Elasticsearch搜索类型(SearchType)详解

SearchType详解

es在查询时，可以指定搜索类型为
QUERY_THEN_FETCH,QUERY_AND_FEATCH,DFS_QUERY_THEN_FEATCH和DFS_QUERY_AND_FEATCH（SACN,COUNT都已不建议使用）。那么这4种搜索类型有什么区别？

elasticsearch java api中还有个default

public static final SearchType DEFAULT = QUERY_THEN_FETCH;


分布式搜索背景介绍：

ES天生就是为分布式而生，但分布式有分布式的缺点。比如要搜索某个单词，但是数据却分别在5个分片（Shard)上面，这5个分片可能在5台主机上面。因为全文搜索天生就要排序（按照匹配度进行排名）,但数据却在5个分片上，如何得到最后正确的排序呢？ES是这样做的，大概分两步。

step1. ES客户端会将这个搜索词同时向5个分片发起搜索请求，这叫Scatter,
step2. 这5个分片基于本Shard独立完成搜索，然后将符合条件的结果全部返回，这一步叫Gather。
客户端将返回的结果进行重新排序和排名，最后返回给用户。也就是说，ES的一次搜索，是一次scatter/gather过程（这个跟mapreduce也很类似）.

然而这其中有两个问题:

第一、数量问题。比如，用户需要搜索”双黄连”，要求返回最符合条件的前10条。但在5个分片中，可能都存储着双黄连相关的数据。所以ES会向这5个分片都发出查询请求，并且要求每个分片都返回符合条件的10条记录。当ES得到返回的结果后，进行整体排序，然后取最符合条件的前10条返给用户。这种情况，ES5个shard最多会收到10*5=50条记录，这样返回给用户的结果数量会多于用户请求的数量。

第二、排名问题。上面搜索，每个分片计算分值都是基于自己的分片数据进行计算的。计算分值使用的词频率和其他信息都是基于自己的分片进行的，而ES进行整体排名是基于每个分片计算后的分值进行排序的，这就可能会导致排名不准确的问题。如果我们想更精确的控制排序，应该先将计算排序和排名相关的信息（词频率等）从5个分片收集上来，进行统一计算，然后使用整体的词频率去每个分片进行查询。

这两个问题，估计ES也没有什么较好的解决方法，最终把选择的权利交给用户，方法就是在搜索的时候指定query type。
1、query and fetch
向索引的所有分片（shard）都发出查询请求，各分片返回的时候把元素文档（document）和计算后的排名信息一起返回。这种搜索方式是最快的。因为相比下面的几种搜索方式，这种查询方法只需要去shard查询一次。但是各个shard返回的结果的数量之和可能是用户要求的size的n倍。

2、query then fetch（默认的搜索方式）
如果你搜索时，没有指定搜索方式，就是使用的这种搜索方式。这种搜索方式，大概分两个步骤，第一步，先向所有的shard发出请求，各分片只返回排序和排名相关的信息（注意，不包括文档document)，然后按照各分片返回的分数进行重新排序和排名，取前size个文档。然后进行第二步，去相关的shard取document。这种方式返回的document可能是用户要求的size的n倍

3、DFS query and fetch
这种方式比第一种方式多了一个初始化散发(initial scatter)步骤，有这一步，据说可以更精确控制搜索打分和排名。这种方式返回的document与用户要求的size是相等的。

4、DFS query then fetch
比第2种方式多了一个初始化散发(initial scatter)步骤。这种方式返回的document与用户要求的size是相等的。

DSF是什么缩写？初始化散发是一个什么样的过程？

从es的官方网站我们可以指定，初始化散发其实就是在进行真正的查询之前，先把各个分片的词频率和文档频率收集一下，然后进行词搜索的时候，各分片依据全局的词频率和文档频率进行搜索和排名。显然如果使用DFS_QUERY_THEN_FETCH这种查询方式，效率是最低的，因为一个搜索，可能要请求3次分片。但，使用DFS方法，搜索精度应该是最高的。
至于DFS是什么缩写，没有找到相关资料，这个D可能是Distributed，F可能是frequency的缩写，至于S可能是Scatter的缩写，整个单词可能是分布式词频率和文档频率散发的缩写。
总结一下，从性能考虑QUERY_AND_FETCH是最快的，DFS_QUERY_THEN_FETCH是最慢的。从搜索的准确度来说，DFS要比非DFS的准确度更高。

最后来看下源码：

public enum SearchType {    /**     * Same as {@link #QUERY_THEN_FETCH}, except for an initial scatter phase which goes and computes the distributed     * term frequencies for more accurate scoring.     */    DFS_QUERY_THEN_FETCH((byte) 0),    /**     * The query is executed against all shards, but only enough information is returned (not the document content).     * The results are then sorted and ranked, and based on it, only the relevant shards are asked for the actual     * document content. The return number of hits is exactly as specified in size, since they are the only ones that     * are fetched. This is very handy when the index has a lot of shards (not replicas, shard id groups).     */    QUERY_THEN_FETCH((byte) 1),    /**     * Same as {@link #QUERY_AND_FETCH}, except for an initial scatter phase which goes and computes the distributed     * term frequencies for more accurate scoring.     */    DFS_QUERY_AND_FETCH((byte) 2),    /**     * The most naive (and possibly fastest) implementation is to simply execute the query on all relevant shards     * and return the results. Each shard returns size results. Since each shard already returns size hits, this     * type actually returns size times number of shards results back to the caller.     */    QUERY_AND_FETCH((byte) 3),    /**     * Performs scanning of the results which executes the search without any sorting.     * It will automatically start scrolling the result set.     * @deprecated will be removed in 3.0, you should do a regular scroll instead, ordered by `_doc`     */    @Deprecated    SCAN((byte) 4),    /**     * Only counts the results, will still execute aggregations and the like.     * @deprecated does not any improvements compared to {@link #QUERY_THEN_FETCH} with a `size` of {@code 0}     */    @Deprecated    COUNT((byte) 5);    /**     * The default search type ({@link #QUERY_THEN_FETCH}.     */