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　　電商搜索引擎的特點(diǎn)

　　眾所周知，標(biāo)準(zhǔn)的搜索引擎主要分成三個(gè)大的部分，第一步是爬蟲系統(tǒng)，第二步是數(shù)據(jù)分析，第三步才是檢索結(jié)果。

　　首先，電商的搜索引擎并沒有爬蟲系統(tǒng)，因?yàn)樗械臄?shù)據(jù)都是結(jié)構(gòu)化的，一般都是微軟的數(shù)據(jù)庫(kù)或者 Oracle 的數(shù)據(jù)庫(kù)，所以不用像百度一樣用「爬蟲」去不斷去別的網(wǎng)站找內(nèi)容，當(dāng)然，電商其實(shí)也有自己的「爬蟲」系統(tǒng)，一般都是抓取友商的價(jià)格，再對(duì)自己進(jìn)行調(diào)整。

　　第二點(diǎn)，就是電商搜索引擎的過濾功能其實(shí)比搜索功能要常用。甚至大于搜索本身。什么是過濾功能？一般我們網(wǎng)站買東西的時(shí)候，搜了一個(gè)關(guān)健詞，比如尿不濕，然后所有相關(guān)品牌或者其他分類的選擇就會(huì)呈現(xiàn)在我們面前。對(duì)百度而言，搜什么詞就是什么詞，如果是新聞的話，可能在時(shí)間上會(huì)有一個(gè)過濾的選項(xiàng)。

　　第三點(diǎn)，電商搜索引擎支持各種維度的排序，包括支持好評(píng)、銷量、評(píng)論、價(jià)格等屬性的排序。而且對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性的要求非常高。對(duì)一般的搜索引擎，只有非常重要的網(wǎng)站，比如一些重量級(jí)的門戶網(wǎng)站，百度的收錄是非?？斓?，但是對(duì)那些流量很小的網(wǎng)站，可能一個(gè)月才會(huì)爬一次。電商搜索對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求主要體現(xiàn)在價(jià)格和庫(kù)存兩個(gè)方面。

　　電商搜索引擎另一個(gè)特點(diǎn)就是不能丟品，比如我們?cè)谔詫殹⑻熵堥_了個(gè)店鋪，然后好不容易搞了一次活動(dòng)，但是卻搜不到了，這是無法忍受的。除此之外，電商搜索引擎與推薦系統(tǒng)和廣告系統(tǒng)是相互融合的，因?yàn)樗阉匾鎸?duì)流量的貢獻(xiàn)是最大的，所以大家都希望把廣告系統(tǒng)能跟其融合。當(dāng)然，還有一點(diǎn)非常重要，就是要保證絕對(duì)的高可用，而且不能宕機(jī)。

　　電商搜索引擎的架構(gòu)

　　因?yàn)殡娚趟阉饕话愕乃阉饕鎱^(qū)別很大，所以在架構(gòu)的設(shè)計(jì)上也獨(dú)具特色。

　　首先，搜索引擎的實(shí)現(xiàn)方式有很多種，有谷歌、百度、搜狗這種非常大的公司，也有京東、淘寶、當(dāng)當(dāng)這樣的電商搜索引擎，很多中小型的電商可能更喜歡用一個(gè)開源的搜索引擎。所以總的來說，主要包括以下這幾種方式：

　　電商搜索引擎 搜索引擎優(yōu)化 電商網(wǎng)站優(yōu)化 性能優(yōu)化 網(wǎng)站結(jié)構(gòu)優(yōu)化第一種是「Lucene+自己封裝」，只用來做檢索，然后封裝，后面所有的 ES，這兩個(gè)是完整的解決方案，而且包括索引所有的東西，只需要部署好業(yè)務(wù)邏輯，然后查找結(jié)果就可以了。

　　第二種就是 Solr，這是一個(gè)高性能，采用 Java5 開發(fā)，基于 Lucene 的全文搜索服務(wù)器。同時(shí)對(duì)其進(jìn)行了擴(kuò)展，提供了比 Lucene 更為豐富的查詢語(yǔ)言，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了可配置、可擴(kuò)展并對(duì)查詢性能進(jìn)行了優(yōu)化，并且提供了一個(gè)完善的功能管理界面，是一款非常優(yōu)秀的全文搜索引擎。

　　第三種是 ElasticSearch，這是一個(gè)基于 Lucene 的搜索服務(wù)器。它提供了一個(gè)分布式多用戶能力的全文搜索引擎，基于 RESTful web 接口。Elasticsearch 是用 Java 開發(fā)的，并作為 Apache 許可條款下的開放源碼發(fā)布，目前使用的也非常多。

　　這里提一下，當(dāng)當(dāng)?shù)乃阉饕媸亲约簩?shí)現(xiàn)的，?，F(xiàn)在，新興的互聯(lián)網(wǎng)公司大部分都是使用第一種或者第二種，數(shù)據(jù)量比較大的一般采用第三種。

　　電商搜索引擎標(biāo)配模塊

　　電商搜索引擎 搜索引擎優(yōu)化 電商網(wǎng)站優(yōu)化 性能優(yōu)化 網(wǎng)站結(jié)構(gòu)優(yōu)化接下來我想講一下，如果我們自己做一個(gè)搜索引擎的話需要實(shí)現(xiàn)哪些功能（上圖是電商搜索引擎的標(biāo)準(zhǔn)模塊），其實(shí)不止是電商搜索引擎，除了通搜的搜索引擎，其他的搜索引擎也是使用這樣的標(biāo)配。

　　電商搜索引擎 搜索引擎優(yōu)化 電商網(wǎng)站優(yōu)化 性能優(yōu)化 網(wǎng)站結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)檢索模塊而言，首先是對(duì)用戶的意圖進(jìn)行分析，根據(jù)用戶的搜索詞來進(jìn)行純算法的實(shí)現(xiàn)。比如用戶的搜索詞是「黑包包」，其實(shí)用戶的本意就是買一個(gè)黑色的包，但是這個(gè)「包」可以跟別的詞組合在一起，甚至在搜索結(jié)果中會(huì)出現(xiàn)「包子」。所以，這就需要 query 分析系統(tǒng)來做，告訴檢索系統(tǒng)，你需要主要在服裝鞋帽中的分類去找，而不是生鮮食品類。

　　設(shè)計(jì)到技術(shù)層面，當(dāng)當(dāng)網(wǎng)使用的是 C++。如果構(gòu)建一個(gè)性能好的系統(tǒng)，一些老一點(diǎn)的公司，大家都是在使用 C++ 或者是 C 語(yǔ)言。不止是當(dāng)當(dāng)網(wǎng)，其實(shí)很多公司都是使用的 C 或者 C++ 實(shí)現(xiàn)的搜索引擎。

　　數(shù)據(jù)更新模塊

　　電商搜索引擎 搜索引擎優(yōu)化 電商網(wǎng)站優(yōu)化 性能優(yōu)化 網(wǎng)站結(jié)構(gòu)優(yōu)化第二個(gè)模塊就是數(shù)據(jù)更新模塊，該模塊負(fù)責(zé)生成索引。而數(shù)據(jù)中心模塊主要做的事情，就是將原始的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，變成一個(gè)可供檢索系統(tǒng)使用的搜索數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)然，數(shù)據(jù)更新模塊和檢索模塊是分開還是合并呢？其實(shí)從本質(zhì)上講，都是一堆代碼，完全可以寫在一個(gè)進(jìn)程里。當(dāng)然，也可以分開，通過網(wǎng)絡(luò)往外輸入，各自都有道理。第一種是簡(jiǎn)單粗暴型的，如果是普通電商，像生鮮電商，數(shù)據(jù)量不大，實(shí)時(shí)性、季節(jié)性很強(qiáng)，就可以把兩個(gè)系統(tǒng)用一個(gè)進(jìn)程來完成。但是如果到了百萬、千萬甚至上億級(jí)別的話，就不可能部在一臺(tái)機(jī)器上了。

　　上圖就是當(dāng)兩個(gè)系統(tǒng)合并在一起的時(shí)候，紅色部分就是檢索系統(tǒng)，黃色部分是上游產(chǎn)生數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，如果是淘寶的話，對(duì)接就是淘寶的商戶，當(dāng)當(dāng)網(wǎng)對(duì)接是市場(chǎng)部的人員，他們將數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)，推到數(shù)據(jù)庫(kù)，然后向下進(jìn)行傳送，最終建立一個(gè)索引。

　　上圖中的藍(lán)色部分就是業(yè)務(wù)邏輯，因?yàn)殡娚痰乃阉饕鏄I(yè)務(wù)需求量非常高，尤其是現(xiàn)在大家都喜歡用手機(jī)進(jìn)行購(gòu)物，像手機(jī)專享價(jià)就是一個(gè)新的業(yè)務(wù)，這也意味著需要一個(gè)專用的模塊來處理這些商用的邏輯。

　　此外，就是用戶行為的分析，我們搜集到的日志還有其他相關(guān)的數(shù)據(jù)都會(huì)存到 Hadoop 集群上去，通過離線計(jì)算，然后傳給商業(yè)模塊或者排序模塊進(jìn)行排序和打分，并提供給用戶更好的使用體驗(yàn)。

　　出問題是不可避免的！如何解決？

　　雖然整理來看，設(shè)計(jì)的思路是非常合理的，但是還是會(huì)出現(xiàn)問題。一般而言，一個(gè)成熟的電商搜索系統(tǒng)，它的問題都很集中，要這幾種情況：首先就是 Bug，當(dāng)然這是所有系統(tǒng)都會(huì)遇到的問題；第二個(gè)就是并發(fā)，但是搜索系統(tǒng)是沒辦法進(jìn)行分庫(kù)分表，所以能做的就是索引切分；最后一點(diǎn)就是監(jiān)控，包括問題追蹤、日志系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，那么為了解決這些問題，我們應(yīng)該怎么做？

　　首先，針對(duì) Bug 問題，只能靠自動(dòng)化運(yùn)維去解決（這里也推薦使用 OneAPM 工具）；第二個(gè)就是高并發(fā)的問題，目前主要是靠緩存和橫向擴(kuò)展。而緩存和橫向擴(kuò)展怎么應(yīng)用到系統(tǒng)中去，這個(gè)很關(guān)鍵。很多人也說可以換一種語(yǔ)言，比如講 Python 換成 C++，但實(shí)際情況下，換語(yǔ)言并不能解決并發(fā)的問題，好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)比換一種語(yǔ)言更能提高性能，所以一般解決高并發(fā)問題的也就是緩存和橫向擴(kuò)展。

　　第三個(gè)就是使用用 FLUME 日志系統(tǒng)（Flume 是 Cloudera 提供的一個(gè)高可用的，高可靠的，分布式的海量日志采集、聚合和傳輸?shù)南到y(tǒng)，F(xiàn)lume 支持在日志系統(tǒng)中定制各類數(shù)據(jù)發(fā)送方，用于收集數(shù)據(jù)；同時(shí)，F(xiàn)lume 提供對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單處理，并寫到各種數(shù)據(jù)接受方（可定制）的能力）。其實(shí)，F(xiàn)lume 會(huì)把集群上每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的日志全都收集起來，這樣做起來有兩個(gè)好處，第一是現(xiàn)場(chǎng)出問題，可以先回滾出 Bug，然后進(jìn)行查詢。第二個(gè)就是對(duì)日志進(jìn)行搜集，然后做用戶行為分析，查看用戶點(diǎn)擊了多少次，從何處導(dǎo)入的流量等等，從而便于更好的進(jìn)行排序。

　　電商搜索引擎 搜索引擎優(yōu)化 電商網(wǎng)站優(yōu)化 性能優(yōu)化 網(wǎng)站結(jié)構(gòu)優(yōu)化然后講一下緩存的問題。一般搜索的緩存可能分為兩級(jí)緩存，據(jù)我觀察，像搜狗可能是使用頁(yè)面級(jí)緩存，而百度可能用的是索引級(jí)的緩存。比如在搜狗搜索一個(gè)詞，開始時(shí)可能需要 40 毫秒，然后再搜的話，就可能一下子降到 1 毫秒。這就是頁(yè)面級(jí)緩存。而百度可能第一次搜索用了 40 毫秒，第二次就是 25 毫秒，它并不是把頁(yè)面給緩存下來，而是將索引的倒排鏈緩存，級(jí)別其實(shí)是不一樣的。

　　電商搜索很多使用的是兩級(jí)緩存，對(duì)于特別熱門的詞匯，我們可以做頁(yè)面級(jí)緩存，而頁(yè)面級(jí)緩存的時(shí)間只有 15 秒到 20 秒。但是像價(jià)格這樣的東西不能緩存，需要前臺(tái)頁(yè)面去反拉價(jià)格。第二級(jí)就是索引級(jí)別的緩存，實(shí)際上也是自建的一個(gè)緩存系統(tǒng)。另外，排序也有緩存，因?yàn)榕判虻慕Y(jié)果不太會(huì)有太大的變化。

　　電商搜索引擎 搜索引擎優(yōu)化 電商網(wǎng)站優(yōu)化 性能優(yōu)化 網(wǎng)站結(jié)構(gòu)優(yōu)化上圖是當(dāng)當(dāng)?shù)乃阉骷軜?gòu)，這里有一個(gè)集群是做數(shù)據(jù)分析的，上面?zhèn)錆M了數(shù)據(jù)。

　　首先，集群之間采用什么樣的通訊方式？我們主要使用 ZMQ（這是一個(gè)簡(jiǎn)單好用的傳輸層，像框架一樣的一個(gè) socket library，使得 Socket 編程更加簡(jiǎn)單、簡(jiǎn)潔和性能更高。是一個(gè)消息處理隊(duì)列庫(kù)，可在多個(gè)線程、內(nèi)核和主機(jī)盒之間彈性伸縮）。原因其實(shí)只有一個(gè)，就是快，非?？?，比較適合數(shù)據(jù)量比較大的業(yè)務(wù)。

　　如何避免冷啟動(dòng)？

　　最后就是冷啟動(dòng)的問題，這個(gè)問題是很多電商網(wǎng)站都很頭疼的問題。尤其是隨著電商網(wǎng)站的商品數(shù)量達(dá)到一定量級(jí)的時(shí)候，比如已經(jīng)上億了，像淘寶、天貓的話應(yīng)該更多。如果重建了一次索引需要啟動(dòng)，或者新上線了一個(gè)業(yè)務(wù)模塊，需要重啟系統(tǒng)，是很麻煩的。

　　當(dāng)然，當(dāng)集群大了以后有很多方法，比如分開啟動(dòng)之類的，至于技術(shù)嘛，一般索引的加載都是使用 Lunix 標(biāo)準(zhǔn)的 MMAP（MMAP 將一個(gè)文件或者其它對(duì)象映射進(jìn)內(nèi)存。文件被映射到多個(gè)頁(yè)上，如果文件的大小不是所有頁(yè)的大小之和，最后一個(gè)頁(yè)不被使用的空間將會(huì)清零。MMAP 在用戶空間映射調(diào)用系統(tǒng)中作用很大），這樣啟動(dòng)速度會(huì)很快，但是系統(tǒng)會(huì)有預(yù)熱時(shí)間，前面一些時(shí)間的查詢會(huì)比較慢如果數(shù)據(jù)量不是特別大的話，而且現(xiàn)在內(nèi)存也那么便宜，完全可以將數(shù)據(jù)一次性讀入內(nèi)存，因?yàn)?mmap 的操作畢竟性能沒有直接內(nèi)存來得快。

　　第三種的話，就是盡量減少做全量數(shù)據(jù)的頻率，避免整個(gè)系統(tǒng)的重啟，這需要定期做一下索引的優(yōu)化，把沒用的索引干掉。

　　如果是新上了一個(gè)業(yè)務(wù)模塊需要重啟集群，這樣的事情最好不要發(fā)生，這就是架構(gòu)有問題了，將業(yè)務(wù)模塊變成外部的模塊或者插件進(jìn)行上線才是正確的，不然每上線一個(gè)模塊需要重啟集群，這誰都受不了。