Sphinx使用及近实时索引实现全文索引

约定不等于承诺〃 2022-03-30 06:44 731阅读 0赞

## Sphinx介绍 ##

Sphinx是由一个开源的全文检索引擎，功能类似Lucune，用C++编写，可为其他应用提供高速、低空间占用、高结果相关度的全文搜索功能。Sphinx可以非常容易的与SQL数据库和脚本语言集成，当前系统内置MySQL和PostgreSQL数据库数据源的支持，也支持从标准输入读取特定格式的XML数据，通过修改源代码，用户可以自行增加新的数据源（例如：其他类型的DBMS的原生支持）

## Sphinx特性       ##

*   *  1:Sphinx支持高速建立索引（可达10MB/秒，而Lucene建立索引的速度是1.8MB/秒）

##  ##

*   *  2:高性能的搜索（在2--4GB的文本数据上，平均每次检索响应时间小于0.1秒)

##  ##

*   *  3:高扩展性（实测最高可对100GB的文本建立索引，单一索引可包含1亿条记录）

##  ##

*   *  4:提供了优秀的相关度算法，基于短语相似度和统计（BM25）的复合Ranking方法

##  ##

*   *  5:支持分布式搜索

##  ##

*   *  6:支持短语搜索

##  ##

*   *  7:可作为MySQL的存储引擎提供搜索服务

##  ##

*   *  8:支持布尔、短语、词语相似度等多种检索模式

##  ##

*   *  9:文档支持多个全文检索字段

##          系统组成   整个Sphinx系统由多个可执行程序和一套api组成，这里引用Coreseek（一个基于Sphinx的开源检索引擎，提供了良好的中文支持）的一个结构图做个示例      ![188dfd40-4a83-31ff-a6ba-af2ed46511fe.gif][]      可执行程序       ##

*   *  1:索引建立和维护程序(索引程序indexer)

##  ##

*   *  2:查询服务程序(后台服务程序searchd)

##  ##

*   *  3:辅助工具程序(search, spelldump等)

##       **api**       ##

*   *  1:应用程序api（包括ruby，C/C++, Python, php, java的程序api）

##  ##

*   *  2:Mysql的SphinxSE引擎接口

##  ##

*   *  3:SphinxQL支持

##       工作流程   安装好Sphinx后，首先需要根据想要检索的场景来建立对应的配置文件，Sphinx是以sphinx.conf为配置文件，索引与搜索均以这个文件为依据进行，要进行全文检索，首先就要配置好sphinx.conf，告诉sphinx哪些字段需要进行索引，哪些字段需要在where,orderby,groupby中用到。   该文件的结构大致如下: ##

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  <!\[CDATA\[source 源名称1\{ 
2.  …
3.  \}
4.  index 索引名称1\{ 
5.  source=源名称1 
6.  …
7.  \}
8.  source 源名称2\{ 
9.  …
10. \}
11. index 索引名称2\{ 
12. source = 源名称2 
13. …
14. \}
15. indexer\{
16. …
17. \}
18. searchd\{
19. …
20. \}
21. \]\]>

##    从配置文件的组成中我们可以发现Sphinx可以定义多个索引与数据源，不同的索引与数据源可以应用到不同表或不同应用的全文检索方式。   source      以MySQL为例，示范如何配置全量索引的数据源 ##

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  source poi\_name
2.  \{
3.  type = mysql \#\#\#\#\#\#数据源类型
4.  
5.  sql\_host = localhost \#\#\#\#\#\#mysql主机
6.  sql\_user = root \#\#\#\#\#\#mysql用户名
7.  sql\_pass = \*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\* \#\#\#\#\#\#mysql密码
8.  sql\_db = \*\*\* \#\#\#\#\#\#mysql数据库名
9.  sql\_port = 3306 \#\#\#\#\#\#mysql端口 
10. 
11. sql\_query\_pre = SET NAMES utf8 \#\#\#mysql检索编码，特别要注意这点，很多人中文检索不到是数据库的编码是GBK或其他非UTF8
12. 
13. sql\_query = \\
14. SELECT id, poi\_name, poi\_name as name, branch\_name, city\_id, district\_id, biz\_area\_id, type\_id, level, latitude/1000000 latitude, longitude/1000000 longitude, complain\_status, creator\_id, create\_time, check\_status, modify\_time, deleted, link\_status \\ 
15. FROM poi \#\#\#\#\#\#\# 获取数据的sql，这里可以指定条件查询进行过滤
16. 
17. \#\#\#\#\#以下是用来过滤或条件查询的属性，这里列出的字段将可以进行条件查询，同时不参与全文检索\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#\#
18. sql\_attr\_uint = city\_id
19. sql\_attr\_uint = district\_id
20. sql\_attr\_uint = biz\_area\_id
21. sql\_attr\_uint = type\_id
22. sql\_attr\_uint = level
23. sql\_attr\_uint = complain\_status
24. sql\_attr\_uint = creator\_id
25. sql\_attr\_uint = create\_time
26. sql\_attr\_uint = check\_status
27. sql\_attr\_uint = deleted
28. sql\_attr\_uint = modify\_time
29. sql\_attr\_uint = link\_status
30. sql\_attr\_float = latitude
31. sql\_attr\_float = longitude
32. sql\_attr\_string = poi\_name \#\#\#\#\#\#\# poi\_name字段将不参与全文检索
33. \}

##    增量索引的配置与之类似，只不过需要根据增量条件对获取数据进行过滤，这里以时间戳为例（也可以通过对id设置更新记录表等其它方式来设置增量条件） ##

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  source poi\_name\_incr : poi\_name
2.  \{
3.  sql\_query = \\
4.  SELECT id, poi\_name, poi\_name as name, branch\_name, city\_id, district\_id, biz\_area\_id, type\_id, level, latitude/1000000 latitude, longitude/1000000 longitude, complain\_status, creator\_id, create\_time, check\_status, modify\_time, deleted, link\_status \\ 
5.  FROM poi where create\_time > unix\_timestamp() - 360 
6.  ...
7.  \}

##    实时索引不需要设置数据源，直接在index里配置为rt即可      index   全量索引的index配置如下，这里没有配置采用外置的分词插件如mmseg等       ##

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  index poi\_name
2.  \{
3.  source = poi\_name \#\#\#\# 声明索引数据源
4.  path = /opt/\*\*\*/mtpoi/indexfiles/poi\_name \#\#\#\#\#\#\#索引文件存放路径 
5.  docinfo = extern \#\#\#\# 文档信息存储方式
6.  mlock = 0 \#\#\#\# 缓存数据内存锁定 
7.  morphology = none \#\#\#\# 形态学（对中文无效）
8.  min\_word\_len = 1 \#\#\#\# 索引的词最小长度 
9.  charset\_type = utf-8 \#\#\#\# 数据编码 
10. ngram\_len = 1 \#\#\#\# 对于非字母型数据的长度切割 
11. ngram\_chars = U+3000..U+2FA1F \#加上这个选项，则会对每个中文，英文字词进行分割 
12. charset\_table = 0..9, A..Z->a..z, \_, a..z, U+410..U+42F->U+430..U+44F, U+430..U+44F \#\#\#\#\# 字符表，如使用这种方式，则Sphinx会对中文进行单字切分 
13. html\_strip = 0 
14. \}

##    增量索引的index配置与之类似，只是将数据源及path设置为增量索引的即可       ##

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  index poi\_name\_incr
2.  \{
3.  source = poi\_name\_incr
4.  path = /opt/\*\*\*/mtpoi/indexfiles/poi\_name\_incr 
5.  
6.  ....
7.  \}

##    实时索引由于不需要设置数据源，配置有些不同 ##

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  index poi\_rt
2.  \{
3.  type = rt \#\#\#\# 声明为实时索引
4.  rt\_mem\_limit = 512M
5.  path = /opt/\*\*\*/mtpoi/indexfiles/poi\_rt 
6.  charset\_type = utf-8 
7.  charset\_table = 0..9, A..Z->a..z, \_, a..z, U+410..U+42F->U+430..U+44F, U+430..U+44F 
8.  ngram\_chars = U+3000..U+2FA1F 
9.  
10. \#\#\#\# 实时索引的条件查询字段 \#\#\#\#
11. rt\_attr\_uint = city\_id
12. rt\_attr\_uint = district\_id
13. rt\_attr\_uint = biz\_area\_id
14. rt\_attr\_uint = type\_id
15. rt\_attr\_uint = level
16. rt\_attr\_uint = complain\_status
17. rt\_attr\_uint = creator\_id
18. rt\_attr\_uint = create\_time
19. rt\_attr\_uint = check\_status
20. rt\_attr\_uint = deleted
21. rt\_attr\_uint = modify\_time
22. rt\_attr\_uint = link\_status
23. rt\_attr\_float = latitude
24. rt\_attr\_float = longitude
25. rt\_attr\_string = poi\_name
26. \#\#\#\# 参与全文检索的属性 \#\#\#\#
27. rt\_field = poi\_name
28. rt\_field = branch\_name
29. \}

##       indexer   indexer的配置比较简单，一般来说不需要改动，配置完毕后执行indexer工具重建索引即可       ##

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  \# 重建配置里的全部索引，必须关闭searchd
2.  /usr/local/sphinx-2.1.0/bin/indexer -c /opt/\*\*\*mtpoi/conf/sphinx.conf.incr --all 
3.  \# 重建部分索引（poi\_name\_incr），可指定多个 
4.  /usr/local/sphinx-2.1.0/bin/indexer -c /opt/\*\*\*/mtpoi/conf/sphinx.conf.incr poi\_name\_incr 
5.  \# searchd运行过程中更新索引，添加--ratate参数
6.  /usr/local/sphinx-2.1.0/bin/indexer -c /opt/\*\*\*/mtpoi/conf/sphinx.conf.incr --rotate poi\_name

##       searchd   searchd的配置项里最主要的是监听端口 ##

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  searchd
2.  \{
3.  listen = 9346 \# 监听端口，api访问端口 
4.  listen = 9340:mysql41 \# SphinxQL访问端口 
5.  log = /var/sankuai/logs/sphinx\_poi\_incr/sphinx-searchd.log
6.  query\_log = /var/sankuai/logs/sphinx\_poi\_incr/sphinx-query.log
7.  max\_matches = 10000 \# 最大匹配结果，在某些情况下该数值会导致查询不到结果，比如有设置分页项时想获取1w条之后的记录 
8.  query\_log\_format = sphinxql \# 日志查询格式化，plain为简单文本格式，这里采用sphinxql以获取更丰富的查询信息
9.  mysql\_version\_string = 5.5.21 \# 返回给通过SphinxQL访问的MySQL版本号，目前采用的mysql-connector-java-5.1.15需要设置该值，否则连接时会报错 
10. ....
11. \}

##       执行indexer建好索引后，直接启动searchd即可启用Sphinx查询服务   /usr/local/sphinx-2.1.0/bin/searchd -c /opt/\*\*\*/mtpoi/conf/sphinx.conf.incr   然后通过crontab等方式调用indexer来更新索引文件      SphinxQL   Sphinx的searchd守护程序从版本0.9.9-rc2开始支持MySQL二进制网络协议，并且能够通过标准的MySQL API访问       ##

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  $ mysql -P 9306 
2.  Welcome to the MySQL monitor. Commands end with ; or \\g.
3.  Your MySQL connection id is 1 
4.  Server version: 0.9.9-dev (r1734) 
5.  
6.  Type 'help;' or '\\h' for help. Type '\\c' to clear the buffer. 
7.  
8.  mysql>

##    新的访问方法是对原生API的一种补充，原生API仍然可用。事实上，两种访问方法可以同时使用。另外，原生API仍旧是默认的访问方法。MySQL协议支持需要经过额外的配置才能启用。当然这只需要更动一行配置文件，加入一个协议为mysql41的监听器（listener）就可以了：   listen = 9340:mysql41 \# SphinxQL访问端口   分布式索引   除了实时索引之外，Sphinx还支持一种特殊的索引方式------分布式索引，分布式检索可以改善查询延迟问题（即缩短查询时间）和提高多服务器、多CPU或多核环境下的吞吐率（即每秒可以完成的查询数）。这对于大量数据（即十亿级的记录数和TB级的文本量）上的搜索应用来说是很关键的。其关键思想是对数据进行水平分区（HP，Horizontally partition），然后并行处理：       ##

*   *  1:在不同服务器上设置Sphinx程序集（indexer和searchd）的多个实例

##  ##

*   *  2:让这些实例对数据的不同部分做索引（并检索）

##  ##

*   *  3:在searchd的一些实例上配置一个特殊的分布式索引然后对这个索引进行查询

##          这个特殊索引只包括对其他本地或远程索引的引用，因此不能对它执行重新建立索引的操作，相反，如果要对这个特殊索引进行重建，要重建的是那些被这个索引被引用到的索引。   当searchd收到一个对分布式索引的查询时，它做如下操作：          ##

*   *  1:连接到远程代理

##  ##

*   *  2:执行查询 :\#（在远程代理执行搜索的同时）对本地索引进行查询;

##  ##

*   *  3:接收来自远程代理的搜索结果

##  ##

*   *  4:将所有结果合并，删除重复项

##  ##

*   *  5:将合并后的结果返回给客户端

##          在应用程序看来，普通索引和分布式索引完全没有区别。也就是说，分布式索引对应用程序而言是完全透明的，实际上也无需知道查询使用的索引是分布式的还是本地的。<br/> 任一个searchd实例可以同时做为主控端（master，对搜索结果做聚合）和从属端（只做本地搜索）。这有如下几点好处：          ##

*   *  1: 集群中的每台机器都可以做为主控端来搜索整个集群，搜索请求可以在主控端之间获得负载平衡，相当于实现了一种HA（high availability，高可用性），可以应对某个节点失效的情况.

##  ##

*   *  2: 如果在单台多CPU或多核机器上使用，一个做为代理对本机进行搜索的searchd实例就可以利用到全部的CPU或者核

##       这里采用前述配置的几种索引做一个简单的分布式索引配置示例 ##

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  index poi\_dist
2.  \{
3.  type = distributed \#\#\#\# 设置为分布式搜索
4.  local = poi\_name \#\#\#\# 设置查询本地全量索引
5.  local = poi\_name\_incr \#\#\#\# 设置查询本地增量索引
6.  local = poi\_rt \#\#\#\# 设置查询本地实时索引
7.  agent = srv24:9340:poi\_name \#\#\#\# 也可以通过agent来进行查询远程全量索引 
8.  \}

##    更详细的分布式搜索的相关配置参数比如超时等参考官方文档。         近实时索引实现   在商家数据中心的使用场景中，目前存在一些对实时性要求比较高的检索需求，比如在CRM系统里，对商家的审核状态进行审核（0->1）后，页面会自动刷新，此时会根据审核状态(1)进行查询，如果实时性不够的话此时会查询不到该数据，而且使用原状态（0）进行查询的时候，依然能查询到，这就要求目前的Sphinx查询能够尽可能的支持实时检索。      rt   如前面介绍，现有的Sphinx是有实时索引这种类型的，但据一些文章说其在大数据量的情况下性能不太好，另外，其初始时是没有数据的，而现有的数据库里已经有大约100w+的数据需要索引，全部采用rt索引看来不是一个好选择   参考：      [http://www.ivinco.com/blog/plain-rt-and-mixed-indexes-performance-comparison/][http_www.ivinco.com_blog_plain-rt-and-mixed-indexes-performance-comparison] ##

*   *

##    [http://www.ivinco.com/blog/how-to-speed-up-sphinx-real-time-indexes-up-to-5-10-times/][http_www.ivinco.com_blog_how-to-speed-up-sphinx-real-time-indexes-up-to-5-10-times] ##

*   *

##          全量+增量   结合目前MDC中商家数据的实际情况（新增，更新相对较少），可以采用对稳定数据采用全量索引，对发生更新的数据采用增量索引，然后利用distributed的特性来合并查询       ##

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  index poi\_dist
2.  \{
3.  type = distributed \#\#\#\# 设置为分布式搜索
4.  local = poi\_name \#\#\#\# 设置查询本地全量索引
5.  local = poi\_name\_incr \#\#\#\# 设置查询本地增量索引
6.  \}

##    增量索引由于数据量少，每次重建索引时耗时不到1s，可以做到5-10s左右更新一次，然后与全量索引进行merge，把增量索引更新到进来。 ##

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  indexer --merge DSTINDEX SRCINDEX --rotate

##    这种方案依然存在一些问题：       ##

*   *  1:由于索引合并的间隔问题，如果一条记录被修改了，在还没有执行增量索引合并前，全量索引里依然是修改前的值，而增量索引已更新为修改后的值，这样在通过distributed来进行查询时合并后的结果集可能并不符合预期（有可能查询到修改前的记录）。对这个问题，可以采用API里提供的updateAttributes方法来实时更新索引的值，但Java版本的API目前仅支持对int,long类型的属性进行实时更新；当然也可以采用SphinxQL来进行属性的更新，其依然存在不支持非int，long类型的属性即时更新问题，但由于增量索引可以重建的比较频繁，在索引重建时会将这些非int，long类型的属性修改进行更新，这样对这些属性的索引大约存在5-10s左右的延迟，对int，long属性的修改可以即时索引进来.

##  ##

*   *  2:由于其不支持即时新增索引项，只能等待增量索引重建时进行更新，所以其对新增记录也存在5-10s左右的延迟

##          全量+rt+SphinxQL   和全量+增量的方式类似，只不过将增量索引换成直接使用rt索引，然后类似进行merge合并，其好处是可以即时将新增或修改的记录反映到索引中（这里对新增索引必须采用SphinxQL，目前Java版本的API不支持新增索引记录），但对于非int,long类型的属性修改依然没有什么好办法，只能等待执行索引更新时进行更新，但全量索引的更新相对周期比较长，所以相对延迟会比较大。      与Lucene的简单对比       ##

*   *  对Lucene暂时接触不深，简单对比一下：

##  ##

*   *  1: Sphinx建索引速度非常的快；Lucene建索引相比Sphinx要差很多，同样建1000w数据，Sphinx2分钟以内，Lucene10分钟多，不过搜索性能上相差不太大

##  ##

*   *  2: Sphinx的索引结构必须提前预定义好；Lucene的索引结构是比较自由的

##  ##

*   *  3: Sphinx查询中Attribute（属性）的概念，而且Sphinx在启动Searchd的时候会将所有属性加载到内存中；而Lucene则没有，虽然Lucene也有NumericField，但是底层仍然是作为String处理的。这点可能会导致Sphinx比Lucene查询性能上好一些

##  ##

*   *  4: Lucene用Java，代码阅读上相对容易

[188dfd40-4a83-31ff-a6ba-af2ed46511fe.gif]: /images/20220330/5303dd38d72f40e5ba9b186f17bb4319.png
[icon_star.png]: /images/20220330/bd9a95b48fd74699823064a731ff9a18.png
[http_www.ivinco.com_blog_plain-rt-and-mixed-indexes-performance-comparison]: http://www.ivinco.com/blog/plain-rt-and-mixed-indexes-performance-comparison/
[http_www.ivinco.com_blog_how-to-speed-up-sphinx-real-time-indexes-up-to-5-10-times]: http://www.ivinco.com/blog/how-to-speed-up-sphinx-real-time-indexes-up-to-5-10-times/