBuilders.fieldSort(“id”).order(SortOrder.DESC))
.withPageable(PageRequest.of(0, 50))
.build();
List articleEntities = elasticsearchRestTemplate.queryForList(nativeSearchQuery, ArticleEntity.class);
articleEntities.forEach(item -> System.out.println(item.toString()));
}

以上是查询title分词中，包含“开发”或者“青春”，但不能包含“潮头”的document；
也可以多个must组合。

四、SortBuilders排序

上述demo中，我们使用了排序条件：

//按照id字段降序
.withSort(SortBuilders.fieldSort(“id”).order(SortOrder.DESC))
1
2
注意排序时，有个坑，就是在以id排序时，比如降序，结果可能并不是我们想要的。因为根据id排序，es实际上会根据_id进行排序，但是_id是string类型的，排序后的结果会与整型不一致。

建议：
在创建es的索引mapping时，将es的id和业务的id分开，比如业务id叫做myId：

@Id
@Field(type = FieldType.Long, store = true)
private Long myId;

@Field(type = FieldType.Text, store = true, analyzer = "ik_smart")
private String title;

@Field(type = FieldType.Text, store = true, analyzer = "ik_smart")
private String content;

这样，后续排序可以使用myId进行排序。

五、分页

使用如下方式分页：

@Test
public void testPage() {
NativeSearchQuery nativeSearchQuery = new NativeSearchQueryBuilder()
.withQuery(QueryBuilders.matchQuery("title", "青春"))
.withSort(SortBuilders.fieldSort("myId").order(SortOrder.DESC))
.withPageable(PageRequest.of(0, 50))
.build();
AggregatedPage<ArticleEntity> page = elasticsearchRestTemplate.queryForPage(nativeSearchQuery, ArticleEntity.class);
List<ArticleEntity> articleEntities = page.getContent();
articleEntities.forEach(item -> System.out.println(item.toString()));
}

注意，如果不指定分页参数，es默认只显示10条。

六、高亮显示
查询title字段中的关键字，并高亮显示：

@Test
public void test() {
	String preTag = "<font color='#dd4b39'>";
	String postTag = "</font>";
	NativeSearchQuery nativeSearchQuery = new NativeSearchQueryBuilder()
	.withQuery(QueryBuilders.matchQuery("title", "开发"))
	.withPageable(PageRequest.of(0, 50))
	.withSort(SortBuilders.fieldSort("id").order(SortOrder.DESC))
	.withHighlightFields(new HighlightBuilder.Field("title").preTags(preTag).postTags(postTag))
	.build();
	
	AggregatedPage<ArticleEntity> page = elasticsearchRestTemplate.queryForPage(nativeSearchQuery, ArticleEntity.class,
	new SearchResultMapper() {
	
	@Override
	public <T> AggregatedPage<T> mapResults(SearchResponse response, Class<T> clazz, Pageable pageable) {
	List<ArticleEntity> chunk = new ArrayList<>();
	for (SearchHit searchHit : response.getHits()) {
	if (response.getHits().getHits().length <= 0) {
	return null;
	}
	ArticleEntity article = new ArticleEntity();
	article.setMyId(Long.valueOf(searchHit.getSourceAsMap().get("id").toString()));
	article.setContent(searchHit.getSourceAsMap().get("content").toString());
	HighlightField title = searchHit.getHighlightFields().get("title");
	if (title != null) {
	article.setTitle(title.fragments()[0].toString());
	}
	chunk.add(article);
	}
	if (chunk.size() > 0) {
	return new AggregatedPageImpl<>((List<T>) chunk);
	}
	return null;
	}
	
	@Override
	public <T> T mapSearchHit(SearchHit searchHit, Class<T> type) {
	return null;
	}
	});


List<ArticleEntity> articleEntities = page.getContent();
articleEntities.forEach(item -> System.out.println(item.toString()));
}

结果：

title=勇立潮头——***关心浦东开发开放40, content=外交部：望