MySQL中怎么实现一个搜索引擎

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本篇文章为大家展示了 MySQL 中怎么实现一个搜索引擎,内容简明扼要并且容易理解,绝对能使你眼前一亮,通过这篇文章的详细介绍希望你能有所收获。

前言

  只有 Innodb 和 myisam 存储引擎能用全文索引(innodb 支持全文索引是从 mysql5.6 开始的)

 char、varchar、text 类型字段能创建全文索引(fulltext index type)

  全文索引的基于关键词的,如何区分不同的关键词了,就要用到分词(stopword)

  英文单词用空格,逗号进行分词;中文分词不方便(一个句子不知道怎样区分不同的关键词)

  内置分词解析器 ngram 支持中文,日文,韩文(将句子分成固定数字的短语)

  当对表写入大量数据时,写入数据后再创建全文索引的速度更快(减少了维护索引的开销)

  全文索引的原理的倒排索引(一种数据结构),一般利用关联数组,在辅助表中存储单词与文档中所在位置的映射

使用

用 MATCH() … AGAINST 方式来进行搜索

match() 表示搜索的是那个列,against 表示要搜索的是那个字符串

查看默认的分词(以这些词来区分不同的关键词);也可以自定义分词,以这些词来区分不同的关键词

SELECT * FROM information_schema.INNODB_FT_DEFAULT_STOPWORD;

+-------+ | value | +-------+ | a | | about | | an | | are | | as | | at | | be | | by | | com | | de | | en | | for | | from |

三种类型的全文搜索方式

natural language search(自然语言搜索)

通过 MATCH AGAINST 传递某个特定的字符串来进行检,默认方式

boolean search(布尔搜索)

为检索的字符串增加操作符,如“+”表示必须包含,– 不包含,* 表示通配符,即使传递的字符串较小或出现在停词中,也不会被过滤掉

query expansion search(查询扩展搜索)

搜索字符串用于执行自然语言搜索,然后,搜索返回的最相关行的单词被添加到搜索字符串,并且再次进行搜索,查询将返回来自第二个搜索的行

相关参数

配置相关参数

innodb_ft_min_token_size

默认 3,表示最小 3 个字符作为一个关键词,增大该值可减少全文索引的大小

innodb_ft_max_token_size

默认 84,表示最大 84 个字符作为一个关键词,限制该值可减少全文索引的大小

ngram_token_size

默认 2,表示 2 个字符作为内置分词解析器的一个关键词,如对“abcd”建立全文索引,关键词为 ab,bc,cd,当使用 ngram 分词解析器时,innodb_ft_min_token_size 和 innodb_ft_max_token_size 无效

注意:这三个参数均不可动态修改,修改了这些参数,需重启 MySQL 服务,并重新建立全文索引。

这里有一份《完整的 MySQL 开发规范》进大厂必看,推荐看下。关注公众号 Java 技术栈回复 mysql 可以获取更多教程。

测试 innodb 引擎使用全文索引

准备

1、目标

  查询文章中是否含有某个关键词;一系列文章出现某个关键词的次数

  查询文章的标题是否含有某个关键词

2、设置以下参数减少磁盘 IO 压力

SET GLOBAL sync_binlog=100; SET GLOBAL innodb_flush_log_at_trx_commit=2;

3、导入 1kw 数据进行测试全文索引

该数据来源网上搜索

提取码:60l7

4、某个文章表 的结构

CREATE TABLE `article` ( `id` bigint(10) NOT NULL, `url` varchar(1024) CHARACTER SET latin1 NOT NULL DEFAULT  , `title` varchar(256) NOT NULL DEFAULT  , `source` varchar(32) DEFAULT   COMMENT  真实来源 , `keywords` varchar(32) DEFAULT NULL, `publish_time` timestamp NULL DEFAULT NULL, PRIMARY KEY (`id`), KEY `title_idx` (`title`) ) ENGINE=InnoDB

使用 myloader 多线程导入测试数据,先把测试数据进行解压

tar -zxf mydumper_dump_article.tar.gz time myloader -u $user -p $passwd -S $socket -t 32 -d /datas/dump_article -v 3

5、导入数据后总数据量和数据文件、索引文件大小

SELECT COUNT(*) FROM `article`; +----------+ | COUNT(*) | +----------+ | 10000000 | +----------+ 1 row in set (7.85 sec) SELECT table_name, CONCAT(FORMAT(SUM(data_length) / 1024 / 1024,2), M ) AS dbdata_size, CONCAT(FORMAT(SUM(index_length) / 1024 / 1024,2), M ) AS dbindex_size, CONCAT(FORMAT(SUM(data_length + index_length) / 1024 / 1024 / 1024,2), G ) AS `db_size(G)`, AVG_ROW_LENGTH,table_rows,update_time FROM information_schema.tables WHERE table_schema = DATABASE() and table_name= article  +------------+-------------+--------------+------------+----------------+------------+---------------------+ | table_name | dbdata_size | dbindex_size | db_size(G) | AVG_ROW_LENGTH | table_rows | update_time | +------------+-------------+--------------+------------+----------------+------------+---------------------+ | article | 3,710.00M | 1,003.00M | 4.60G | 414 | 9388739 | 2019-07-05 15:31:37 | +------------+-------------+--------------+------------+----------------+------------+---------------------+

使用默认方式创建全文索引

1、该表已有关键词字段(对文章内容的简述),并以“,”作为分词符

select keywords from article limit 10; +-------------------------------------------------+ | keywords | +-------------------------------------------------+ | NULL | | NULL | | , 婚姻, 爱情  | |  发型, 偏分, 化妆, 时尚  | |  小 A, | | , 服装搭配, 女性, 时尚  | |  漂亮, 女性  | |  情人节, 东莞, 女性  | |  皮肤, 护肤, 护肤, 食品营养, 美容, 养生  | |  三里屯, 北京, 时尚  | +-------------------------------------------------+

2、不建全文索引时搜索某个关键词

需要进行全表扫描

select count(*) from article where keywords like  % 时尚 %  +----------+ | count(*) | +----------+ | 163 | +----------+ 1 row in set (7.56 sec)

3、对关键词字段创建全文索引(以 , 作为分词)

my.cnf 配置文件中设置 innodb_ft_min_token_size,并重启 MySQL 服务(最小两个字符作为一个关键词,默认三个字符作为一个关键词)

[mysqld] innodb_ft_min_token_size=2

3.1 设置自定义 stopwords(即分词)

USE mysql; CREATE TABLE my_stopwords(VALUE VARCHAR(30)) ENGINE = INNODB; INSERT INTO my_stopwords(VALUE) VALUE (,  SET GLOBAL innodb_ft_server_stopword_table =  mysql/my_stopwords  SHOW GLOBAL VARIABLES WHERE Variable_name IN( innodb_ft_min_token_size , innodb_ft_server_stopword_table  +---------------------------------+--------------------+ | Variable_name | Value | +---------------------------------+--------------------+ | innodb_ft_min_token_size | 2 | | innodb_ft_server_stopword_table | mysql/my_stopwords | +---------------------------------+--------------------+

3.2 创建全文索引

alter table article add fulltext index idx_full_keyword(keywords); * [ ] Query OK, 0 rows affected, 1 warning (1 min 27.92 sec) * [ ] Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 1

3.3 剩余磁盘空间需足够,原表 4.6G,剩余 5.7G 磁盘,添加全文索引也会失败

df -h Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on /dev/vda1 7.8G 6.3G 1.2G 85% / tmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /dev/shm /dev/mapper/vg_opt-lvol0 19G 12G 5.7G 68% /datas  会创建原表大小的临时文件  8.6K Jul 5 16:19 #sql-5250_3533.frm 4.4G Jul 5 16:20 #sql-ib117-1768830977.ibd alter table article add fulltext index idx_full_keyword(keywords); ERROR 1114 (HY000): The table  article  is full

3.4 利用创建的全文索引进行查询某个关键词出现的次数

查询响应时间有了很大的提升,只需 0.05s;使用 where keywords like % 时尚 % 需要 7.56s

select count(*) from article where match(keywords) against(% 时尚 %  +----------+ | count(*) | +----------+ | 163 | +----------+ 1 row in set (0.05 sec)

3.5 如需同时完全匹配多个关键词,用布尔全文搜索

表示完全匹配 三里屯, 北京 的记录数:

select count(*) from article where match(keywords) against(+ 三里屯, 北京  in boolean mode); +----------+ | count(*) | +----------+ | 1 | +----------+ 1 row in set (0.06 sec)  表示匹配“三里屯”  或者  “北京”的记录数  select count(*) from article where match(keywords) against(三里屯, 北京  +----------+ | count(*) | +----------+ | 8 | +----------+ 1 row in set (0.06 sec)

3.6 创建全文索引后,会创建一些其它文件

96K Jul 5 16:30 FTS_00000000000000a7_00000000000000c0_INDEX_1.ibd 96K Jul 5 16:30 FTS_00000000000000a7_00000000000000c0_INDEX_2.ibd 96K Jul 5 16:30 FTS_00000000000000a7_00000000000000c0_INDEX_3.ibd 96K Jul 5 16:30 FTS_00000000000000a7_00000000000000c0_INDEX_4.ibd 128K Jul 5 16:30 FTS_00000000000000a7_00000000000000c0_INDEX_5.ibd 256K Jul 5 16:30 FTS_00000000000000a7_00000000000000c0_INDEX_6.ibd 96K Jul 5 16:29 FTS_00000000000000a7_BEING_DELETED_CACHE.ibd 96K Jul 5 16:29 FTS_00000000000000a7_BEING_DELETED.ibd 96K Jul 5 16:30 FTS_00000000000000a7_CONFIG.ibd 96K Jul 5 16:29 FTS_00000000000000a7_DELETED_CACHE.ibd 96K Jul 5 16:29 FTS_00000000000000a7_DELETED.ibd

  前 6 个表示倒排索引(辅助索引表)

  第 7,8 个表示包含已删除文档的文档 ID(DOC_ID),其数据当前正在从全文索引中删除

  第 9 个表示 FULLTEXT 索引内部状态的信息

  第 10,11 个表示包含已删除但尚未从全文索引中删除其数据的文档

使用 ngram 分词解析器创建全文索引

1、对 title 字段建立全文索引(该字段没有固定的 stopwords 分词,使用 ngram 分词解析器)

需先在 my.cnf 配置文件中设置 ngram_token_size(默认为 2,2 个字符作为 ngram 的关键词),并重启 mysql 服务。

这里使用默认的 2

select title from article limit 10; +------------------------------------------------------------------------------+ | title | +------------------------------------------------------------------------------+ | worth IT | |Launchpad  江南皮革厂小 show | |Raw  幕后罕见一刻  “疯子”被抬回后台  | |Raw: 公子大骂老爸你就是个绿茶   公子以一打四  | | 四组 30 平米精装小户型,海量图片,附户型图  | | 夜店女王性感烟熏猫眼妆  | | 大秀哥重摔“巨石”强森  | | 少女时代   崔秀英   服饰科普   林允儿   黄美英   金泰妍   郑秀晶  | | 德阳户外踏青,花田自助烧烤  | +------------------------------------------------------------------------------+

2、对 title 字段创建全文索引

alter table article add fulltext index ft_index_title(title) with parser ngram; Query OK, 0 rows affected (3 min 29.22 sec) Records: 0 Duplicates: 0 Warnings: 0

3、会创建倒排索引(title 字段越长长,创建的倒排索引越大)

112M Jul 5 21:46 FTS_00000000000000a7_00000000000000cd_INDEX_1.ibd 28M Jul 5 21:46 FTS_00000000000000a7_00000000000000cd_INDEX_2.ibd 20M Jul 5 21:46 FTS_00000000000000a7_00000000000000cd_INDEX_3.ibd 140M Jul 5 21:46 FTS_00000000000000a7_00000000000000cd_INDEX_4.ibd 128M Jul 5 21:46 FTS_00000000000000a7_00000000000000cd_INDEX_5.ibd 668M Jul 5 21:46 FTS_00000000000000a7_00000000000000cd_INDEX_6.ibd

4、不建立全文索引搜索 title 的某个关键词

select count(*) from article where title like  % 户外 %  +----------+ | count(*) | +----------+ | 22058 | +----------+ 1 row in set (8.60 sec) select count(*) from article where title like  % 后台 %  +----------+ | count(*) | +----------+ | 1142 | +----------+

5、使用全文索引搜索某个关键词

响应时间有很大的提升

select count(*) from article where match(title) against(户外  +----------+ | count(*) | +----------+ | 22058 | +----------+ 1 row in set (0.07 sec) select count(*) from article where title like  % 后台 %  +----------+ | count(*) | +----------+ | 1142 | +----------+ 1 row in set (8.31 sec)

6、注意当搜索的关键词字符数大于 2(ngram_token_size 定义大小)会出现不一致问题

 普通搜索,实际中出现该关键词的记录数为 6  select count(*) from article where title like  % 公子大 %  +----------+ | count(*) | +----------+ | 6 | +----------+ 1 row in set (8.40 sec)  全文搜索,出现关键字的记录数为 9443 select count(*) from article where match(title) against(公子大  +----------+ | count(*) | +----------+ | 9443 | +----------+ 1 row in set (0.06 sec)  实际出现该关键字的记录数为 1  select count(*) from article where title like  % 花田自助 %  +----------+ | count(*) | +----------+ | 1 | +----------+ 1 row in set (8.33 sec)  全文搜索出现该关键词的记录数为 3202 select count(*) from article where match(title) against(花田自助  +----------+ | count(*) | +----------+ | 3202 | +----------+ 1 row in set (0.06 sec)

结论

  当 mysql 某字段中有固定的 stopword 分词(英文的空格符,中文的“,”– 等),对该字段建立全文索引,能快速搜索出现某个关键词的相关记录信息,实现简单搜索引擎的效果 **

  当 mysql 某字段没有固定的 stopword 分词,使用内置解析器 ngram 可将字段值分成固定数量(ngram_token_size 定义大小)的关键词快速进行搜索;当搜索的关键词的字符数量不等于 ngram_token_size 定义大小时,会出现与实际情况不一致的问题

  全文索引能快速搜索,也存在维护索引的开销;字段长度越大,创建的全文索引也越大,会影响 DML 语句的吞吐量,可用专门的全文搜索引擎 ES 来做这件事  

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正文完
 
丸趣
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