11、简要概述Mapping,精确匹配与全文检索,倒排索引和分词器等概念

主要内容:简要概述Mapping,精确匹配与全文检索,倒排索引和分词器等概念

1、Mapping概念

创建数据:

PUT /website/_create/1
{
  "post_date": "2020-03-21",
  "title": "my first article",
  "content": "this is my first article in this website",
  "author_id": 11400
}

PUT /website/_create/2
{
  "post_date": "2020-03-22",
  "title": "my second article",
  "content": "this is my second article in this website",
  "author_id": 11400
}

PUT /website/_create/3
{
  "post_date": "2020-03-23",
  "title": "my third article",
  "content": "this is my third article in this website",
  "author_id": 11400
}
GET /website/_mapping

返回的结果

{
  "website" : {
    "mappings" : {
      "properties" : {
        "author_id" : {
          "type" : "long"
        },
        "content" : {
          "type" : "text",
          "fields" : {
            "keyword" : {
              "type" : "keyword",
              "ignore_above" : 256
            }
          }
        },
        "post_date" : {
          "type" : "date"
        },
        "title" : {
          "type" : "text",
          "fields" : {
            "keyword" : {
              "type" : "keyword",
              "ignore_above" : 256
            }
          }
        }
      }
    }
  }
}

​ 说明:
​ index中建立的一种数据结构和相关配置,简称为mapping

(1)往es里面直接插入数据,es会自动建立索引,同时建立type以及对应的mapping
(2)mapping中就自动定义了每个field的数据类型,以及如何分词等设置
(3)不同的数据类型(比如说text和date),可能有的是exact value,有的是full text
(4)exact value,在建立倒排索引的时候,分词的时候,是将整个值一起作为一个关键词建立到倒排索引中的;full text,会经历各种各样的处理,分词,normaliztion(时态转换,同义词转换,大小写转换),才会建立到倒排索引中
(5)exact value和full text类型的field就决定了,在一个搜索过来的时候,对exact value field或者是full text field进行搜索的行为也是不一样的,会跟建立倒排索引的行为保持一致;比如说exact value搜索的时候,就是直接按照整个值进行匹配,full text query string,也会进行分词和normalization再去倒排索引中去搜索
(6)可以用es的dynamic mapping,让其自动建立mapping,包括自动设置数据类型;也可以提前手动创建index和mapping,自己对各个field进行设置,包括数据类型,包括索引行为,包括分词器,等等

2、精确匹配与全文检索的对比

精确匹配(exact value):匹配完整的情况才能成功。

全文检索:就不是说单纯的只是匹配完整的一个值,而是可以对值进行拆分词语后(分词)进行匹配,也可以通过缩写、时态、大小写、同义词等进行匹配。

3、倒排索引概念

见其名知其意,有倒排索引,对应肯定,有正向索引。

搜索引擎中每个文件都对应一个文件ID,文件内容被表示为一系列关键词的集合(实际上在搜索引擎索引库中,关键词也已经转换为关键词ID)。例如“文档1”经过分词,提取了20个关键词,每个关键词都会记录它在文档中的出现次数和出现位置。

得到正向索引的结构如下:

​ “文档1”的ID > 单词1:出现次数,出现位置列表;单词2:出现次数,出现位置列表;…………。

​ “文档2”的ID > 此文档出现的关键词列表。

image.png

当用户在主页上搜索关键词“华为手机”时,假设只存在正向索引(forward index),那么就需要扫描索引库中的所有文档,找出所有包含关键词“华为手机”的文档,再根据打分模型进行打分,排出名次后呈现给用户。因为互联网上收录在搜索引擎中的文档的数目是个天文数字,这样的索引结构根本无法满足实时返回排名结果的要求。

所以,搜索引擎会将正向索引重新构建为倒排索引,即把文件ID对应到关键词的映射转换为关键词到文件ID的映射,每个关键词都对应着一系列的文件,这些文件中都出现这个关键词。

​ 得到倒排索引的结构如下:

​ “关键词1”:“文档1”的ID,“文档2”的ID,…………。

​ “关键词2”:带有此关键词的文档ID列表。

image.png

而且ES在建立倒排索引的时候,会执行一个操作normalization,也就是说对拆分出的各个单词进行相应的处理,以提升后面搜索的时候能够搜索到相关联的文档的概率,包括时态的转换,单复数的转换,同义词的转换,大小写的转换

mom —> mother
liked —> like
small —> little
dogs —> dog

重新建立倒排索引,加入normalization,再次用mother liked little dog搜索,就可以搜索到了

4、倒排索引具有不可变性

倒排索引不可变的好处

(1)不需要锁,提升并发能力,避免锁的问题
(2)数据不变,一直保存在os cache中,只要cache内存足够
(3)filter cache一直驻留在内存,因为数据不变
(4)可以压缩,节省cpu和io开销

倒排索引不可变的坏处:每次都要重新构建整个索引

5、分词器

1、什么是分词器

切分词语,normalization(提升recall召回率)

给你一段句子,然后将这段句子拆分成一个一个的单个的单词,同时对每个单词进行normalization(时态转换,单复数转换),分词器
recall,召回率:搜索的时候,增加能够搜索到的结果的数量
分词的过程:

  • character filter:在一段文本进行分词之前,先进行预处理,比如说最常见的就是,过滤html标签(<span>hello<span> --> hello),& --> and(I&you --> I and you)
  • tokenizer:分词,hello you and me --> hello, you, and, me
  • token filter:lowercase,stop word,synonymom,dogs --> dog,liked --> like,Tom --> tom,a/the/an --> 干掉,mother --> mom,small --> little

分词器将一段文本进行各种处理,最后处理好的结果才会拿去建立倒排索引

参考的文章:

Elasticsearch系列——(1.1)倒排索引原理大数据言蹊的专栏-CSDN博客 https://blog.csdn.net/andy_wcl/article/details/81631609

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