java与es8实战之三：Java API Client有关的知识点串讲

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本篇概览

• 本篇是《java与es8实战》系列的第三篇，将一些重要的知识点在这里梳理清楚，为后面的实践奠定基础
• 一共有七个与Java API Client有关的重要知识点

1. 关于namespace：每个feature都有自己的package
2. 命名规则：介绍Java API Client中对象的方法的命名规则
3. 集合不为空：Java API Client中对象返回的集合，到底要不要做判空？
4. variant type：繁多的场景和对象，可以通过variant type进行简化
5. 通过JSON字符串创建API对象：通过builder创建复杂的对象，会导致代码也很复杂，这里提供了一种更简单的方式
6. 关于异常：有哪些异常类型，各自会在什么场景抛出

• 接下来逐个去看

命名空间

• 在REST API文档中，数量众多API是按照特性(feature)来分组的，如下图
  
  

• 在ES的Java库Java API Client中，上图中的各种feature被称为namespace

• 在ES的Java库Java API Client中，与REST API对应的的类和接口都在统一的包名co.elastic.clients.elasticsearch之下，然后再通过下一级package进行分类，这个分类与上图的feature相对应，例如索引相关的，在REST API中的feature是Index APIs，那么在Java API Client中，完整的package就是co.elastic.clients.elasticsearch.indices，这里面有索引操作所需的请求、响应、服务等各种类，如下图
  
  

• 每一个namespace（也就是REST API中的feature），都有自己的client，例如索引相关的操作都有索引专用的client类负责，实例代码如下，client.indices()返回的是ElasticsearchIndicesClient对象，这是索引操作专用的实例

ElasticsearchClient client = ...
client.indices().create(c -> c.index("products"));

• 展开上述代码的indices()方法，看看其内部实现，如下所示，每次调用indices方法，都会创建一个ElasticsearchIndicesClient对象，对于其他namespace，例如ingest、license亦是如此，都会创建新的实例
  
  
• 看到这里，经验丰富的您应该发现了问题：在大量并发频繁执行各种namespace操作时，会创建大量client对象，这样会影响系统性能吗？
• es预判了咱们的预判，如下图，官方说这是轻量级对象(very lightweight)，所以，理论上可以放心创建，不必担心其对系统造成的压力
  
  
• 尽管每个namespace都有自己的client，但也有例外，就是search和document，它们的代码不在search或者document这样的package下面，而是在core下面，而且可以通过ElasticsearchClient来操作，如下图
  
  

命名规则

• Java API Client是个库，也是个java工程，工程里有自己的内部设计，这算是Java API Client自己的框架部分(framework)，另一部分就是专门为使用者提供的大量API
• 对于API部分，方法的命名规则都是驼峰式(camelCaseNaming)，例如查询请求ElasticsearchClient.search()、查询结果的最高评分SearchResponse.maxScore()
• 对于framework部分，方法命令是下划线作为前缀，例如获取查询类型Query._kind()

五种对象

• 官方将Java API Client中的对象分为五种

1. Object mapper：序列化和反序列化工具，这类对象是线程安全、无状态的，通常是单例模式存在于应用中，常在启动时创建
2. Transport：传输工具，此类对象线程安全，借助底层HTTP客户端工具维护着网络资源，例如负责与es服务端建立连接，在需要关闭连接的时候负责释放所有底层网络资源
3. Clients：实际处理每个namespace的客户端类，例如负责索引的是ElasticsearchIndicesClient，它们的特点：不可变对象、无状态、线程安全、轻量级（类似于普通bean的资源开销），之所以轻量级，是因为其结构实际上就是对一些API endpoint的包装
4. Builders：这个在《开篇》中已经详细说明了，就不多赘述，用过builder的您应该会发现，builder当然是可变类，至于是否线程安全似乎和builder没什么关系，因为每创建一次实例时，都要创建一个builder实例，而且，一旦执行完build方法后，这个builder实例就没用了
5. Requests & other API objects：和请求相关的对象，都是不可变的、线程安全的

集合不会为空

• 对于单值属性，我们在使用的时候判断是否为空是个常规操作，这样是为了避免直接使用时可能出现的空指针异常
• 而对于集合，Java API Client 已经确保了API返回的集合非空，我们只需要检查集合中是否有内容，而不必担心集合自身是否等于null的问题，官方给出的演示代码如下

NodeStatistics stats = NodeStatistics.of(b -> b
    .total(1)
    .failed(0)
    .successful(1)
);

// The `failures` list was not provided.
// - it's not null
assertNotNull(stats.failures());

• 出于好奇，去看看NodeStatistics源码，构造方法如下，failures来自ApiTypeHelper.unmodifiable

	private NodeStatistics(Builder builder) {

		this.failures = ApiTypeHelper.unmodifiable(builder.failures);
		this.total = ApiTypeHelper.requireNonNull(builder.total, this, "total");
		this.successful = ApiTypeHelper.requireNonNull(builder.successful, this, "successful");
		this.failed = ApiTypeHelper.requireNonNull(builder.failed, this, "failed");

	}

• 再去看ApiTypeHelper.unmodifiable，如下，已确保了failures不为空

    public static <T> List<T> unmodifiable(@Nullable List<T> list) {
        if (list == null) {
            return undefinedList();
        }
        if (list == UNDEFINED_LIST) {
            return list;
        }
        return Collections.unmodifiableList(list);
    }

• 因此，再使用API返回的集合时，集合对象自身始终非空

variant type

• variant type是Java API Client中常见的对象类型，这个该如何翻译呢，个人觉得是不确定类型的意思，不专业，期待您的指正
• 举个例子，查询是最常见的操作了，下面列举三种查询，第一个是普通的不分词查询

{
  "query":{"term":{ "interests":"youyong"}}
}

• 分词查询

{
  "query":{"match":{"interests": "changge"}}
}

• 以及复杂的全文本查询

{
  "query": {
    "intervals" : {
      "my_text" : {
        "all_of" : {
          "ordered" : false,
          "intervals" : [
            {
              "match" : {
                "query" : "my favorite books",
                "max_gaps" : 0,
                "ordered" : true
              }
            },
            {
              "any_of" : {
                "intervals" : [
                  { "match" : { "query" : "java tutorials" } },
                  { "match" : { "query" : "cold porridge" } }
                ]
              }
            }
          ]
        }
      }
    }
  }
}

• 对查询来说，在Java API Client中，有个Query对象代表了查询行为，这就是个典型的variant type，至于对应的真实query是哪种，可以在builder时指定，例如下面指定了类型是term

Query query = new Query.Builder()
    .term(t -> t
        .field("name")
        .value(v -> v.stringValue("foo"))
    )
    .build();

• 上述query有对应的方法返回其值，例如上面的value可以这样获取

query.term().value().stringValue()

• 如果在设置的时候，并非用stringValue方法，而是其他类型，那么上面的代码在获取String类型的值时会抛出IllegalStateException异常

• variant type配有对应的isXXX方法返回其是否属于某个类型，例如Query就有query.isTerm()表示自己是不是term查询

• 还可以用_kind()返回当前类型，下面是示例

switch(query._kind()) {
    case Term:
        doSomething(query.term());
        break;
    case Intervals:
        doSomething(query.intervals());
        break;
    default:
        doSomething(query._kind(), query._get());
}

• 可见有了variant type，在 queries, aggregations, field mappings, analyzers等多种场景下，我们不需要使用各种具体的类，只要用最抽象的variant type，再配置builder pattern即可，这对服务提供者和服务消费者都是有效的简化

通过JSON字符串创建API对象

• 下面是kibana页面上，用JSON创建索引的操作截图
  
  
• 如果要在代码中实现上述效果，该如何做呢？一层一层的创建mapping、proterties、field对象？那可真是麻烦...
• 在Java API Client中，可以通过json字符串反序列化为API对象，首先，将上述JSON放入名为some-index.json的文件中，然后执行以下代码，即可用json文件创建req对象

InputStream input = this.getClass()
    .getResourceAsStream("some-index.json"); 

CreateIndexRequest req = CreateIndexRequest.of(b -> b
    .index("some-index")
    .withJson(input)
);

boolean created = client.indices().create(req).acknowledged();

• 再来段更复杂的，一个API对象，既通过JSON反序列化生成，同时又能调用对象的方法设置一些属性

Reader queryJson = new StringReader(
    "{" +
    "  \"query\": {" +
    "    \"range\": {" +
    "      \"@timestamp\": {" +
    "        \"gt\": \"now-1w\"" +
    "      }" +
    "    }" +
    "  }," +
    "  \"size\": 100" +
    "}");

Reader aggregationJson = new StringReader(
    "{" +
    "  \"size\": 0, " +
    "  \"aggregations\": {" +
    "    \"hours\": {" +
    "      \"date_histogram\": {" +
    "        \"field\": \"@timestamp\"," +
    "        \"interval\": \"hour\"" +
    "      }," +
    "      \"aggregations\": {" +
    "        \"max-cpu\": {" +
    "          \"max\": {" +
    "            \"field\": \"host.cpu.usage\"" +
    "          }" +
    "        }" +
    "      }" +
    "    }" +
    "  }" +
    "}");

SearchRequest aggRequest = SearchRequest.of(b -> b
    .withJson(queryJson)
    .withJson(aggregationJson)
    .ignoreUnavailable(true)
);

Map<String, Aggregate> aggs = client
    .search(aggRequest, Void.class)
    .aggregations();

关于异常

• 在Java API Client中一共有两大类异常

1. 第一类是由es服务端返回的错误引发的，例如es服务端的校验未通过，或者es服务端自己内部出现异常等，这些情况下抛出的异常是ElasticsearchException
2. 第二类是因为请求未能成功到达es服务端而引发的，例如网络故障，es服务不可用等，这些情况下抛出的异常是TransportException，这些是lower-level implementation抛出的，有个例外：如果这些问题发生在RestClientTransport对象的方法中，那么抛出的异常类型是ResponseException

• 以上就是Java API Client相关的重要知识点，在写代码之前先了解它们算是打好基础，然后，接下来精彩的实战篇即将开幕

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