1. DSL 查询文档
Elasticsearch 的查询依然是基于 JSON 风格的 DSL 来实现的。
1.1. DSL 查询分类
Elasticsearch提供了基于JSON的DSL(Domain Specific Language)来定义查询。常见的查询类型包括:
查询所有:查询出所有数据,一般测试用。例如:match_all
全文检索(full text)查询:利用分词器对用户输入内容分词,然后去倒排索引库中匹配。例如:
- match_query
- multi_match_query
精确查询:根据精确词条值查找数据,一般是查找keyword、数值、日期、boolean等类型字段。例如:
- ids
- range
- term
地理(geo)查询:根据经纬度查询。例如:
- geo_distance
- geo_bounding_box
复合(compound)查询:复合查询可以将上述各种查询条件组合起来,合并查询条件。例如:
- bool
- function_score
查询的语法基本一致:
1 | GET /indexName/_search |
我们以查询所有为例,其中:
- 查询类型为match_all
- 没有查询条件
1 | // 查询所有 |
其它查询无非就是查询类型、查询条件的变化。
1.2. 全文检索查询
1.2.1. 使用场景
全文检索查询的基本流程如下:
- 对用户搜索的内容做分词,得到词条
- 根据词条去倒排索引库中匹配,得到文档id
- 根据文档id找到文档,返回给用户
比较常用的场景包括:
- 商城的输入框搜索
- 百度输入框搜索
例如京东:

因为是拿着词条去匹配,因此参与搜索的字段也必须是可分词的text类型的字段。
1.2.2. 基本语法
常见的全文检索查询包括:
- match查询:单字段查询
- multi_match查询:多字段查询,任意一个字段符合条件就算符合查询条件
match查询语法如下:
1 | GET /indexName/_search |
multi_match 语法如下:
1 | GET /indexName/_search |
1.2.3. 示例
match查询示例:

multi_match查询示例:

可以看到,两种查询结果是一样的,为什么?
因为我们将brand、name、business值都利用copy_to复制到了all字段中。因此你根据三个字段搜索,和根据all字段搜索效果当然一样了。
但是,搜索字段越多,对查询性能影响越大,因此建议采用copy_to,然后单字段查询的方式。
1.2.4. match_phrase
match_phrase 即短语匹配,查询比较严格,精度较高,一般需要配合 slop 偏移量使用以提高召回率。
比如有 4 条文档:
关注我,系统学编程系统学编程,关注我系统编程,关注我关注我,间隔系统学编程
搜索 关注我,系统学 时只能命中文档 1,而 match 则可以命中所有文档。与 match 相比,match_phrase 更强调多个分词顺序与检索词一致且连续,必须全部完整匹配才能召回。实战中常与 slop 配合使用以调整精度与召回率的平衡。
1.2.5. dis_max
有两条 doc 数据:
1 | POST /book/_doc/1 |
不使用 dis_max 查询
得到的结果是:相关性得分中文档 1 高于文档 2(与直觉相反)。
1 | POST /book/_search |
相关性得分计算过程:
- 查询
"elasticsearch aggs"被拆分为elasticsearch和aggs两个词条; - 对每个子句分别查询同一文档;
- 文档 1 的
body和title都命中elasticsearch,满足两个should子句,得 2 分; - 文档 2 的
title命中elasticsearch和aggs,仅满足title子句,得 1 分; - 最终文档 1 得分高于文档 2,尽管文档 2 实际匹配度更高。
使用 dis_max 查询
以最佳匹配子句的得分作为整个文档的相关性得分。
1 | POST /book/_search |
dis_max 查询的得分计算过程:
- 查询
"elasticsearch aggs"被拆分为elasticsearch和aggs两个词条; - 对每个子句分别查询同一文档;
- 文档 1 的
body和title各得 1 分,取最高分,文档 1 最终得 1 分; - 文档 2 的
title命中两个词条得 2 分,body得 0 分,取最高分,文档 2 最终得 2 分; - 最终文档 2 得分高于文档 1,符合预期。
关于 tie_breaker
简化公式:score = best_field.score × boost + other_fields × boost.score × tie_breaker
实际计算还需考虑分片、出现位置、文档长度等因素。tie_breaker 的取值需同时兼顾最佳匹配和所有匹配,推荐取 0.1 ~ 0.4;若为 0 则只考虑最佳匹配。
小结
match:根据单字段查询multi_match:根据多字段查询,参与查询字段越多,查询性能越差
1.3. 精确查询
精确查询一般用于查找 keyword、数值、日期、boolean 等类型字段,不会对搜索条件分词。常见的有:
term:根据词条精确值查询range:根据值的范围查询
1.3.1. term 查询
精确查询的字段不分词,查询条件也必须是不分词的词条。用户输入的内容必须与字段值完全匹配才认为符合条件;若输入内容过多,反而可能搜索不到数据。
语法说明:
1 | // term查询 |
示例:
当我搜索的是精确词条时,能正确查询出结果:

但是,当我搜索的内容不是词条,而是多个词语形成的短语时,反而搜索不到:

1.3.2. range 查询
范围查询,一般应用在对数值类型做范围过滤的时候。比如做价格范围过滤。
基本语法:
1 | // range查询 |
示例:

1.3.3. 小结
| 查询类型 | 说明 |
|---|---|
term | 根据词条精确匹配,用于 keyword、数值、布尔、日期类型字段 |
range | 根据数值或日期范围查询 |
1.4. 地理坐标查询
所谓的地理坐标查询,其实就是根据经纬度查询,官方文档:https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/geo-queries.html
常见的使用场景包括:
- 携程:搜索我附近的酒店
- 滴滴:搜索我附近的出租车
- 微信:搜索我附近的人
附近的酒店:

附近的车:

1.4.1. 矩形范围查询
geo_bounding_box 查询:查询坐标落在某个矩形范围内的所有文档。

查询时,需要指定矩形的左上、右下两个点的坐标,然后画出一个矩形,落在该矩形内的都是符合条件的点。
语法如下:
1 | // geo_bounding_box查询 |
这种并不符合“附近的人”这样的需求,所以我们就不做了。
1.4.2. 附近查询
附近查询(geo_distance):查询到指定中心点距离小于某个值的所有文档。
换句话来说,在地图上找一个点作为圆心,以指定距离为半径,画一个圆,落在圆内的坐标都算符合条件:

语法说明:
1 | // geo_distance 查询 |
示例:
我们先搜索陆家嘴附近15km的酒店:

发现共有47家酒店。
然后把半径缩短到3公里:

可以发现,搜索到的酒店数量减少到了5家。
1.5. 复合查询
复合(compound)查询可以将其他简单查询组合起来,实现更复杂的搜索逻辑。常见的有两种:
function_score:算分函数查询,控制文档相关性算分和排名bool:布尔查询,利用逻辑关系组合多个子查询
1.5.1. 相关性算分
当我们利用match查询时,文档结果会根据与搜索词条的关联度打分(_score),返回结果时按照分值降序排列。
例如,我们搜索 "虹桥如家",结果如下:
1 | [ |
在elasticsearch中,早期使用的打分算法是TF-IDF算法,公式如下:

在后来的5.1版本升级中,elasticsearch将算法改进为BM25算法,公式如下:

TF-IDF算法有一个缺陷,就是词条频率越高,文档得分也会越高,单个词条对文档影响较大。而BM25则会让单个词条的算分有一个上限,曲线更加平滑:

Elasticsearch 会根据词条和文档的相关度打分,算法有两种:
- TF-IDF 算法
- BM25 算法(Elasticsearch 5.1 版本后采用)
1.5.2. 算分函数查询
根据相关度打分是合理的,但合理的不一定是产品经理需要的。
以百度为例,你搜索的结果中,并不是相关度越高排名越靠前,而是谁掏的钱多排名就越靠前。如图:

要想为控制相关性算分,就需要利用elasticsearch中的function score 查询了。
语法说明

function_score 查询包含四部分内容:
- 原始查询(
query):基于条件搜索文档,使用 BM25 算法计算原始算分(query score) - 过滤条件(
filter):符合条件的文档才会重新算分 - 算分函数:对满足 filter 条件的文档执行运算,得到函数算分(function score),有四种:
weight:函数结果是常量field_value_factor:以文档中某字段值作为函数结果random_score:以随机数作为函数结果script_score:自定义算分函数
- 运算模式(
boost_mode):函数算分与原始算分的合并方式,包括multiply(相乘)、replace(替换)、sum、avg、max、min
function_score 的运行流程:
- 根据原始条件查询文档并计算原始算分(query score)
- 根据过滤条件筛选文档
- 对满足过滤条件的文档,基于算分函数计算函数算分(function score)
- 将原始算分与函数算分按运算模式合并,得到最终相关性算分
因此,其中的关键点是:
- 过滤条件:决定哪些文档的算分被修改
- 算分函数:决定函数算分的算法
- 运算模式:决定最终算分结果
示例
需求:给“如家”这个品牌的酒店排名靠前一些
翻译一下这个需求,转换为之前说的四个要点:
- 原始条件:不确定,可以任意变化
- 过滤条件:brand = "如家"
- 算分函数:可以简单粗暴,直接给固定的算分结果,weight
- 运算模式:比如求和
因此最终的DSL语句如下:
1 | GET /hotel/_search |
测试,在未添加算分函数时,如家得分如下:

添加了算分函数后,如家得分就提升了:

小结
function_score 查询的三要素:
| 要素 | 说明 |
|---|---|
| 过滤条件 | 哪些文档需要加分 |
| 算分函数 | 如何计算 function score |
| 加权方式 | function score 与 query score 如何合并 |
1.5.3. 布尔查询
布尔查询是一个或多个查询子句的组合,子查询的组合方式有:
| 子句 | 说明 |
|---|---|
must | 必须匹配每个子查询,类似"与" |
should | 选择性匹配子查询,类似"或" |
must_not | 必须不匹配,不参与算分,类似"非" |
filter | 必须匹配,不参与算分 |
比如在搜索酒店时,除了关键字搜索外,我们还可能根据品牌、价格、城市等字段做过滤:

每一个不同的字段,其查询的条件、方式都不一样,必须是多个不同的查询,而要组合这些查询,就必须用bool查询了。
搜索时,参与打分的字段越多,查询性能越差。多条件查询建议:
- 搜索框关键字使用
must查询,参与算分 - 其他过滤条件使用
filter查询,不参与算分
语法示例
1 | GET /hotel/_search |
示例
需求:搜索名字包含“如家”,价格不高于400,在坐标31.21,121.5周围10km范围内的酒店。
分析:
- 名称搜索,属于全文检索查询,应该参与算分。放到must中
- 价格不高于400,用range查询,属于过滤条件,不参与算分。放到must_not中
- 周围10km范围内,用geo_distance查询,属于过滤条件,不参与算分。放到filter中

小结
| 子句 | 逻辑 | 参与算分 |
|---|---|---|
must | "与" | ✅ |
should | "或" | ✅ |
must_not | "非" | ❌ |
filter | "与" | ❌ |
1.6. update_by_query / delete_by_query
1.6.1. update 新增字段
1 | POST device_search_20200716/_update_by_query?conflicts=proceed&timeout=1d&&slices=5 |
1.6.2. update 修改字段
1 | POST device_search_20200716/_update_by_query?conflicts=proceed |
1.6.3. delete_by_query
1 | POST index_name/_delete_by_query |
2. 搜索结果处理
搜索结果可以按照用户指定的方式处理或展示。
2.1. 排序
Elasticsearch 默认根据相关度算分(_score)排序,也支持自定义排序。可排序的字段类型有:keyword、数值、地理坐标、日期等。
2.1.1. 普通字段排序
keyword、数值、日期类型排序的语法基本一致。
语法:
1 | GET /indexName/_search |
排序条件是一个数组,可以写多个排序条件,按声明顺序依次生效:第一个条件相等时,再按第二个条件排序,以此类推。
示例:
需求描述:酒店数据按照用户评价(score)降序排序,评价相同的按照价格(price)升序排序

2.1.2. 地理坐标排序
地理坐标排序略有不同。
语法说明:
1 | GET /indexName/_search |
这个查询的含义是:
- 指定一个坐标,作为目标点
- 计算每一个文档中,指定字段(必须是geo_point类型)的坐标 到目标点的距离是多少
- 根据距离排序
1 | GET /indexName/_search |
使用脚本排序:按字段 xxx 中 L 值出现的位置进行排序,位置越靠前则得分越高。
示例:
需求描述:实现对酒店数据按照到你的位置坐标的距离升序排序
提示:获取你的位置的经纬度的方式:https://lbs.amap.com/demo/jsapi-v2/example/map/click-to-get-lnglat/
假设我的位置是:31.034661,121.612282,寻找我周围距离最近的酒店。

2.2. 分页
Elasticsearch 默认只返回 top 10 的数据,通过 from 和 size 参数控制分页:
from:从第几个文档开始(默认 0)size:总共查询几个文档
类似于 MySQL 的 LIMIT ?, ?。
2.2.1. 基本分页
分页的基本语法如下:
1 | GET /hotel/_search |
2.2.2. 深度分页问题
查询第 990~1000 条数据时:
1 | GET /hotel/_search |
这里查询的是第 9901000 条数据,但 Elasticsearch 内部分页时,必须先查询 01000 条,再截取其中的 990~1000 条:

查询 TOP 1000 在单节点模式下影响不大,但在集群模式下问题严重。例如集群有 5 个节点,要查 TOP 1000,并不是每个节点查 200 条就够。因为节点 A 的 TOP 200 在另一个节点可能排到 10000 名之后。因此必须先从每个节点查出 TOP 1000,汇总后重新排名,再截取最终的 TOP 1000。

若查询 9900~10000 的数据,每个节点都需要查询 10000 条再汇总,对内存和 CPU 压力极大,因此 Elasticsearch 会禁止 from + size 超过 10000 的请求。
针对深度分页,ES 提供了两种解决方案(官方文档):
search_after:分页时需要排序,从上一次的排序值开始查询下一页,官方推荐方式scroll:将排序后的文档 id 形成快照保存在内存,官方已不推荐使用
2.2.3. 分页方案小结
| 方案 | 优点 | 缺点 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
from + size | 支持随机翻页 | 深度分页问题,上限 10000 | 百度、京东等随机翻页搜索 |
search_after | 无查询上限 | 只能向后逐页,不支持随机翻页 | 手机下拉滚动翻页 |
scroll | 无查询上限 | 额外内存消耗,非实时 | 海量数据迁移(ES 7.1 后不推荐) |
2.3. 高亮
2.3.1. 高亮原理
在百度、京东搜索时,关键字会变成红色,这叫高亮显示:

高亮显示的实现分为两步:
- 给文档中所有关键字添加标签,例如
<em>标签 - 页面为
<em>标签编写 CSS 样式
2.3.2. 实现高亮
高亮的语法:
1 | GET /hotel/_search |
注意:
- 高亮针对关键字,因此搜索条件必须带有关键字,不能是范围类查询。
- 默认情况下,高亮字段必须与搜索字段一致,否则无法高亮。
- 若要对非搜索字段高亮,需添加属性:
"require_field_match": false
示例:

2.4. 输出结果处理
2.4.1. 格式化输出
- 在 URL 参数中添加
v可让输出结果带有表头,例如GET /_cat/indices?v - 添加
pretty=true可让返回的 JSON 字符串更具可读性,例如GET /index/_search?pretty=true
2.4.2. 展平配置信息
flat_settings=true 参数可将嵌套的配置信息展平,仅对配置信息查询有效,例如:
GET /test-20201127/_settings?flat_settings=true
返回结果如下:
1 | { |
2.4.3. 返回信息过滤
使用 filter_path 参数可过滤返回字段,例如 GET /index/_search?filter_path=-**.blob,-**.blob1。常见用法:
- 按层级保留字段:
filter_path=hits、filter_path=hits.hits、filter_path=hits.hits._source - 过滤多个字段用逗号分隔:
filter_path=hits.hits,took - 单层通配符
*:filter_path=hits.*._source - 任意深度通配符
**:filter_path=**._source - 排除字段(加减号
-):filter_path=-**._source
2.4.4. 返回匹配文档数
默认匹配文档数超过 10000 时只显示 10000。使用 track_total_hits=true 可获取真实数量,例如 GET /test-2021*/_search?track_total_hits=true,返回如下:
1 | ... |
2.5. DSL 查询小结
查询的 DSL 是一个 JSON 对象,包含以下主要属性:
query:查询条件from和size:分页条件sort:排序条件highlight:高亮条件
示例:

3. RestClient 查询文档
文档的查询同样使用 RestHighLevelClient 对象,基本步骤:
- 准备 Request 对象
- 准备请求参数
- 发起请求
- 解析响应
3.1. 快速入门
以 match_all 查询为例。
3.1.1. 发起查询请求

代码解读:
- 创建
SearchRequest对象,指定索引库名 - 利用
request.source()构建 DSL(可包含查询、分页、排序、高亮等),query()方法传入QueryBuilders.matchAllQuery() - 调用
client.search()发送请求,得到响应
这里关键的API有两个,一个是request.source(),其中包含了查询、排序、分页、高亮等所有功能:

另一个是QueryBuilders,其中包含match、term、function_score、bool等各种查询:

3.1.2. 解析响应
响应结果的解析:

Elasticsearch 返回的结果是一个 JSON,结构如下:
hits:命中结果total.value:总条数max_score:最高相关性算分hits[]:文档数组,每个文档含_source(原始 JSON 数据)
解析流程:
response.getHits()→SearchHits(最外层 hits)getTotalHits().value:总条数getHits():SearchHit[]文档数组getSourceAsString():原始 JSON 文档数据
3.1.3. 完整代码
完整代码如下:
1 |
|
3.1.4. 小结
- 创建
SearchRequest对象 - 利用
QueryBuilders构建查询条件,传入request.source().query() - 发送请求,得到结果
- 解析结果(从外到内逐层解析 JSON)
3.2. match 查询
全文检索的 match 和 multi_match 查询与 match_all 的 API 基本一致,差别仅在查询条件部分。

Java 代码差异主要在 request.source().query() 的参数,同样利用 QueryBuilders 提供的方法:

结果解析代码与 match_all 完全一致,可抽取复用。
完整代码如下:
1 |
|
3.3. 精确查询
精确查询主要有两种:term(词条精确匹配)和 range(范围查询),与其他查询相比,差异同样仅在查询条件的构建:

3.4. 布尔查询
布尔查询用 must、must_not、filter 等方式组合其他查询,代码示例如下:

与其他查询相比,差异仅在查询条件的构建(QueryBuilders),结果解析等代码完全不变。
完整代码如下:
1 |
|
3.5. 排序、分页
排序和分页与 query 同级,同样通过 request.source() 设置:
对应的API如下:

完整代码示例:
1 |
|
3.6. 高亮
高亮的代码有两处差异:
- 查询 DSL:除查询条件外,还需添加高亮条件(与
query同级) - 结果解析:除解析
_source外,还需解析高亮结果
3.6.1. 高亮请求构建
高亮请求的构建API如下:

高亮查询必须使用全文检索查询,并且要有搜索关键字,才能对关键字进行高亮。
完整代码如下:
1 |
|
3.6.2. 高亮结果解析
高亮结果与文档结果默认分离,解析时需要额外处理:

代码解读:
hit.getSourceAsString()获取原始 JSON,反序列化为HotelDochit.getHighlightFields()获取高亮结果 Map(key 为字段名,value 为HighlightField)- 从 Map 中根据字段名取
HighlightField - 调用
getFragments()[0].string()获取高亮字符串 - 用高亮结果替换
HotelDoc中对应字段
完整代码如下:
1 | private void handleResponse(SearchResponse response) { |