架构思维成长系列教程（十）- 电商搜索引擎架构设计

浅浅的花香味﹌ 2022-10-22 10:48 217阅读 0赞

# 背景 #

> 电商搜索引擎，是帮助顾客快速找到需要购买的商品的工具。

# 内容 #

衡量一个电商搜索引擎是否成功的标准是：顾客在一连串的搜索行为当中，是否越来越接近自己的真实需求。顾客越快进入商品页面去浏览商品，越表明搜索引擎推荐的搜索结果越精确。

电商搜索引擎，是传统搜索引擎的一个垂直领域，为了更好地学习搜索引擎的相关知识，首先看一个完整的搜索引擎的技术架构。

### 搜索引擎的技术架构 ###

一个完整的搜索引擎技术框架，如图所示，搜索引擎的技术架构，分成 3 个部分：信息采集、建立索引库、提供检索服务。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2hlbWluMTAwMw_size_16_color_FFFFFF_t_70][] 搜索引擎技术架构

*  **1.信息采集**

在互联网中发现、搜集信息和数据。通常，这个步骤是通过爬虫(Crawler/Spider)抓取网页来实现的。每个独立的搜索引擎都有自己的网页抓取程序爬虫。 爬虫 Spider 顺着网页中的超链接，从这个网站爬到另一个网站，通过超链接分析连续访问抓取更多网页，被抓取的网页被称之为网页快照。由于互联网中超链接的应用很普遍，理论上，从一定范围的网页出发，就能搜集到绝大多数的网页。

*  **2.建立索引库**

对收集到的信息进行提取和组织建立索引库。搜索引擎抓到网页后，还要做大量的预处理工作，才能提供检索服务。其中，最重要的就是提取关键词，建立索引库和索引。根据应用场景的不同，其他可能的处理还包括去除重复网页、分词(中文)、判断网页类型、分析超链接、计算网页的重要度/丰富度等。

*  **3.提供检索服务**

由检索器根据用户输入的查询关键字，提供检索服务。接受到关键词后，系统在索引库中快速检出文档，进行文档与查询的相关度评价，对将要输出的结果进行排序，并将查询结果返回给用户。通常，为了用户便于判断，除了网页标题和 URL 外，还会提供一段来自网页的摘要及其他信息。

> 其实搜索已经是一项非常成熟的技术，这里不额外再展开讨论了，有兴趣的可以网上了解学习更多这方面的知识。

这里介绍几个在搜索技术架构上比较重要的技术点：分布式索引、分布式搜索

### 关键技术点 ###

**1.分布式索引**

分布式索引就是通过很多普通配置的硬件，同时进行索引建立的工作，最后进行索引的合并操作。这样处理的好处在于，具备可扩展性，当数据增加的时候，无须增加单台机器的存储设备，而是通过水平扩展，增加配置普通的机器来解决。

建立分布式索引，可采用 Hadoop 这类分布式系统进行构建：

*  Hadoop 实现了一个分布式文件系统(Hadoop Distributed File System)，简称 HDFS。HDFS 有高容错性的特点，并且设计用来部署在低廉的硬件上。同时它提供高传输率来访问应用程序的数据，适合那些有着超大数据集的应用程序。
 *  HDFS 的上一层是 MapReduce 引擎，用于大规模数据集的并行运算。概念 Map(映射)和 Reduce (规约)，和它们的主要思想，都是从函数式编程语言里借来的，还有从矢量编程语言里借 来的特性。基于这些分布式特性，搜索索引建立可以非常容易地通过它来进行扩展。
 *  利用 Hadoop 的平台和 MapReduce 的机制，来实现建立分布式搜索索引，是非常好的实践。

**2.分布式搜索**

分布式搜索，是将原来的单个索引文件划分成 n 个切片(shards)。搜索时，并行的搜索这 n 个切片，每个切片返回当前 shard 的 topK 命中结果，然后将 n 个切片的局部 topK 进行归并排序，得到全局的 topK 排序结果。

分布式搜索的好处在于：

*  更好的可扩展性，在用户访问次数和索引大小两个维度都具有水平扩展能力。
 *  更高的稳定性，容许部分失败，调用成功率显著提高。
 *  更灵活的全量更新策略，可针对不同类型的数据。
 *  更灵活的排序算法，可以针对不同类目，做定制化的排序。
 *  更好的可维护性和通用性，支持不同类型的搜索。

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至此，全部介绍就结束了

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