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【Elasticsearch】Elasticsearch倒排索引详解

2024-07-08

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📑引言

Elasticsearch是一个基于Lucene的分布式搜索引擎,广泛应用于全文搜索、日志分析和实时数据分析等领域。其核心优势在于其强大的搜索性能,而这种性能的基础之一就是倒排索引(Inverted Index)。本文将详细介绍Elasticsearch中的倒排索引,帮助读者深入理解其原理、结构及应用。

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一、倒排索引简介

倒排索引是全文搜索引擎的核心数据结构,其主要作用是从文档中提取关键词,并建立关键词到文档的映射关系。这种结构与传统的正排索引(即文档到关键词的映射)相反,因此称为倒排索引。
在倒排索引中,每个关键词都关联着包含该关键词的文档列表,这使得搜索操作能够迅速定位包含特定关键词的文档,从而大幅提高查询效率。

二、倒排索引的基本结构

倒排索引的基本结构包括以下几个部分:

  1. 词典(Dictionary):包含所有在文档集中出现的关键词。
  2. 倒排列表(Inverted List):对于每个关键词,记录包含该关键词的文档ID列表及其在文档中的位置信息。

举一个简单的例子:
假设我们有以下三个文档:

  • 文档1:"Elasticsearch is a powerful search engine"
  • 文档2:"Elasticsearch uses inverted index"
  • 文档3:"Search engines use indexes"

构建倒排索引的步骤如下:

  1. 词条化(Tokenization):将文档拆分为单词,并进行规范化处理(如转小写、去除停用词等)。
  2. 建立词典:提取所有文档中的唯一单词。
  3. 创建倒排列表:记录每个单词在各个文档中的出现位置。

结果如下: