ElasticSearch中父子文档关系的设计与使用

ElasticSearch 中的父子文档关系是一种用于表示层级或关联数据的设计模式。这种设计特别适用于需要对相关联的数据进行复杂查询和过滤的场景，例如分类商品、评论系统等。本文将详细介绍 ElasticSearch 父子文档关系的设计原理、使用方法以及实际应用场景。

一、父子文档的基本概念

在 ElasticSearch 中，父子文档关系通过 _parent 映射字段来实现。父文档和子文档必须存储在同一个索引中，并且它们之间的关系是单向的（即子文档知道它的父文档是谁，但父文档并不直接知道它有哪些子文档）。

1. 父子文档的特点

• 独立性：父文档和子文档可以独立存在，即使没有对应的父文档或子文档。
• 单向性：子文档可以通过 _parent 字段关联到父文档，但父文档无法直接访问其子文档。
• 同一索引：父子文档必须位于同一个索引中，不能跨索引关联。

2. 使用场景

• 商品与分类：一个商品属于某个分类。
• 文章与评论：一篇文章可能有多个评论。
• 客户与订单：一个客户可能有多个订单。

二、父子文档的设计

1. 创建索引并定义映射

在定义父子文档关系时，需要在索引映射中指定 _parent 字段。以下是一个简单的例子：

PUT /products
{
  "mappings": {
    "properties": {
      "name": { "type": "text" },
      "price": { "type": "float" }
    }
  }
}

PUT /categories
{
  "mappings": {
    "properties": {
      "category_name": { "type": "text" }
    }
  }
}

PUT /items_with_parent
{
  "mappings": {
    "properties": {
      "item_name": { "type": "text" },
      "_parent": { 
        "type": "categories" 
      }
    }
  }
}

在上面的例子中，items_with_parent 是子文档索引，categories 是父文档索引。

2. 插入父子文档

插入父子文档时，需要指定 routing 和 parent 参数。以下是具体的步骤：

POST /categories/_doc/1
{
  "category_name": "Electronics"
}

POST /items_with_parent/_doc/1?parent=1&routing=1
{
  "item_name": "Laptop",
  "price": 1000
}

• parent=1 表示该子文档的父文档 ID 为 1。
• routing=1 是为了确保父子文档被存储在相同的分片上。

三、查询父子文档

1. 子文档查询父文档

通过 has_parent 查询可以找到与特定父文档相关的子文档。例如：

GET /items_with_parent/_search
{
  "query": {
    "has_parent": {
      "parent_type": "categories",
      "query": {
        "match": {
          "category_name": "Electronics"
        }
      }
    }
  }
}

2. 父文档查询子文档

通过 has_child 查询可以找到与特定子文档相关的父文档。例如：

GET /categories/_search
{
  "query": {
    "has_child": {
      "type": "items_with_parent",
      "query": {
        "range": {
          "price": {
            "gt": 500
          }
        }
      }
    }
  }
}

四、性能优化与注意事项

1. 分片一致性：父子文档必须存储在同一个分片中，因此在插入文档时需要显式指定 routing 参数。
2. 数据量限制：父子文档关系适合中小型数据集，对于大规模数据集，建议考虑嵌套对象或扁平化结构。
3. 缓存策略：频繁查询父子文档时，可以启用查询缓存以提高性能。

五、实际应用案例分析

案例：电商网站中的商品与分类

假设我们有一个电商网站，商品需要按照分类进行展示。我们可以设计如下结构：

• 父文档：分类（categories）
• 子文档：商品（products）

当用户搜索某个分类下的商品时，可以使用 has_child 查询快速获取结果。

六、流程图：父子文档查询逻辑

graph TD;
    A[开始] --> B{是否查询子文档};
    B --是--> C[使用 has_parent 查询];
    B --否--> D{是否查询父文档};
    D --是--> E[使用 has_child 查询];
    D --否--> F[结束];