Elasticsearch 数组、对象和嵌套类型的使用和区别
总结，对象字段与嵌套字段的区别：1. mapping设置不同。ES可不设置字段type，则默认object类型，嵌套需要显示设置为"type":"nested".2. 存储方式不同。对象数组在后台是扁平化存储，嵌套对象数组是每个对象独立成文档存储。因此，对象数据有时会有"且"条件查询出"或"结果，嵌套对象的文档聚合可能会多计数(除非加reverse_nested)，想保持数组中对象的独立性，就需要
·
本文基于 Elasticsearch 6.4.2
1、数据准备
1.1.创建索引
创建一个包含复合数据类型的索引：
PUT test_index_202112
{
"settings": {
"number_of_shards": 2,
"number_of_replicas": 1
},
"mappings": {
"e-com": {
"dynamic": "strict",
"properties": {
// 商品ID
"id": {
"type": "keyword"
},
// 商品名称
"name": {
"type": "text",
"analyzer": "ik_max_word"
},
// 品牌
"brand": {
"type": "keyword"
},
// 价格
"price": {
"type": "double"
},
// 描述
"desc": {
"type": "text",
"analyzer": "ik_max_word"
},
// 所属类目，对象类型，注意这里没有写明type，ES则会默认为object
"categoryObj": {
//"type":"object",
"properties": {
"class1": {
"type": "keyword"
},
"class2": {
"type": "keyword"
},
"class3": {
"type": "keyword"
}
}
},
// 所属类目，嵌套类型
"categoryNst": {
"type": "nested",
"properties": {
"class1": {
"type": "keyword"
},
"class2": {
"type": "keyword"
},
"class3": {
"type": "keyword"
}
}
},
// 商品评论
"comments": {
"type": "keyword"
}
}
}
}
}
注意，如果没有写明type，比如categoryObj，ES会默认object类型，并且就算查看mapping，也不会显示出来：
GET test_index_20211220/_mapping
{
"test_index_20211220": {
"mappings": {
"e-com": {
"dynamic": "strict",
"properties": {
.....................
//就算查看mapping也看不到type，但确实是object
"categoryObj": {
"properties": {
"class1": {
"type": "keyword"
},
"class2": {
"type": "keyword"
},
"class3": {
"type": "keyword"
}
}
.....................
}
}
}
}
}
}
1.2 添加一条样例数据
PUT test_index_20211220/e-com/1
{
"id": "1",
"name": "L＇oreal/欧莱雅复颜玻尿酸水光充盈导入膨润精华液",
"brand": "欧莱雅",
"price": 279,
"desc": "补水 提拉紧致 淡化细纹",
"categoryObj": {
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
"categoryNst": {
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
"comments": "还没有用，赠品跟欧莱雅旗舰店的同款赠品有差异。味道也不一样"
}
2、数组类型
ES中没有专门的数组类型，默认情况下任何字段都可以包含一个或者多个值，但一个数组中的值必须是同一种类型。以上面的商品评论"comments"字段为例，查看刚才的样例数据，comments字段是这样的：
GET test_index_20211220/e-com/1
{
"_index": "test_index_20211220",
"_type": "e-com",
"_id": "1",
"_version": 1,
"found": true,
"_source": {
"id": "1",
"name": "L＇oreal/欧莱雅复颜玻尿酸水光充盈导入膨润精华液",
"brand": "欧莱雅",
"price": 279,
"desc": "补水 提拉紧致 淡化细纹",
"categoryObj": {
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
"categoryNst": {
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
"comments": "还没有用，赠品跟欧莱雅旗舰店的同款赠品有差异。味道也不一样"
}
}
可以看到此时的comments还不是数组，现在我们增加一条评论，覆盖写入一次：
PUT test_index_20211220/e-com/1
{
"id": "1",
"name": "L＇oreal/欧莱雅复颜玻尿酸水光充盈导入膨润精华液",
"brand": "欧莱雅",
"price": 279,
"desc": "补水 提拉紧致 淡化细纹",
"categoryObj": {
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
"categoryNst": {
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
"comments": [
"还没有用，赠品跟欧莱雅旗舰店的同款赠品有差异。味道也不一样",
"只有这支玻璃尿酸水光充盈是真的"
]
}
重新查询，可以看到，"commts"在索引的时候，如果有多个值，则会自动转化成了数组，且文档版本号+1：
GET test_index_20211220/e-com/1
{
"_index": "test_index_20211220",
"_type": "e-com",
"_id": "1",
"_version": 2,
"found": true,
"_source": {
"id": "1",
"name": "L＇oreal/欧莱雅复颜玻尿酸水光充盈导入膨润精华液",
"brand": "欧莱雅",
"price": 279,
"desc": "补水 提拉紧致 淡化细纹",
"categoryObj": {
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
"categoryNst": {
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
"comments": [
"还没有用，赠品跟欧莱雅旗舰店的同款赠品有差异。味道也不一样",
"只有这支玻璃尿酸水光充盈是真的"
]
}
}
3. 对象类型
在样例数据中，“categoryObj"字段被默认设置为object类型(没有显示设置type)，对于对象类型，在查询时需要用”."号连接整个字段：
GET test_index_20211220/_search
{
"query": {
"term": {
"categoryObj.class1": "欧莱雅"
}
}
}
{
"took": 154,
"timed_out": false,
"_shards": {
"total": 2,
"successful": 2,
"skipped": 0,
"failed": 0
},
"hits": {
"total": 1,
"max_score": 0.2876821,
"hits": [
{
"_index": "test_index_20211220",
"_type": "e-com",
"_id": "1",
"_score": 0.2876821,
"_source": {
"id": "1",
"name": "L＇oreal/欧莱雅复颜玻尿酸水光充盈导入膨润精华液",
"brand": "欧莱雅",
"price": 279,
"desc": "补水 提拉紧致 淡化细纹",
"categoryObj": {
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
"categoryNst": {
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
"comments": [
"还没有用，赠品跟欧莱雅旗舰店的同款赠品有差异。味道也不一样",
"只有这支玻璃尿酸水光充盈是真的"
]
}
}
]
}
}
同样，如果一次写入多个对象，"categoryObj"也会自动转化为对象数组：
PUT test_index_20211220/e-com/1
{
"id": "1",
"name": "L＇oreal/欧莱雅复颜玻尿酸水光充盈导入膨润精华液",
"brand": "欧莱雅",
"price": 279,
"desc": "补水 提拉紧致 淡化细纹",
"categoryObj": [
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部精华"
}
],
"categoryNst": {
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
"comments": [
"还没有用，赠品跟欧莱雅旗舰店的同款赠品有差异。味道也不一样",
"只有这支玻璃尿酸水光充盈是真的"
]
}
从响应中可以看到，"categoryObj"已经转化成了对象数组：
{
"_index": "test_index_20211220",
"_type": "e-com",
"_id": "1",
"_version": 3,
"found": true,
"_source": {
"id": "1",
"name": "L＇oreal/欧莱雅复颜玻尿酸水光充盈导入膨润精华液",
"brand": "欧莱雅",
"price": 279,
"desc": "补水 提拉紧致 淡化细纹",
"categoryObj": [
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部精华"
}
],
"categoryNst": {
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
"comments": [
"还没有用，赠品跟欧莱雅旗舰店的同款赠品有差异。味道也不一样",
"只有这支玻璃尿酸水光充盈是真的"
]
}
}
4. 嵌套类型
我们继续覆写样例数据，这次将嵌套字段"categoryNst"转化为数组：
PUT test_index_20211220/e-com/1
{
"id": "1",
"name": "L＇oreal/欧莱雅复颜玻尿酸水光充盈导入膨润精华液",
"brand": "欧莱雅",
"price": 279,
"desc": "补水 提拉紧致 淡化细纹",
"categoryObj": [
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部精华"
}
],
"categoryNst": [
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部精华"
}
],
"comments": [
"还没有用，赠品跟欧莱雅旗舰店的同款赠品有差异。味道也不一样",
"只有这支玻璃尿酸水光充盈是真的"
]
}
通过文档ID查看写入结果，可以看到，字段"categoryNst"已经转化为数组，并且如果仅从返回的文档结构来看，是无法区分嵌套数组和对象数组的：
GET test_index_20211220/e-com/1
{
"_index": "test_index_20211220",
"_type": "e-com",
"_id": "1",
"_version": 4,
"found": true,
"_source": {
"id": "1",
"name": "L＇oreal/欧莱雅复颜玻尿酸水光充盈导入膨润精华液",
"brand": "欧莱雅",
"price": 279,
"desc": "补水 提拉紧致 淡化细纹",
"categoryObj": [
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部精华"
}
],
"categoryNst": [
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部精华"
}
],
"comments": [
"还没有用，赠品跟欧莱雅旗舰店的同款赠品有差异。味道也不一样",
"只有这支玻璃尿酸水光充盈是真的"
]
}
}
但是通过mapping可以区分，写明了 “type”: "nested"的为嵌套字段：
GET test_index_20211220/_mapping
{
"test_index_20211220": {
"mappings": {
"e-com": {
"dynamic": "strict",
"properties": {
"brand": {
"type": "keyword"
},
"categoryNst": {
"type": "nested",
"properties": {
"class1": {
"type": "keyword"
},
"class2": {
"type": "keyword"
},
"class3": {
"type": "keyword"
}
}
},
"categoryObj": {
"properties": {
"class1": {
"type": "keyword"
},
"class2": {
"type": "keyword"
},
"class3": {
"type": "keyword"
}
}
},
"comments": {
"type": "keyword"
},
"desc": {
"type": "text",
"analyzer": "ik_max_word"
},
"id": {
"type": "keyword"
},
"name": {
"type": "text",
"analyzer": "ik_max_word"
},
"price": {
"type": "double"
}
}
}
}
}
}
4.1 嵌套字段的查询
从返回的文档结构来看，很容易凭直觉用查询对象字段的方式(也就是用"."号连接字段)来查询嵌套字段，包括Kibana的自动提示都给出了这样的形式：
我们先看下这样可以不可以：
GET test_index_20211220/_search
{
"query": {
"term": {
"categoryNst.class2": "补水"
}
}
}
一看结果，居然没有命中任何文档：
{
"took": 6,
"timed_out": false,
"_shards": {
"total": 2,
"successful": 2,
"skipped": 0,
"failed": 0
},
"hits": {
"total": 0,
"max_score": null,
"hits": []
}
}
正确的嵌套字段查询，应该使用ES的"nested"查询语句：
GET test_index_20211220/_search
{
"query": {
"nested": {
"path": "categoryNst",
"query": {
"term": {
// 在以前的版本中直接写 "class2": "补水"也是可以的，因为已经在外部声明了path
// 不知道从哪个版本改了，现在必须写 "categoryNst.class2": "补水"，否则报错
"categoryNst.class2": "补水"
}
}
}
}
}
{
"took": 1,
"timed_out": false,
"_shards": {
"total": 2,
"successful": 2,
"skipped": 0,
"failed": 0
},
"hits": {
"total": 1,
"max_score": 0.18232156,
"hits": [
{
"_index": "test_index_20211220",
"_type": "e-com",
"_id": "1",
"_score": 0.18232156,
"_source": {
"id": "1",
"name": "L＇oreal/欧莱雅复颜玻尿酸水光充盈导入膨润精华液",
"brand": "欧莱雅",
"price": 279,
"desc": "补水 提拉紧致 淡化细纹",
"categoryObj": [
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部精华"
}
],
"categoryNst": [
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部精华"
}
],
"comments": [
"还没有用，赠品跟欧莱雅旗舰店的同款赠品有差异。味道也不一样",
"只有这支玻璃尿酸水光充盈是真的"
]
}
}
]
}
}
4.2 嵌套字段的特性
嵌套字段其实是把其内部成员当做了一条独立文档进行了索引。如何理解这句话呢？在上面的数据中，"categoryNst"数组已经有两个对象成员了，ES在后台其实将这两个对象成员当成了两条独立文档进行索引，所以ES一共索引了3条文档(一条外部文档，两条嵌套字段对象的文档)，这点可以从对嵌套字段的terms聚合中看出来：
GET test_index_20211220/_search
{
"query": {
"nested": {
"path": "categoryNst",
"query": {
"term": {
"categoryNst.class2": "补水"
}
}
}
},
"aggs": {
"nestedAgg":{
"nested": {
"path": "categoryNst"
},
"aggs": {
"termAgg": {
"terms": {
// 这里一样不能写成"class2"，否则虽不报错，但聚合无结果。
"field": "categoryNst.class2"
}
}
}
}
}
}
{
"took": 6,
"timed_out": false,
"_shards": {
"total": 2,
"successful": 2,
"skipped": 0,
"failed": 0
},
"hits": {
"total": 1,
"max_score": 0.18232156,
"hits": [
{
"_index": "test_index_20211220",
"_type": "e-com",
"_id": "1",
"_score": 0.18232156,
"_source": {
"id": "1",
"name": "L＇oreal/欧莱雅复颜玻尿酸水光充盈导入膨润精华液",
"brand": "欧莱雅",
"price": 279,
"desc": "补水 提拉紧致 淡化细纹",
"categoryObj": [
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部精华"
}
],
"categoryNst": [
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部精华"
}
],
"comments": [
"还没有用，赠品跟欧莱雅旗舰店的同款赠品有差异。味道也不一样",
"只有这支玻璃尿酸水光充盈是真的"
]
}
}
]
},
"aggregations": {
"nestedAgg": {
"doc_count": 2,
"termAgg": {
"doc_count_error_upper_bound": 0,
"sum_other_doc_count": 0,
"buckets": [
{
"key": "补水",
"doc_count": 2
}
]
}
}
}
}
可以看到，查询的结果为 “total”: 1，但是聚合的结果却是 “doc_count”: 2，这说明嵌套字段内部的对象被当做了独立文档。
而且从cerebro的集群状态监控也可以看到，我们目前只索引了一条文档，但是索引状态显示的文档数却是3条：
有人会说，明明只有一条整体的文档，但聚合结果却是2，岂不是结果错误了？如何才能得到我们需要的结果呢？这个时候就要用到反转嵌套(reverse_nested)，改写上面查询语句的聚合部分：
GET test_index_20211220/_search
{
"size":0,
"query": {
"nested": {
"path": "categoryNst",
"query": {
"term": {
"categoryNst.class2": "补水"
}
}
}
},
"aggs": {
"nestedAgg":{
"nested": {
"path": "categoryNst"
},
"aggs": {
"termAgg": {
"terms": {
"field": "categoryNst.class2"
},
"aggs": {
"reverseAgg": {
"reverse_nested": {}
}
}
}
}
}
}
}
{
"took": 2,
"timed_out": false,
"_shards": {
"total": 2,
"successful": 2,
"skipped": 0,
"failed": 0
},
"hits": {
"total": 1,
"max_score": 0,
"hits": []
},
"aggregations": {
"nestedAgg": {
"doc_count": 2,
"termAgg": {
"doc_count_error_upper_bound": 0,
"sum_other_doc_count": 0,
"buckets": [
{
"key": "补水",
"doc_count": 2,
"reverseAgg": {
"doc_count": 1
}
}
]
}
}
}
}
可以看到，此时得到正确结果，命中"补水"关键词的文档"doc_count": 1。
5. 对象字段与嵌套字段的区别
根据第四节，我们知道了嵌套字段中的对象被ES存储为了独立的文档，那对象字段呢？ES在后台将对象字段进行打平处理，后台其实存储的是扁平结构，以categoryObj字段为例：
"categoryObj": [
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部精华"
}
]
后台存储的其实是：
{
"categoryObj.class1": ["欧莱雅","欧莱雅"],
"categoryObj.class2": ["补水","补水"],
"categoryObj.class3": ["面部护理","面部精华"]
}
这就牺牲了对象之间的独立性，有时候会带来一些影响，具体就是某些情况下，对对象数组的"且"查询可能会变成"或"查询。
比如我们再给categoryObj字段加一个"雅诗兰黛"对象：
PUT test_index_20211220/e-com/1
{
"id": "1",
"name": "L＇oreal/欧莱雅复颜玻尿酸水光充盈导入膨润精华液",
"brand": "欧莱雅",
"price": 279,
"desc": "补水 提拉紧致 淡化细纹",
"categoryObj": [
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部精华"
},
{
"class1": "雅诗兰黛",
"class2": "美白",
"class3": "面霜"
}
],
"categoryNst": [
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部精华"
}
],
"comments": [
"还没有用，赠品跟欧莱雅旗舰店的同款赠品有差异。味道也不一样",
"只有这支玻璃尿酸水光充盈是真的"
]
}
这个时候我们去同时查询"欧莱雅"和"美白"这两个关键词，正常来说是不应该差出来任何文档的，因为categoryObj中没有任何一个对象同时具备"欧莱雅"和"美白"这两个关键词，可事实确不是这样：
GET test_index_20211220/_search
{
"query": {
"bool": {
"must": [
{
"term": {
"categoryObj.class1": "欧莱雅"
}
},
{
"term": {
"categoryObj.class2": "美白"
}
}
]
}
}
}
复杂且大数据量的查询可以放在filter上下文，避免打分，上面的query也可以写成这样：
GET test_index_20211220/_search
{
"query": {
"bool": {
// filter上下文
"filter": {
"bool": {
"must": [
{
"term": {
"categoryObj.class1": "欧莱雅"
}
},
{
"term": {
"categoryObj.class2": "美白"
}
}
]
}
}
}
}
}
结果居然将文档查询出来了！
{
"took": 2,
"timed_out": false,
"_shards": {
"total": 2,
"successful": 2,
"skipped": 0,
"failed": 0
},
"hits": {
"total": 1,
"max_score": 0,
"hits": [
{
"_index": "test_index_20211220",
"_type": "e-com",
"_id": "1",
"_score": 0,
"_source": {
"id": "1",
"name": "L＇oreal/欧莱雅复颜玻尿酸水光充盈导入膨润精华液",
"brand": "欧莱雅",
"price": 279,
"desc": "补水 提拉紧致 淡化细纹",
"categoryObj": [
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部精华"
},
{
"class1": "雅诗兰黛",
"class2": "美白",
"class3": "面霜"
}
],
"categoryNst": [
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部护理"
},
{
"class1": "欧莱雅",
"class2": "补水",
"class3": "面部精华"
}
],
"comments": [
"还没有用，赠品跟欧莱雅旗舰店的同款赠品有差异。味道也不一样",
"只有这支玻璃尿酸水光充盈是真的"
]
}
}
]
}
}
总结，对象字段与嵌套字段的区别：
- mapping设置不同。ES可不设置字段type，则默认object类型，嵌套需要显示设置为"type":“nested”.
- 存储方式不同。对象数组在后台是扁平化存储，嵌套对象数组是每个对象独立成文档存储。因此，对象数据有时会有"且"条件查询出"或"结果，嵌套对象的文档聚合可能会多计数(除非加reverse_nested)，想保持数组中对象的独立性，就需要使用嵌套字段类型。
- 查询方式不同。对象类型直接通过"."号连接各层级字段进行查询。嵌套字段需要使用nested子查询。
- 聚合方式不同。嵌套字段需要使用nested聚合，对象类型只是名字要用"."号连接。
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