Elasticsearch 入门指南：基础篇Ⅰ

1. 什么是 Elasticsearch？

Elasticsearch（简称 ES）是一个基于 Lucene 的分布式搜索引擎，专注于全文检索、数据分析和实时日志处理。它具备以下核心优势：

• 高扩展性：轻松横向扩展，支持 PB 级数据处理。
• ⚡ 实时搜索：数据写入后秒级可查。
• 全文检索：基于倒排索引，支持复杂搜索场景。

典型应用场景

• 电商搜索（如商品推荐、模糊搜索）
• 日志分析（ELK 技术栈）
• 商业智能（结合 Kibana 进行数据可视化）

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2. 为什么选择 Elasticsearch？

与传统数据库相比，Elasticsearch 在搜索和分析场景中表现更出色：

特性	传统数据库	Elasticsearch
搜索速度	较慢（B+树索引）	极快（倒排索引）
扩展性	垂直扩展为主	水平扩展随意加节点
数据规模	适合结构化数据	PB级非结构化数据
高可用	依赖主从复制	分片+副本自动容灾

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3. Elasticsearch 的核心加速原理

3.1 倒排索引（Inverted Index）

• 将文档内容拆分为关键词（如 "iPhone" -> 文档1, 文档3）。
• 类似字典目录，直接跳转到目标文档，大幅提升搜索速度。

3.2 分布式架构

• 数据拆分为多个 分片（Shard），支持并行处理。
• 副本（Replica） 机制提升读取性能并保证数据安全。

3.3 缓存机制

• 文件系统缓存（20% 内存规则）。
• 聚合结果预计算（Doc Values），加速聚合查询。

3.4 写入优化

• 分段存储（Segment） + 定期合并，减少磁盘 I/O。
• 日志结构存储设计，提升写入性能。

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4. Elasticsearch 核心概念

4.1 索引（Index）

索引相当于数据库，用于存储特定类型的文档。

# 创建索引
PUT /products

4.2 文档（Document）

文档是 ES 中最小的数据单位，使用 JSON 格式存储。

# 插入文档
POST /products/_doc/1
{
  "name": "iPhone 15",
  "price": 7999,
  "brand": "Apple"
}

4.3 分片（Shard）和副本（Replica）

• 分片：将数据拆分为多个部分，支持分布式存储和查询。
• 副本：分片的备份，提升读取性能和数据安全性。

# 创建带分片和副本的索引
PUT /products
{
  "settings": {
    "number_of_shards": 3,    # 3 个分片
    "number_of_replicas": 1   # 每个分片 1 个副本
  }
}

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5. Elasticsearch 常用操作

5.1 创建索引

PUT /users
{
  "settings": {
    "number_of_shards": 1,
    "number_of_replicas": 1
  }
}

5.2 插入数据

POST /users/_doc/1
{
  "name": "张三",
  "age": 25,
  "city": "北京"
}

5.3 查询数据

1) 根据 ID 查询

GET /users/_doc/1

2) 搜索所有文档

GET /users/_search
{
  "query": {
    "match_all": {}
  }
}

3) 条件查询

GET /users/_search
{
  "query": {
    "match": {
      "city": "北京"
    }
  }
}

5.4 更新数据

POST /users/_update/1
{
  "doc": {
    "age": 26
  }
}

5.5 删除数据

DELETE /users/_doc/1

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6. Elasticsearch 的应用场景

• 日志分析：配合 Logstash 和 Kibana 实现实时日志搜索与分析。
• 电商搜索：支持模糊搜索、拼写纠错和商品推荐。
• 数据分析：结合 Kibana 进行数据可视化。
• 大规模数据存储：轻松处理 PB 级别的非结构化数据。

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7. 总结

Elasticsearch 是一个功能强大的分布式搜索引擎，适用于多种搜索和数据分析场景。通过本文，你已经掌握了 ES 的核心概念和基本操作。接下来可以深入学习以下内容：

• 分布式架构：如何设计高效的集群。
• 查询优化：提升搜索性能的技巧。
• 聚合分析：实现复杂的数据分析需求。

如果你在实践过程中遇到问题，欢迎在评论区留言讨论！一起探索 Elasticsearch 的更多可能性吧！

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参考资料

• Elasticsearch 官方文档
• 《Elasticsearch 权威指南》