Elasticsearch高级排序：实现多字段条件排序-java教程-PHP中文网

elasticsearch高级排序：实现多字段条件排序

本教程深入探讨了如何在Elasticsearch中实现复杂的条件多字段排序。针对文档中标签字段的存在与否，以及创建时间字段的升序或降序需求，文章详细介绍了如何利用Elasticsearch的脚本排序功能，结合Painless脚本语言来构建灵活的排序逻辑，并提供了完整的索引映射、数据示例和查询代码，帮助读者理解并应用这一高级排序技巧。

在Elasticsearch中，数据排序是检索结果呈现的关键环节。通常，我们可以通过指定一个或多个字段及其排序方向（升序或降序）来实现排序。然而，当业务逻辑需要更复杂的条件判断，例如根据某个字段的存在与否来决定后续字段的排序方式时，传统的字段排序可能无法满足需求。本文将介绍如何利用Elasticsearch的脚本排序（Script-Based Sorting）功能来解决这类高级排序问题。

1. 业务场景与挑战

假设我们有如下结构的文档，包含 createdAt（创建时间）和 tags（标签列表）字段：

doc1:
{
    "createdAt": "2022-11-25T09:45:00.000Z",
    "tags": [
      "Response Needed"
    ]
}
doc2 :
{
    "createdAt": "2022-11-24T09:45:00.000Z",
    "tags": [
      "Customer care","Response Needed"
    ]
}
doc3 :
{
    "createdAt": "2022-11-24T09:45:00.000Z",
    "tags": [

    ]
}

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我们的目标是实现以下复杂的排序逻辑：

首先根据 tags 字段进行排序：带有标签的文档优先于不带标签的文档。
在带有标签的文档中，按照 createdAt 字段升序排列。
在不带标签的文档中，按照 createdAt 字段降序排列。

传统的 sort 语句难以直接表达“如果 tags 存在则 createdAt 升序，否则 createdAt 降序”这种条件逻辑。这时，脚本排序就成为了理想的解决方案。

2. 核心解决方案：脚本排序

Elasticsearch的脚本排序允许我们使用Painless脚本语言定义自定义的排序逻辑。通过在脚本中编写条件判断，我们可以根据文档的特定属性动态地生成一个用于排序的值。

2.1 索引映射与示例数据

首先，我们需要创建一个索引并定义好字段映射。createdAt 字段应为 date 类型，tags 字段为 keyword 类型，以便我们能够准确地处理日期和标签数据。

PUT idx_sort
{
  "mappings": {
      "properties": {
        "createdAt": {
          "type": "date"
        },
        "tags": {
          "type": "keyword"
        }
      }
    }
}

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接下来，我们插入一些示例数据，以验证我们的排序逻辑：

POST idx_sort/_doc
{
    "createdAt": "2022-11-25T09:45:00.000Z",
    "tags": [
      "Response Needed"
    ]
}

POST idx_sort/_doc
{
    "createdAt": "2022-11-24T09:45:00.000Z",
    "tags": [
      "Response 02"
    ]
}

POST idx_sort/_doc
{
    "createdAt": "2022-11-24T09:45:00.000Z",
    "tags": [
      "Customer care","Response Needed"
    ]
}

POST idx_sort/_doc
{
    "createdAt": "2022-11-24T09:45:00.000Z",
    "tags": [

    ]
}

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2.2 实现排序逻辑

为了实现上述复杂的排序需求，我们将使用一个包含脚本排序和普通字段排序的组合。

GET idx_sort/_search
{
  "sort": [
    {
      "_script": {
        "type": "number",
        "script": {
          "lang": "painless",
          "source": """
          def list = doc['tags.keyword'];
          if(list.size() > 0){
            return 1; // 有标签的文档，返回一个较高的值
          } else {
            return 0; // 没有标签的文档，返回一个较低的值
          }
          """
        },
        "order": "desc" // 脚本排序结果降序，使有标签的文档优先
      }
    },
    {
      "createdAt": {
        "order": "asc" // 针对所有文档，按createdAt升序排列
      }
    }
  ]
}

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代码解析：

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_script 排序：
- type: "number"：指定脚本返回值的类型为数字。
- lang: "painless"：使用Painless脚本语言编写逻辑。
- source 脚本内容：
  - def list = doc['tags.keyword'];：获取当前文档的 tags.keyword 字段值。注意，对于 keyword 类型的多值字段，doc['field_name'] 返回的是一个 List 对象。
  - if(list.size() > 0){ return 1; } else { return 0; }：这是一个核心判断。如果 tags 列表的尺寸大于0（即存在标签），则脚本返回 1；否则（标签为空），返回 0。
- order: "desc"：由于我们希望有标签的文档（返回 1）优先于无标签的文档（返回 0），所以这里使用降序排序，使得 1 排在 0 之前。
createdAt 排序：
- "createdAt": { "order": "asc" }：这是第二个排序条件。在第一个脚本排序结果相同（即同为有标签或无标签）的文档中，Elasticsearch会根据 createdAt 字段进行升序排列。

重要提示： 上述解决方案部分满足了原始需求。它成功地将“有标签的文档”和“无标签的文档”分开，并确保了“有标签的文档”优先。同时，它在每个分组内部都按照 createdAt 升序排列。

然而，原始需求中提到：“如果 tags 为空，则 createdAt 应该降序排列。” 上述提供的解决方案并未实现这一部分。 createdAt 始终是升序排列的。要完全实现“如果 tags 为空则 createdAt 降序”的逻辑，需要更复杂的脚本或组合查询。例如，可以在脚本中根据 tags 的存在与否，动态地返回一个结合了 createdAt 值的排序键，并对其进行处理。

一个更完善的实现（但性能可能受影响）可能如下：

GET idx_sort/_search
{
  "sort": [
    {
      "_script": {
        "type": "number",
        "script": {
          "lang": "painless",
          "source": """
          def hasTags = doc['tags.keyword'].size() > 0;
          def createdAtMillis = doc['createdAt'].value.toInstant().toEpochMilli();

          if (hasTags) {
            // 有标签的文档：高优先级 + createdAt 升序
            // 例如，将 createdAt 转换为负数以实现降序，但这里要升序，所以直接用 createdAtMillis
            // 为了保证有标签的文档排在无标签文档之前，可以给一个较大的偏移量
            return 1_000_000_000_000_000L + createdAtMillis;
          } else {
            // 无标签的文档：低优先级 + createdAt 降序
            // 通过对 createdAtMillis 取负数来实现降序
            return -createdAtMillis;
          }
          """
        },
        "order": "desc" // 整个脚本结果降序
      }
    }
  ]
}

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这个更复杂的脚本将所有排序逻辑封装在一个脚本中，并返回一个单一的数字作为排序键。有标签的文档会得到一个非常大的正数（基于 createdAt），而无标签的文档会得到一个负数（基于 createdAt 的负值）。然后通过 order: "desc" 使得正数优先，且正数内部按 createdAt 升序，负数内部按 createdAt 降序。但请注意，这种方式需要仔细调整偏移量以避免数值溢出和排序冲突，并且对 createdAt 字段的负数处理可能需要额外考虑。

回到原始提供的解决方案： 它旨在通过两阶段排序实现：

阶段一（脚本）： 将文档分为“有标签”和“无标签”两大组，并使“有标签”组优先。
阶段二（createdAt）： 在这两大组内部，都按照 createdAt 升序排列。

2.3 响应结果分析

执行上述查询后，Elasticsearch会返回如下结果（顺序可能因实际数据略有不同，但排序逻辑一致）：

"hits": [
      {
        "_index": "idx_sort",
        "_id": "j489toQBEoAIompjkkXO",
        "_score": null,
        "_source": {
          "createdAt": "2022-11-24T09:45:00.000Z",
          "tags": [
            "Response 02"
          ]
        },
        "sort": [
          1, // 脚本返回1 (有标签)
          1669283100000 // createdAt的毫秒值
        ]
      },
      {
        "_index": "idx_sort",
        "_id": "kI89toQBEoAIompjxkWN",
        "_score": null,
        "_source": {
          "createdAt": "2022-11-24T09:45:00.000Z",
          "tags": [
            "Customer care",
            "Response Needed"
          ]
        },
        "sort": [
          1,
          1669283100000
        ]
      },
      {
        "_index": "idx_sort",
        "_id": "jo83toQBEoAIompjcEXD",
        "_score": null,
        "_source": {
          "createdAt": "2022-11-25T09:45:00.000Z",
          "tags": [
            "Response Needed"
          ]
        },
        "sort": [
          1,
          1669369500000
        ]
      },
      {
        "_index": "idx_sort",
        "_id": "kY8-toQBEoAIompj6kXg",
        "_score": null,
        "_source": {
          "createdAt": "2022-11-24T09:45:00.000Z",
          "tags": []
        },
        "sort": [
          0, // 脚本返回0 (无标签)
          1669283100000
        ]
      }
    ]

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从 sort 数组中我们可以看到：

前三个文档的 sort 数组第一个元素是 1，表示它们有标签。
第四个文档的 sort 数组第一个元素是 0，表示它没有标签。
由于脚本排序是降序 (order: "desc")，所以 1 的文档排在 0 的文档之前。
在 1 的文档组内部，它们按照 createdAt 的毫秒值 (1669283100000 对应 2022-11-24T09:45:00.000Z，1669369500000 对应 2022-11-25T09:45:00.000Z) 进行了升序排列。
如果存在多个 0 的文档，它们也会按照 createdAt 升序排列。

3. 注意事项与总结

性能开销： 脚本排序虽然功能强大，但相比于基于字段值的普通排序，其性能开销通常更大。Painless脚本需要在每个文档上执行，这会增加CPU和内存的消耗。因此，应尽量避免在大型数据集上过度使用复杂的脚本排序，或对其进行性能优化。
Painless脚本安全性： Painless是Elasticsearch专门设计的安全脚本语言，但仍需谨慎编写，避免不必要的复杂逻辑，以防潜在的安全风险或性能问题。
精确度与类型： 在脚本中处理日期或数值时，确保类型转换和比较的准确性。例如，日期字段在脚本中通常以毫秒为单位表示。
需求分析： 在设计排序逻辑前，务必清晰地定义所有排序条件和优先级。对于非常复杂的条件排序，可能需要重新评估数据模型或考虑在应用层进行部分排序处理。
解决方案的局限性： 本文介绍的基于原始问答的解决方案，能够很好地实现“有标签优先，且内部按 createdAt 升序”的逻辑。但如前所述，它未能实现“无标签时 createdAt 降序”的完整需求。对于这种更高级的条件排序，需要将所有条件（包括 createdAt 的升降序）都封装在一个更复杂的Painless脚本中，或者考虑使用多个查询和合并结果。

通过脚本排序，Elasticsearch为我们提供了极大的灵活性，能够处理传统字段排序难以实现的复杂业务场景。理解其工作原理和潜在的性能影响，将有助于我们更高效、更准确地利用Elasticsearch进行数据检索和呈现。

以上就是Elasticsearch高级排序：实现多字段条件排序的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！