ES 的超前佈署 - Dynamic Mapping

前言

一開始使用 Elasticsearch 時，簡單的透過一個 HTTP POST 或 PUT 就能將一個 JSON 文件 indexing 進入 Elasticsearch，然後就可以直接透過 _search API endpoint 來進行搜尋，如此的簡單，不像一般 Database 要先定義好 table schema，這背後到底是怎麼運作的？

進入此章節的先備知識

• 什麼是 Index 及建立 Index 的一些基本操作知識。

• 什麼是 Mapping 及 Mapping 基本操作的知識。

此章節的重點學習

• Indexing 文件進入 Elasticsearch 時，ES 如何針對未事前定義欄位產生其 Mapping 設定值。

• 我們如何自己定義自己的自動判斷欄位型態的規則。

• 有什麼實用的案例技巧與要注意的地方。

• 最終透過 Dynamic Template的設定，來強化我們設計 Mapping 時的技巧。

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Dynamic Mapping

這個功能是 Elasticsearch 之所以能宣稱他是 schema-less，也就是不用預先定義好資料的 schema 就能直接將文件 indexing 進入 Elasticsearch 的幕後機制，他的做法就是：

當一份被 indexing 進入 Elasticsearch 的文件，若是有一個欄位，沒有在 mapping 中被定義時，Elasticsearch 會自動的判斷他的資料型態，並且依照預設或指定的規則，來產生這個新欄位的 mapping 設定。

Dynamic Mapping 的運作主要依照以下兩種機制及其相關的設定：

• Dynamic field mappings: 從 JSON 文件，動態偵測欄位型態的規則。

• Dynamic templates: 自訂義的動態判斷欄位型態的規則。

以下我們分別就這兩個部份來說明。

Dynamic Field Mappings

當一個 JSON 文件 indexing 進入 Elasticsearch 時，Dynamic field mapping 會依照 JSON 欄位原本的資料型態，來分別執行判定的規則：

JSON 的資料型態	判定成為的 Elasticsearch 資料型態
null	不會產生這個欄位
true or false	boolean
浮點數	float
整數	long
物件	object
陣列	依照陣列內的資料型態決定
字串	1. 判定這個字串是否為日期格式。 2. 判定這個字串是否為 double 或是 long 的格式。 3. 若都非以上的格式，會直接指派 text 型態，並搭配 keyword 的 sub-field。

其中日期格式預設的規則為：

[ "strict_date_optional_time","yyyy/MM/dd HH:mm:ss Z||yyyy/MM/dd Z"]

strict_date_optional_time 支援的是一般廣泛被使用在 JSON 中表示日期時間的 ISO8601 格式。

也可以在宣告 mapping 時自行定義日期格式的規則：

PUT my-index-000001
{
  "mappings": {
    "dynamic_date_formats": ["MM/dd/yyyy"]
  }
}

Dynamic Templates

我們可以在 mapping 宣告時，直接指定 dynamic template 的規則，從官方的文件可以看到宣告的格式如下：

/Publication/博碩文化/書籍資料/圖片/2-4.png)

其中 match conditions 代表的定義為：

• match_mapping_type: Elasticsearch 根據 JSON 文件的欄位資料內容，所判斷出來的資料型態是什麼。 例如： boolean, date, double, long, object, string.

• match 和 unmatch: 欄位的名稱，可以支援萬用字元 *。例如： *_text, long_*.

• match_pattern: 一樣是針對欄位的名稱進行比對，不過是以 full Java regular expression 的比對方式。

• path_match 和 path_unmatch: 類似 match 與 unmatch 是針對欄位的名字，不過多包含整體的路徑，例如： name.*, *.middle。

實用的技巧與注意事項

定義好合適的資料型態

• Elasticsearch 預設的 Dynamic Template 會將 string 的欄位指定成 text 加上包含 keyword sub-field 的型態，如果這個 index 的應用場景是 log，而 log 的格式有先定義好，大部份的字串欄位都不用被搜尋，只有特定的字串欄位會是 text 的話，可將預設的字串欄位指定成 keyword。

PUT my-index-000001
{
  "mappings": {
    "dynamic_templates": [
      {
        "strings_as_keywords": {
          "match_mapping_type": "string",
          "mapping": {
            "type": "keyword"
          }
        }
      }
    ]
  }
}

• 如果預設會進入的字串資料很明確就是 text，不需要使用到 Aggregation, Sorting 或是 Script 的操作 ，因此不必保留 keyword 的 sub-field，即可明確指定為 text。

PUT my-index-000001
{
  "mappings": {
    "dynamic_templates": [
      {
        "strings_as_text": {
          "match_mapping_type": "string",
          "mapping": {
            "type": "text"
          }
        }
      }
    ]
  }
}

團隊內部的命名規則

指定好團隊寫入特定 Index 的命名規則，可以簡化設定與錯誤發生的機會，例如：

• 若值是日期時間，則必需是 _datetime 結尾。

• 若值是整數的次數，則必需是 _count 結尾。

• 將特定型態定義在欄位的開頭，例如： long_, double_, int_。

這樣即可以較單純的設定來滿足日後欄位擴充的管理。

PUT my-index-000001
{
  "mappings": {
    "dynamic_templates": [
      {
        "long_field": {
          "match":   "long_*",
          "mapping": {
            "type": "long"
          }
        }
      },
      {
        "double_field": {
          "match":   "double_*",
          "mapping": {
            "type": "double"
          }
        }
      }
    ]
  }
}

必要的嚴謹，以避免意外發生

1. 請小心設定 Dynamic Template，特別是修改原先的 Dynamic Template時，否則會發生 Runtime Error，也就是 indexing 才會發現有錯。

2. 關閉 Dynamic fields mapping

PUT /my_index
{
    "mappings": {
        "dynamic": "strict"
    }
}

dynamic可以設定為：

• true: 執行 dynamic mapping。

• false: 不執行 dynamic mapping，並在 indexing 時忽略沒有被宣告的欄位。

• strict: 不執行 dynamic mapping，並在 indexing 時遇到沒有宣告的欄位會直接拋出 exception。

3. 關閉 日期 或 數值 的自動判斷

PUT my-index-000001
{
  "mappings": {
    "date_detection": false,
    "numeric_detection": true
  }
}

其中數值的部份指的是在字串內容中是否要嘗試判斷是否為數值，預設是關閉的

參考資料

• 官方文件 - Dynamic Mapping
• Elasticsearch: 權威指南 - 動態映射