【Elasticsearch聚合查询(四)

2023年 9月 28日 44.3k 0

Elasticsearch(简称为ES)是一个基于Lucene的开源搜索和分析引擎,提供了丰富的聚合查询功能。聚合查询指的是在搜索结果上执行分组、汇总和统计等操作,以便从大量数据中提取有用的信息和洞察。

这篇主要介绍聚合查询相关查询,通过对一个简单聚合查询层层深入,逐渐形成复杂查询,最后使用桶选择器对聚合结果进行过滤。

一、环境准备

版本

Docker version 20.10.22
elasticsearch:7.13.3
kibana:7.13.3
ps:具体启动命令参考第一篇ES博客

二、聚合查询(metrics)

metrics 聚合查询是 Elasticsearch 聚合查询的一种类型,用于计算某个字段的统计指标,如平均值、总和、最大值、最小值、计数等。

常用统计方法

下面是常用的统计值:

  • avg:计算数值字段的平均值。
  • sum:对数值字段进行求和。
  • min:找到数值字段的最小值。
  • max:找到数值字段的最大值。
  • stats:计算数值字段的最小值、最大值、平均值和总和。
  • 查询示例

    还是以bank索引为例子,"size": 0可以不返回原始数据。

    // 查询薪水的平均值
    POST /bank/_search
    {
      "query": {
        "bool": {
          "must": {
            "match_all": {}
          }
        }
      },
      // 不需要查询原数据,只返回聚合结果
      "size": 0, 
      "aggs": {
        "avg_balance": {
          "avg": {
            "field": "balance"
          }
        }
      }
    }
    
    // 查询各种指标
    POST /bank/_search
    {
      "query": {
        "bool": {
          "must": {
            "match_all": {}
          }
        }
      },
      "size": 0,
      "aggs": {
        "stats_balance": {
          "stats": {
            "field": "balance"
          }
        }
      }
    }
    
    // 返回值
    {
      "took" : 6,
      "timed_out" : false,
      "_shards" : {
        "total" : 1,
        "successful" : 1,
        "skipped" : 0,
        "failed" : 0
      },
      "hits" : {
        "total" : {
          "value" : 1000,
          "relation" : "eq"
        },
        "max_score" : null,
        "hits" : [ ]
      },
      "aggregations" : {
        "stats_balance" : {
          "count" : 1000,// 数量
          "min" : 1011.0,// 最小值
          "max" : 49989.0,// 最大值
          "avg" : 25714.837,// 平均值
          "sum" : 2.5714837E7// 总和
        }
      }
    }
    

    三、桶聚合查询(Bucket)

    桶聚合查询(Bucket Aggregations)是 Elasticsearch 聚合查询的一种类型,用于按照指定条件将文档分配到不同的"桶"中,并对每个桶进行聚合操作。桶聚合可以根据不同的字段值或范围进行分组和统计,以便提取有关数据集的更详细的信息和洞察。

    PS:在桶查询中会有自定义名称,我这里会使用**_self**的后缀来体现。

    常用查询类型

    以下是一些常见的桶聚合查询类型及其功能:

  • terms:根据某个字段的值进行分组,创建多个桶,并统计每个桶中的文档数量。
  • date_histogram:根据时间字段将文档分配到不同的时间段桶中。
  • range:根据某个字段的值范围将文档分配到不同的桶,并在每个桶上执行其他聚合操作。
  • histogram:根据数值字段将文档分配到不同的数值段桶中,可以指定桶的间隔大小,并对每个数值段桶进行其他聚合操作。
  • geo_distance:根据地理位置字段将文档分配到不同的距离范围桶中,可以指定中心点和距离范围,并在每个距离范围桶上执行其他聚合操作。
  • nested:用于在嵌套的文档结构中进行聚合操作。可以创建多级的嵌套聚合来处理复杂的嵌套数据。
  • 聚合查询

    根据年龄进行分组查询。
    类似于MySQL中的group by命令,对相同字段进行聚合,等价于select count(*) from bank group by age;

    POST /bank/_search
    {
      "query": {
        "bool": {
          "must": {
            "match_all": {}
          }
        }
      },
      "size": 0,
      "aggs": {
        // 自定义查询名称
        "age_group_self": {
          "terms": {
            "field": "age"
          }
        }
      }
    }
    

    image.png

    聚合统计查询(进阶)

    在对年龄分组后,查询组的平均薪水。
    等价于select avg(balance) from bank group by age;

    POST /bank/_search
    {
      "query": {
        "bool": {
          "must": {
            "match_all": {}
          }
        }
      },
      "size": 0,
      "aggs": {
        // 第一次根据年龄聚合
        "age_group_self": {
          "terms": {
            "field": "age"
          },
          // 在每个年龄聚合内容内,取平均数
          "aggs": {
            "avg_balance_group_self": {
              "avg": {
                "field": "balance"
              }
            }
          }
        }
      }
    }
    

    image.png

    聚合过滤统计查询(再进阶)

    更近一步,查询每个年龄段中,薪水大于40000的人员平均工资。
    等价于select avg(balance) from bank group by age having balance >= 40000;

    POST /bank/_search
    {
      "size": 0,
      "aggs": {
        "age_group_self": {
          "terms": {
            "field": "age"
          },
          "aggs": {
            // 相比增加过滤条件
            "avg_balance_group_self": {
              "filter": {
                "range": {
                  "balance": {
                    "gte": 40000
                  }
                }
              },
              // 因为增加了过滤条件,然后把过滤后的结果进行聚合
              "aggs": {
                "avg_balance_group_self": {
                  "avg": {
                    "field": "balance"
                  }
                }
              }
            }
          }
        }
      }
    }
    

    image.png

    桶选择器

    查询人数在55以上的年龄有哪些。
    这里使用了bucket_selector 桶选择器,分别有多个参数,介绍如下。

    {
        "bucket_selector": {
            "buckets_path": {
                // my_var1 是这个桶的路径中使用脚本中的变量的名称
                // the_sum 路径的度量所使用的变量。
                "my_var1": "the_sum",
                "my_var2": "the_value_count"
            },
            // 在这个聚合上运行的脚本。这个脚本可以是内置的,文件或索引。
            "script": "params.my_var1 > params.my_var2"
        }
    }
    
    

    查询示例

    POST /bank/_search
    {
      "size": 0,
      "aggs": {
        "age_group_self": {
          "terms": {
            "field": "age"
          },
          "aggs": {
            "age_count_self": {
              "value_count": {
                "field": "age"
              }
            },
            "bucket_filter_self": {
              "bucket_selector": {
                "buckets_path": {
                  "count": "age_count_self"
                },
                "script": "params.count > 55"
              }
            }
          }
        }
      }
    }
    

    image.png

    四、总结

    在聚合查询中,aggs 命令下首先是一个自定义命名的查询,在这之下可以继续做 aggs 操作,可以对数据进行过滤、排序等操作,再通过最外部的 query 命令进行检索。
    在聚合中,是不会过滤桶的个数的,哪怕桶内已经没有符合要求的数据了,这个时候需要使用桶选择器对桶进行过滤。

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