Elasticsearch je vysoce škálovatelný vyhledávací a analytický engine, který umožňuje rychlé a efektivní zpracování velkých objemů dat. Jeho architektura je postavena na bázi invertovaného indexu, což umožňuje rychlé full-textové vyhledávání. Tento článek se zaměřuje na pokročilé datové struktury, které Elasticsearch využívá k optimalizaci vyhledávání a analýzy dat.

Invertovaný index

Invertovaný index je základní datovou strukturou v Elasticsearch, která mapuje jednotlivá slova na seznam dokumentů, ve kterých se tato slova vyskytují. Umožňuje extrémně rychlé vyhledávání textu tím, že přímo odkazuje na místa jeho výskytu v dokumentech.

BKD stromy

BKD stromy jsou pokročilou datovou strukturou používanou pro efektivní ukládání a vyhledávání v prostorových datech a multidimenzionálních datových sadách. Elasticsearch využívá BKD stromy pro implementaci geo-prostorových dotazů a range dotazů na číselná pole. Tato struktura umožňuje rychlé vyhledávání a agregaci dat podle geografické polohy nebo číselných rozsahů.

Perkolace

Perkolace je unikátní vlastnost Elasticsearch, která umožňuje vyhledávat v obráceném pořadí - tedy místo hledání textu v dokumentech, hledá se dokument, který odpovídá předem definovanému dotazu. To je realizováno pomocí speciálního typu indexu, který uchovává dotazy jako dokumenty a umožňuje rychle identifikovat, které dotazy odpovídají nově přidaným nebo aktualizovaným dokumentům.

Doc Values

Doc Values jsou datovou strukturou optimalizovanou pro agregace a řazení. Umožňují rychlé načítání hodnot přímo z disku bez nutnosti držet data v paměti, což výrazně snižuje nároky na operační paměť při provádění komplexních agregací nebo řazení velkých objemů dat.

Field Data

Field Data jsou v paměti uchovávaná data používaná pro textová pole, která nejsou předem indexována pomocí Doc Values. Tato struktura je nezbytná pro full-textové vyhledávání a analýzu textu, ale její použití může být paměťově náročné, proto se doporučuje používat s opatrností a v situacích, kde je to skutečně nezbytné.

Elasticsearch tedy využívá řadu pokročilých datových struktur, které umožňují efektivní zpracování a analýzu velkých objemů dat. Tyto struktury jsou klíčové pro optimalizaci výkonu a škálovatelnosti vyhledávacích a analytických operací. Vývojáři a data analytici by měli mít dobré porozumění těmto strukturám, aby mohli plně využít možností, které Elasticsearch nabízí.