es使用与原理4 -- phrase match ,slop近似匹配,搜索推荐等等

短语搜索和近似搜索
"match": { 
"content": "java spark" 
}

match query,只能搜索到包含java和spark的document,但是不知道java和spark是不是离的很近
包含java或包含spark,或包含java和spark的doc,都会被返回回来。我们其实并不知道哪个doc,java和spark距离的比较近。如果我们就是希望搜索java spark,中间不能插入任何其他的字符 或者指定中间只能隔num个字符,那这个时候match去做全文检索,能搞定我们的需求吗?答案是,搞不定。
两个需求:
1、java spark,就靠在一起,中间不能插入任何其他字符,就要搜索出来这种doc
2、java spark,但是要求,java和spark两个单词靠的越近,doc的分数越高,排名越靠前

phrase match 就是短语匹配,将短语作为一个整体去查找。

GET /forum/article/_search
{
    "query": {
        "match_phrase": {
            "content": "java spark"
        }
    }
}

3、分词后的临时 position

GET _analyze
{
  "text": "hello world, java spark",
  "analyzer": "standard"
}

//返回结果
{
  "tokens": [
    {
      "token": "hello",
      "start_offset": 0,
      "end_offset": 5,
      "type": "<ALPHANUM>",
      "position": 0
    },
    {
      "token": "world",
      "start_offset": 6,
      "end_offset": 11,
      "type": "<ALPHANUM>",
      "position": 1
    },
    {
      "token": "java",
      "start_offset": 13,
      "end_offset": 17,
      "type": "<ALPHANUM>",
      "position": 2
    },
    {
      "token": "spark",
      "start_offset": 18,
      "end_offset": 23,
      "type": "<ALPHANUM>",
      "position": 3
    }
  ]
}

从结果中,我们可以看出 hello的临时位置是0,world, java spark 的位置依次是 1,2,3

4、短语搜索的原理(近似搜索的原理也是这样的)
hello world, java spark doc1
hi, spark java doc2

hello doc1(0)
wolrd doc1(1)
java doc1(2) doc2(2)
spark doc1(3) doc2(1)

java spark --> match phrase

java spark --> java和spark

java --> doc1(2) doc2(2)
spark --> doc1(3) doc2(1)

要找到每个term都在的一个共有的那些doc,就是要求一个doc,必须包含每个term,才能拿出来继续计算

doc1 --> java和spark --> spark position恰巧比java大1 --> java的position是2,spark的position是3,恰好满足条件 ,doc1符合条件

doc2 --> java和spark --> java position是2,spark position是1,spark position比java position小1,而不是大1 --> 光是position就不满足,那么doc2不匹配
类似的 近似搜索原理也是这样的

近似匹配:slop参数实现近似匹配
GET /forum/article/_search
{
    "query": {
        "match_phrase": {
            "content": {
                "query": "java spark",
                "slop":  3
            }
        }
    }
}
GET /forum/article/_search
{
  "query": {
    "match_phrase": {
      "content": {
        "query": "data spark",
        "slop": 5
      }
    }
  }
}

slop的含义是什么? 搜索文本,中的几个term,要经过几次移动才能与一个document匹配,这个移动的次数,就是slop。简单的说就是 java 和 spark之间的距离 或者java和spark交换后的距离+2(这里的2是交换所需要的步数),slop搜索下,关键词离的越近,relevance score就会越高。

混合使用match和近似匹配实现召回率与精准度的平衡

比如你搜索一个java spark,含有java,或者含有是spark,或者同时含有,并且 尽可能让包含java spark,或者是java和spark离的很近的doc,排在最前面,同时提供了召回率还兼顾了精准率。

直接用match_phrase短语搜索,会导致必须有term都在doc field中出现,而且距离在slop限定范围内,才能匹配上

此时可以用bool组合match query和match_phrase query一起,来实现上述效果

GET /forum/article/_search
{
  "query": {
    "bool": {
      "must": {
        "match": { 
          "title": {
            "query":   "java spark" --> java或spark或java spark,java和spark靠前,但是没法区分java和spark的距离,也许java和spark靠的很近,但是没法排在最前面
          }
        }
      },
      "should": {
        "match_phrase": { --> 在slop以内,如果java spark能匹配上一个doc,那么就会对doc贡献自己的relevance score,如果java和spark靠的越近,那么就分数越高
          "title": {
            "query": "java spark",
            "slop":  50
          }
        }
      }
    }
  }
}
使用rescoring机制优化近似匹配搜索的性能

match --> 只要简单的匹配到了一个term,就可以理解将term对应的doc作为结果返回,扫描倒排索引,扫描到了就ok

phrase match --> 首先扫描到所有term的doc list; 找到包含所有term的doc list; 然后对每个doc都计算每个term的position,是否符合指定的范围; slop,需要进行复杂的运算,来判断能否通过slop移动,匹配一个doc

match query的性能比phrase match和proximity match(有slop)要高很多。因为后两者都要计算position的距离。
match query比phrase match的性能要高10倍,比proximity match的性能要高20倍。

默认情况下,match也许匹配了1000个doc,proximity match全都需要对每个doc进行一遍运算,判断能否slop移动匹配上,然后去贡献自己的分数
但是很多情况下,match出来也许1000个doc,其实用户大部分情况下是分页查询的,所以可能最多只会看前几页,比如一页是10条,最多也许就看5页,就是50条
proximity match只要对前50个doc进行slop移动去匹配,去贡献自己的分数即可,不需要对全部1000个doc都去进行计算和贡献分数

match:1000个doc,其实这时候每个doc都有一个分数了; proximity match,前50个doc,进行rescore,重打分,即可; 让前50个doc,term举例越近的,排在越前面

GET /forum/article/_search 
{
  "query": {
    "match": {
      "content": "java spark"
    }
  },
  "rescore": {
    "window_size": 50,
    "query": {
      "rescore_query": {
        "match_phrase": {
          "content": {
            "query": "java spark",
            "slop": 50
          }
        }
      }
    }
  }
}
前缀搜索、通配符搜索、正则搜索

1、前缀搜索

C3D0-KD345
C3K5-DFG65
C4I8-UI365

C3 --> 上面这两个都搜索出来 --> 根据字符串的前缀去搜索

不用帖子的案例背景,因为比较简单,直接用自己手动建的新索引,给大家演示一下就可以了

PUT my_index
{
  "mappings": {
    "my_type": {
      "properties": {
        "title": {
          "type": "keyword"
        }
      }
    }
  }
}

GET my_index/my_type/_search
{
  "query": {
    "prefix": {
      "title": {
        "value": "C3"
      }
    }
  }
}

2、前缀搜索的原理

prefix query不计算relevance score,与prefix filter唯一的区别就是,filter会cache bitset

扫描整个倒排索引,举例说明

前缀越短,要处理的doc越多,性能越差,尽可能用长前缀搜索

前缀搜索,它是怎么执行的?性能为什么差呢?

match

C3-D0-KD345
C3-K5-DFG65
C4-I8-UI365

全文检索

每个字符串都需要被分词

c3 doc1,doc2
d0
kd345
k5
dfg65
c4
i8
ui365

c3 --> 扫描倒排索引 --> 一旦扫描到c3,就可以停了,因为带c3的就2个doc,已经找到了 --> 没有必要继续去搜索其他的term了

match性能往往是很高的

如果前缀搜索那么 (前缀搜索是不分词的)

C3-D0-KD345
C3-K5-DFG65
C4-I8-UI365

c3 --> 先扫描到了C3-D0-KD345,很棒,找到了一个前缀带c3的字符串 --> 还是要继续搜索的,因为后面还有一个C3-K5-DFG65,也许还有其他很多的前缀带c3的字符串 --> 你扫描到了一个前缀匹配的term,
不能停,必须继续搜索 --> 直到扫描完整个的倒排索引,才能结束,所以prefix性能很差

3、通配符搜索

跟前缀搜索类似,功能更加强大

C3D0-KD345
C3K5-DFG65
C4I8-UI365

5字符-D任意个字符5

5?-*5:通配符去表达更加复杂的模糊搜索的语义

GET my_index/my_type/_search
{
  "query": {
    "wildcard": {
      "title": {
        "value": "C?K*5"
      }
    }
  }
}

?:任意字符
*:0个或任意多个字符

性能一样差,必须扫描整个倒排索引,才ok

4、正则搜索

GET /my_index/my_type/_search 
{
  "query": {
    "regexp": {
      "title": "C[0-9].+"
    }
  }
}

C[0-9].+

[0-9]:指定范围内的数字
[a-z]:指定范围内的字母
.:一个字符
+:前面的正则表达式可以出现一次或多次

wildcard和regexp,与prefix原理一致,都会扫描整个索引,性能很差

match_phrase_prefix实现search-time搜索推荐

输入 hello w ,会联想到hello world,hello we,hello win,hello wind 等等
原理跟match_phrase类似,唯一的区别,就是把最后一个term作为前缀去搜索。
hello就是去进行match,搜索对应的doc
w,会作为前缀,去扫描整个倒排索引,找到所有w开头的doc
然后找到所有doc中,即包含hello,又包含w开头的字符的doc
根据你的slop去计算,看在slop范围内,能不能让hello w,正好跟doc中的hello和w开头的单词的position相匹配

也可以指定slop,但是只有最后一个term会作为前缀

max_expansions:指定prefix最多匹配多少个term,超过这个数量就不继续匹配了,限定性能

默认情况下,前缀要扫描所有的倒排索引中的term,去查找w打头的单词,但是这样性能太差。可以用max_expansions限定,w前缀最多匹配多少个term,就不再继续搜索倒排索引了。

尽量不要用,因为,最后一个前缀始终要去扫描大量的索引,性能可能会很差,可以使用ngram来实现

通过ngram分词机制实现index-time搜索推荐

什么是ngram
quick,5种长度下的ngram
ngram length=1,q u i c k
ngram length=2,qu ui ic ck
ngram length=3,qui uic ick
ngram length=4,quic uick
ngram length=5,quick

什么是edge ngram
quick,首字母后进行ngram
q
qu
qui
quic
quick
-----------------------------------搜索推荐 未完。。。。。。。。。

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