面试题：ElasticSearch _source字段过滤对性能优化的原理及场景分析

Question

详细说明ElasticSearch的_source字段过滤优化搜索响应性能的原理。同时，举例说明在哪些实际业务场景下，使用_source字段过滤能够显著提升系统性能。

Answer 1

ElasticSearch的_source字段过滤优化搜索响应性能的原理

1. 数据存储结构：在ElasticSearch中，文档除了存储在倒排索引中以支持快速搜索外，还会以原始JSON格式存储在_source字段中。倒排索引主要用于快速定位包含特定关键词的文档ID列表，而_source字段则保存了文档的完整原始内容。
2. 默认行为：当执行搜索请求时，如果不指定_source字段过滤，ElasticSearch会默认返回每个匹配文档的完整_source内容。这意味着即使搜索结果仅需文档中的部分字段，也会传输整个文档的内容，增加了网络传输开销和处理时间。
3. 过滤原理：通过指定_source字段过滤，ElasticSearch可以仅从存储的_source中提取所需的字段。这样在查询执行过程中，减少了从磁盘读取的数据量（如果数据在磁盘），并且在网络传输时，仅传输少量指定字段的数据，从而显著减少网络带宽的占用。同时，在接收端，也减少了数据解析和处理的工作量，整体提升了搜索响应性能。

实际业务场景举例

1. 日志检索系统：
   • 场景描述：在一个大型应用的日志系统中，每个日志文档可能包含丰富的信息，如时间戳、日志级别、详细日志信息、请求ID、用户ID等众多字段。用户在进行搜索时，可能只是想查看特定时间范围内的日志级别和日志简要信息，用于快速定位问题。
   • 性能提升：如果不进行_source字段过滤，每次搜索都会返回完整的日志文档，其中大量不需要的字段（如请求ID、用户ID等）会增加传输和处理开销。通过指定只返回时间戳、日志级别和简要日志信息字段，能大幅减少数据传输量，加快搜索响应速度。
2. 商品搜索系统：
   • 场景描述：电商平台的商品搜索，商品文档包含商品名称、价格、描述、图片URL、库存、品牌、规格等众多字段。当用户在搜索结果列表页面浏览商品时，通常只需要展示商品名称、价格和图片URL，以便快速了解商品概况。
   • 性能提升：若不使用_source字段过滤，会将整个商品文档返回，包含大量用户此时不需要的信息（如库存、详细规格等）。通过过滤只返回商品名称、价格和图片URL字段，能有效减少网络传输数据量，使得搜索结果页面加载更快，提升用户体验。
3. 新闻检索平台：
   • 场景描述：新闻网站的新闻检索功能，新闻文档包含标题、作者、发布时间、正文、分类、关键词等字段。在搜索结果展示页，用户主要关注新闻标题、发布时间和简短摘要（可从正文中提取部分）。
   • 性能提升：不进行_source字段过滤会返回整个新闻文档，传输大量不必要数据。通过过滤只返回标题、发布时间和提取的简短摘要字段，能显著减少传输数据量，提高搜索响应速度，让用户更快获取感兴趣的新闻信息。