图解:Elasticsearch 8.X 如何求解环比上升比例?
1、企业级Elasticsearch 8.X 实战问题
问题描述：有个聚合的需求，问下大家，一个索引中有时间字段 要求 计算本月和上月相比的环比上升比例？——来自GPVIP群
2、问题释义
2.1 啥叫环比？
环比是统计学术语，表示连续2个统计周期内的量的变化比。
2.2 Elasticsearch 怎么做计算问题？
其实这个问题比较大，从大的角度讲：Elasticsearch 更适合做检索，能做脚本计算处理，但会有性能问题。
官方明确强调：
Avoid script——If possible, avoid using script-based sorting, scripts in aggregations, and the script_score query.
通俗点说，避免使用脚本，除非特殊情况必须使用。
Elasticsearch 能支持的计算问题如下几种方式：
- 脚本检索（script query） 脚本检索参见：
- 脚本聚合（script aggregation） 参见：
- 脚本预处理（ingest pipeline 之 script pipeline）。
3、问题拆解
回归我们的问题，分两个维度拆解。
- 维度1：从数据到结果。原始的数据至少包含两个字段：日期字段和数据字段，并没有基于日期的汇总数据。
也就是说，汇总结果数据，需要我们借助聚合实现。
- 维度2：从结果到数据。
最终结果需要临近的两个月份的汇总结果计算求得，需要借助：bucket_script 子聚合实现。而bucket_script 需要两重聚合，且嵌套到内层实现。
可以通过如下三个步骤实现，如下脑图梳理。
- 步骤1：创建索引。
- 步骤2：导入数据（自己构造）。
- 步骤3：聚合实现（最核心）。
聚合的实现是问题求解的关键。
-
最外层聚合：时间范围聚合，借助Date Range筛选近两个月的数据。
-
内层聚合：分别求解出本月和前一个月的数据。其实又需要拆解为两层聚合。
-
第一层 ：过滤当月和前一个月的时间范围。借助：filter aggs 实现。
-
第二层 ：指标 sum aggs 聚合实现结果求和统计。
-
-
与上内层同级实现 bucket_script 结果求解，计算环比！
4、问题求解
按照上面脑图拆解的三个步骤搞定实现。视频如下：
4.1：step1 创建索引且指定Mapping！
DELETE test-20221109
PUT test-20221109
{
"mappings": {
"properties": {
"insert_date": {
"type": "date"
},
"count": {
"type": "integer"
}
}
}
}
4.2 step2 ：写入数据
POST test-20221109/_bulk
{"index":{"_id":1}}
{"insert_date":"2022-11-09T12:00:00Z","count":5}
{"index":{"_id":2}}
{"insert_date":"2022-11-08T12:00:00Z","count":150}
{"index":{"_id":3}}
{"insert_date":"2022-12-09T12:00:00Z","count":33}
{"index":{"_id":4}}
{"insert_date":"2022-12-08T12:00:00Z","count":44}
{"index":{"_id":5}}
{"insert_date":"2022-12-09T12:00:00Z","count":55}
{"index":{"_id":6}}
{"insert_date":"2022-12-08T12:00:00Z","count":66}
4.3 step3：聚合求解环比
POST test-20221109/_search
{
"size": 0,
"aggs": {
"range_aggs": {
"range": {
"field": "insert_date",
"format": "yyyy-MM-dd",
"ranges": [
{
"from": "2022-11-01",
"to": "2022-12-31"
}
]
},
"aggs": {
"11month_count": {
"filter": {
"range": {
"insert_date": {
"gte": "2022-11-01",
"lte": "2022-11-30"
}
}
},
"aggs": {
"sum_aggs": {
"sum": {
"field": "count"
}
}
}
},
"12month_count": {
"filter": {
"range": {
"insert_date": {
"gte": "2022-12-01",
"lte": "2022-12-31"
}
}
},
"aggs": {
"sum_aggs": {
"sum": {
"field": "count"
}
}
}
},
"bucket_division": {
"bucket_script": {
"buckets_path": {
"pre_month_count": "11month_count > sum_aggs",
"cur_month_count": "12month_count > sum_aggs"
},
"script": "(params.cur_month_count - params.pre_month_count) / params.pre_month_count"
}
}
}
}
}
}
求解结果如下：
5、小结
其实这个聚合实现相当复杂，且 不够灵活 ，可扩展性不强。
业务选型层面，如果非实时求解的场景，真的不建议这么做。
我们可以定时离线计算结果统计，借助 Java 或者 python 等代码实现更为顺畅和“丝滑”。
你的业务层面有没有遇到类似问题？欢迎留言说一下你的方案。
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