Elasticsearch 空值处理实战指南

1、引言

实战业务场景中，经常会遇到定义空值、检索指定空值数据的情况。

这时候，当我们翻看官方文档 null_value 部分，会看到如下的描述：

Accepts a string value which is substituted for any explicit null values. Defaults to null, which means the field is treated as missing.

接受一个字符串值替换所有显式的空值。默认为null，这意味着该字段被视为丢失。

A null value cannot be indexed or searched. When a field is set to null, (or an empty array or an array of null values) it is treated as though that field has no values.

空值不能被索引或搜索。当字段设置为null（或空数组或 null 值的数组）时，将其视为该字段没有值。

光看字面意思，你是不是感觉不好理解？

好吧，死磕一把，探个究竟：

DELETE my-index-000001
PUT my-index-000001
{
  "mappings": {
    "properties": {
      "status_code": {
        "type": "keyword"
      },
      "title": {
        "type": "text"
      }
    }
  }
}

PUT my-index-000001/_bulk
{"index":{"_id":1}}
{"status_code":null,"title":"just test"}
{"index":{"_id":2}}
{"status_code":"","title":"just test"}
{"index":{"_id":3}}
{"status_code":[],"title":"just test"}

POST my-index-000001/_search

POST my-index-000001/_search
{
  "query": {
    "term": {
      "status_code": null
    }
  }
}

如上检索返回错误如下：

{
  "error": {
    "root_cause": [
      {
        "type": "illegal_argument_exception",
        "reason": "field name is null or empty"
      }
    ],
    "type": "illegal_argument_exception",
    "reason": "field name is null or empty"
  },
  "status": 400
}

2、null_value 的含义

The null_value parameter allows you to replace explicit null values with the specified value so that it can be indexed and searched. 

使用 null_value 参数可以用指定的值替换显式的空值，以便可以对其进行索引和搜索。例如：

DELETE my-index-000001
PUT my-index-000001
{
  "mappings": {
    "properties": {
      "status_code": {
        "type":       "keyword",
        "null_value": "NULL"
      }
    }
  }
}

PUT my-index-000001/_bulk
{"index":{"_id":1}}
{"status_code":null}
{"index":{"_id":2}}
{"status_code":[]}
{"index":{"_id":3}}
{"status_code":"NULL"}

GET my-index-000001/_search
{
  "query": {
    "term": {
      "status_code": "NULL"
    }
  }
}

注意，这里返回结果：包含 _id  = 1 以及 _id =3 的文档，不包含_id = 2 的文档。

说明一下：

"null_value": "NULL" 的含义：用指定的值替换显式的空值，“NULL”可以自定义，比如业务系统中我们可以定义成“Unkown”。

大家能看懂的大白话解释如下：

• 相当于我们在 Mapping 定义阶段指定了空的默认值，用“NULL”来代替，这样做的好处：类似如上的_id = 1 的文档，空字段也可以被索引、检索。
• 不会再报 "field name is null or empty" 的错误了。

3、null_value 使用注意

• null_value 必须和定义的数据类型匹配，举例：long 类型字段不能有string 类型的 null value。

如下的定义就会报错：

PUT my-index-000001
{
  "mappings": {
    "properties": {
      "status_code": {
        "type": "keyword"
      },
      "title": {
        "type": "long",
        "null_value": "NULL"
      }
    }
  }
}

报错如下：

{
  "error": {
    "root_cause": [
      {
        "type": "mapper_parsing_exception",
        "reason": "Failed to parse mapping [_doc]: For input string: \"NULL\""
      }
    ],
    "type": "mapper_parsing_exception",
    "reason": "Failed to parse mapping [_doc]: For input string: \"NULL\"",
    "caused_by": {
      "type": "number_format_exception",
      "reason": "For input string: \"NULL\""
    }
  },
  "status": 400
}

解释一下：明显类型不匹配导致。

• null_value 只影响了数据的索引，不会修改_source 文档。

4、哪些字段有null_value, 哪些字段没有null_value?

以下核心的常用字段都支持：null_value。

• Arrays
• Boolean
• Date
• geo_point
• IP
• Keyword
• Numeric
• point

别问我怎么知道的，挨个翻查的官方文档确认的。

最核心常问到的问题:

4.1 问题1：text 类型不支持 null_value 吗？

是的，不支持。

来吧，实战一把：

DELETE my-index-000001
PUT my-index-000001
{
  "mappings": {
    "properties": {
      "status_code": {
        "type": "keyword"
      },
      "title": {
        "type": "text",
        "null_value": "NULL"
      }
    }
  }
}

返回结果如下：

{
  "error": {
    "root_cause": [
      {
        "type": "mapper_parsing_exception",
        "reason": "Mapping definition for [title] has unsupported parameters:  [null_value : NULL]"
      }
    ],
    "type": "mapper_parsing_exception",
    "reason": "Failed to parse mapping [_doc]: Mapping definition for [title] has unsupported parameters:  [null_value : NULL]",
    "caused_by": {
      "type": "mapper_parsing_exception",
      "reason": "Mapping definition for [title] has unsupported parameters:  [null_value : NULL]"
    }
  },
  "status": 400
}

问题2：如果 text 类型也想设置空值，怎么搞呢？

推荐 multi-fields，借助 keyword 和 text 组合达到业务需求。

定义参考如下：

PUT my-index-000001
{
  "mappings": {
    "properties": {
      "status_code": {
        "type": "keyword"
      },
      "title": {
        "type": "text",
        "fields": {
          "keyword": {
            "type": "keyword",
            "null_value": "NULL"
          }
        }
      }
    }
  }
}

对于 text 类型的字段，实战业务场景下，我们经常会需要同时设置：multi_fields, 将 text 和 keyword 组合设置。

text 类型用于全文检索，keyword用于聚合和排序。

同时，multi_fields 是 Elastic 认证工程师的核心考点之一，大家务必要掌握。

5、线上问题探讨

老哥们，请教一个问题 ，我现在数据中有content这个字段，我想查询这个字段不为空字符串，我用must_not不行。我贴下我的sql

死磕 Elasticsearch 技术交流群

我的解读如下：

说下这个问题正确写法，以及之前写法不对的原因。

判定是否为空，本质是：精准匹配问题，不是全文检索的范畴（相似度匹配），所以选型使用：match_phrase 导致后面的错误。应该使用：term。

POST test_001/_search
{
  "query": {
    "bool": {
      "filter": {
        "bool": {
          "must": [
            {
              "exists": {
                "field": "cont"
              }
            },
            {
              "term": {
                "content.keyword": {
                  "value": ""
                }
              }
            }
          ]
        }
      }
    }
  }
}

注意：exists 检索的含义是判定字段是否存在，结合使用效果佳、更稳妥！

如下的脚本也可以实现，但由于性能问题，实际业务层面不推荐使用。

POST test_001/_search
{
  "query": {
    "bool": {
      "filter": {
        "script": {
          "script": {
            "source": "doc['content.keyword'].length == 1",
            "lang": "painless"
          }
        }
      }
    }
  }
}

试想一下，如果在定义 Mapping 的数据建模阶段就定义了 text 和 keyword的组合 fields，并且：为keyword 设置了 null_value，这个问题就更好解决了。

6、小结

正如罗胖所说：再显而易见的道理，在中国至少有一亿人不知道。

而，我认为 Elasticsearch 技术也是，再显而易见的技术点，在中国 Elastic 技术圈，至少有 N 多人不知道。

怎么办？死磕一下，探个究竟吧！

你的业务场景怎么处理空值的呢？欢迎留言讨论。

7、加餐-讨论

有读者私信留言：其实老大也可以学习一下其他号，转载一些大 V 或大公司的流量文章，图文并茂的，虽然大家不一定看得懂，但看上去就很牛逼的样子，给你的公号也能增粉，多好啊！你一周才1篇文章，大家都走了。我的回复：每个公众号都有自己的使命和存在的价值，你可以仔细对比，每个号主都有自己的特点，为什么要趋同呢？我感觉这样也很好（就是苦点、穷点），并且从长远角度（十年甚至更长时间），坚持原创的价值才能体现。加微信：elastic6（仅有少量坑位了），和 BAT 大佬一起精进 Elastic 技术！

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