ES系列07：match_phrase与match_phrase_prefix query

方才编程_公众号同名

发布于 2020-11-13 10:35:58

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发布于 2020-11-13 10:35:58

昨天为大家介绍了ES系列06：ik分词+Full text queries 之match query。今天TeHero为大家分享 Full text queries 的 match_phrase query 和match_phrase_prefix query，同时从倒排序索引原理入手，将DSL语句转化为sql语句，方便大家理解学习。

本文结构【开局一张图】

ps：上图的xmind文件，公众号后台回复【es06】即可免费获取！

一、在开始之前，完成数据准备：

# 创建映射
PUT /tehero_index
{
  "settings": {
    "index": {
      "number_of_shards": 1,
      "number_of_replicas": 1
    }
  },
  "mappings": {
    "_doc": {
      "dynamic": false,
      "properties": {
        "id": {
          "type": "integer"
        },
        "content": {
          "type": "keyword",
          "fields": {
            "ik_max_analyzer": {
              "type": "text",
              "analyzer": "ik_max_word",
              "search_analyzer": "ik_max_word"
            },
            "ik_smart_analyzer": {
              "type": "text",
              "analyzer": "ik_smart"
            }
          }
        },
        "name":{
          "type":"text"
        },
        "createAt": {
          "type": "date"
        }
      }
    }
  }
}
# 导入测试数据
POST _bulk
{ "index" : { "_index" : "tehero_index", "_type" : "_doc", "_id" : "1" } }
{ "id" : 1,"content":"关注我,系统学编程" }
{ "index" : { "_index" : "tehero_index", "_type" : "_doc", "_id" : "2" } }
{ "id" : 2,"content":"系统学编程,关注我" }
{ "index" : { "_index" : "tehero_index", "_type" : "_doc", "_id" : "3" } }
{ "id" : 3,"content":"系统编程,关注我" }
{ "index" : { "_index" : "tehero_index", "_type" : "_doc", "_id" : "4" } }
{ "id" : 4,"content":"关注我,间隔系统学编程" }

二、根据ik_smart分词和content字段建立倒排序索引

原始数据：

{ "id" : 1,"content":"关注我,系统学编程" }
{ "id" : 2,"content":"系统学编程,关注我" }
{ "id" : 3,"content":"系统编程,关注我" }
{ "id" : 4,"content":"关注我,间隔系统学编程" }

数据的倒排序索引

ps：如果看不懂上图，请先阅读学习：ElasticSearch系列05：倒排序索引与分词Analysis

三、match query 对应到mysql

昨天有小伙伴反馈说，match query 的实例写得太枯燥，建议和mysql对比讲解，今天它来了！

# DSL 语句
GET /tehero_index/_doc/_search
{
  "query":{
    "match":{
      "content.ik_smart_analyzer":"系统编程"
    }
  }
}

DSL执行步骤分析：

1）检索词“系统编程”被ik_smart分词器分词为两个Token【系统】【编程】；
2）将这两个Token在【倒排索引】中，针对Token字段进行检索，等价于sql：【where Token = 系统 or Token = 编程】；
3）对照图【数据的倒排序索引】，可见，该DSL能检索到所有文档，文档3的评分最高（因为它包含两个Token），其他3个文档评分相同。

有了对应到mysql 的例子，我想大家对match query 这个查询语句，就应该有一个很好的理解。那么接下来，开始学习今天的新知识：match_phrase query 和match_phrase_prefix query

四、match_phrase query

match_phrase查询分析文本并根据分析的文本创建一个短语查询。match_phrase 会将检索关键词分词。match_phrase的分词结果必须在被检索字段的分词中都包含，而且顺序必须相同，而且默认必须都是连续的。

简单看个例子，与match query 对比下，就很好理解了：

使用 match_phrase 查询：

# 使用match_phrase查询，ik_smart分词
GET /tehero_index/_doc/_search
{
    "query": {
        "match_phrase": {
            "content.ik_smart_analyzer": {
            	"query": "关注我,系统学"
            }
        }
    }
}

# 结果：只有文档1
{
  "took": 1,
  "timed_out": false,
  "_shards": {
    "total": 1,
    "successful": 1,
    "skipped": 0,
    "failed": 0
  },
  "hits": {
    "total": 1,
    "max_score": 0.7370664,
    "hits": [
      {
        "_index": "tehero_index",
        "_type": "_doc",
        "_id": "1",
        "_score": 0.7370664,
        "_source": {
          "id": 1,
          "content": "关注我,系统学编程"
        }
      }
    ]
  }
}

使用 match 查询：

# 使用match查询，ik_smart分词
GET /tehero_index/_doc/_search
{
    "query": {
        "match": {
            "content.ik_smart_analyzer": {
            	"query": "关注我,系统学"
            }
        }
    }
}
# 可以查询出所有结果

分析：上面的例子使用的分词器是ik_smart，所以检索词“关注我，系统学”会被分词为3个Token【关注、我、系统学】；而文档1、文档2和文档4 的content被分词后都包含这3个关键词，但是只有文档1的Token的顺序和检索词一致，且连续。所以使用 match_phrase 查询只能查询到文档1（ps：文档2 Token顺序不一致；文档4 Token不连续；文档3 Token没有完全包含）。使用 match查询可以查询到所有文档，是因为所有文档都有【关注、我】这两个Token。

4.1 match_phrase 核心参数：slop 参数-Token之间的位置距离容差值

# 将上面的 match_phrase 查询新增一个 slop参数
GET /tehero_index/_doc/_search
{
    "query": {
        "match_phrase": {
            "content.ik_smart_analyzer": {
            	"query": "关注我,系统学",
            	"slop":1
            }
        }
    }
}
# 结果：文档1和文档4都被检索出来

分析：使用 analyze 接口分析下文档4的Token

# 文档4 content 的分词
GET /_analyze
{
  "text": ["关注我,间隔系统学编程"],
  "analyzer": "ik_smart"
}
# 结果
{
  "tokens": [
    {
      "token": "关注",
      "start_offset": 0,
      "end_offset": 2,
      "type": "CN_WORD",
      "position": 0
    },
    {
      "token": "我",
      "start_offset": 2,
      "end_offset": 3,
      "type": "CN_CHAR",
      "position": 1
    },
    {
      "token": "间隔",
      "start_offset": 4,
      "end_offset": 6,
      "type": "CN_WORD",
      "position": 2
    },
    {
      "token": "系统学",
      "start_offset": 6,
      "end_offset": 9,
      "type": "CN_WORD",
      "position": 3
    },
    {
      "token": "编程",
      "start_offset": 9,
      "end_offset": 11,
      "type": "CN_WORD",
      "position": 4
    }
  ]
}

通过分词测试，发现Token【我】与【系统学】的position差值为1(等于slop的值)，所以文档4也被检索出来了。

ps：如果没看明白，那就来看下match_phrase query对应到mysql是怎样的吧！

数据的倒排序索引

4.2 match_phrase query 对应到mysql

# DSL语句
GET /tehero_index/_doc/_search
{
  "query":{
    "match_phrase":{
      "content.ik_smart_analyzer":"系统编程"
    }
  }
}

DSL执行步骤分析：

1）检索词“系统编程”被分词为两个Token【系统，Position=0】【编程，Position=1】；
2）倒排索引检索时，等价于sql：【where Token = 系统 and 【该and删除】系统_Position=0 and Token = 编程 and 编程_Position=系统_Position+1】；
3）对照图【数据的倒排序索引】，只有文档3满足条件，所以该DSL语句只能查询到文档3。

五、match_phrase_prefix query

与match_phrase查询类似，但是会对最后一个Token在倒排序索引列表中进行通配符搜索。Token的模糊匹配数控制：max_expansions 默认值为50。我们使用content.ik_smart_analyzer 这个字段中的【系统学】（文档1、2、4 包含）和【系统】（文档3包含）这两个Token来讲解match_phraseprefix 的用法：（因为使用的是ik_smart分词器，所以【系统学】就只能被分词为一个Token）

# 1、先使用match_phrase查询，没有结果
GET tehero_index/_doc/_search
{
  "query": {
    "match_phrase": {
      "content.ik_smart_analyzer": {
        "query": "系"
      }
    }
  }
}

# 2、使用match_phrase_prefix查询， "max_expansions": 1，得到文档3
GET tehero_index/_doc/_search
{
  "query": {
    "match_phrase_prefix": {
      "content.ik_smart_analyzer": {
        "query": "系",
        "max_expansions": 1
      }
    }
  }
}

# 3、使用match_phrase_prefix查询， "max_expansions": 2，得到所有文档
GET tehero_index/_doc/_search
{
  "query": {
    "match_phrase_prefix": {
      "content.ik_smart_analyzer": {
        "query": "系",
        "max_expansions": 2
      }
    }
  }
}

结果分析：【语句1】查不到结果，是因为根据ik_smart分词器生成的倒排序索引中，所有文档中都不包含Token【系】；【语句2】查询到文档3，是因为文档3包含Token【系统】，同时 "max_expansions": 1，所以检索关键词【系】+ 1个通配符匹配，就可以匹配到一个Token【系统】；【语句3】查询到所有文档，是因为"max_expansions": 2，所以检索关键词【系】+ 2个通配符匹配，就可以匹配到两个Token【系统、系统学】，所以就可以查询到所有。回忆下，之前所讲的es倒排序索引原理：先分词创建倒排序索引，再检索倒排序索引得到文档，就很好理解了。【链接！！！！】

注意："max_expansions"的值最小为1，哪怕你设置为0，依然会 + 1个通配符匹配；所以，尽量不要用该语句，因为，最后一个Token始终要去扫描大量的索引，性能可能会很差。

数据的倒排序索引

5.1 match_phrase_prefix query 对应到mysql

GET tehero_index/_doc/_search
{
  "query": {
    "match_phrase_prefix": {
      "content.ik_smart_analyzer": {
        "query": "系",
        "max_expansions": 1
      }
    }
  }
}

DSL执行步骤分析：

1）检索词“系”被分词为一个个Token【系】+ 1个通配符；
2）倒排索引检索时，等价于sql：【where Token = 系 or Token like “系_”】；
3）对照图【数据的倒排序索引】，只有文档3满足条件包含Token【系统】，所以该DSL语句只能查询到文档3。

六、总结

到此，我们已经学习了 Full text queries最常用的3种查询：

1）match query：用于执行全文查询的标准查询，包括模糊匹配和短语或接近查询。重要参数：控制Token之间的布尔关系：operator：or/and
2）match_phrase query：与match查询类似，但用于匹配确切的短语或单词接近匹配。重要参数：Token之间的位置距离：slop 参数
3）match_phrase_prefix query：与match_phrase查询类似，但是会对最后一个Token在倒排序索引列表中进行通配符搜索。重要参数：模糊匹配数控制：max_expansions 默认值50，最小值为1

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原始发表：2020-05-20，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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