自然语言处理系列六十九》搜索引擎项目实战》搜索框架技术选型

注:此文章内容均节选自充电了么创始人,CEO兼CTO陈敬雷老师的新书 《自然语言处理原理与实战》(人工智能科学与技术丛书)【陈敬雷编著】【清华大学出版社】

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自然语言处理系列六十九

搜索引擎项目实战》搜索框架技术选型

搜索引擎框架前面讲到过Lucene、Solr Cloud和Elasticsearch,这几个框架做垂直搜索引擎就是非常不错的选择。但选择哪个更好一些呢?做这个选择需要综合考虑到几点因素,第一要看的技术框架本身哪个更合适,其次考虑自己团队的开发人员对哪个框架更熟悉、研发成本更低,在技术框架相对差不多的情况下,应该选择开发人员都熟悉的一个框架。那么还有一个考虑的因素就是开发的工作量,就是用哪个框架开发的更快选择哪个。这几个因素是需要综合衡量,权衡利弊的,相同的项目也要根据每个公司不同的情况分别对待。下面根据纯技术角度来评估哪个搜索框架更合理。

Lucene是单机版的,适合数据量比较小的情况。但在公司实际业务中,需要考虑到公司的发展因素,未来几个月、半年、一年业务会发展到什么程度,如果能预见到数据量会快速增长,那么就需要考虑的长远一些。Lucene是单机版并不能满足数据日益增长的需求,后面再切换到分布式搜索Solr Cloud或Elasticsearch,开发成本就会成倍增加,代码需要再修改一遍。所以把公司业务发展因素考虑进去,一般不建议使用Lucene,可以直接使用Solr Cloud或Elasticsearch。分布式搜索支持多个节点的分布式,当然也支持单个节点。所以数据量小的时候部署单个节点或者比较少的节点,当数据量增大在根据情况增加节点扩展即可。那么下面就从以下几个方面来对比Solr Cloud和Elasticsearch即可。
1. 历史比较

Apache Solr是一个成熟的项目,拥有庞大而活跃的开发和用户社区,以及Apache品牌。Solr于2006年首次发布到开源,长期以来一直占据着搜索引擎领域,并且是任何需要搜索功能的人的首选引擎。它的成熟转化为丰富的功能,而不仅仅是简单的文本索引和搜索; 如分面,分组,强大的过滤,可插入的文档处理,可插入的搜索链组件,语言检测等。Solr 在搜索领域占据了多年的主导地位。然后,在2010年左右,Elasticsearch成为市场上的另一种选择。那时候,它远没有Solr那么稳定,没有Solr的功能深度,没有思想分享,品牌等等。Elasticsearch虽然很年轻,但它也自己的一些优势,Elasticsearch 建立在更现代的原则上,针对更现代的用例,并且是为了更容易处理大型索引和高查询率而构建的。此外,由于它太年轻,没有社区可以合作,它可以自由地向前推进,而不需要与其他人(用户或开发人员)达成任何共识或合作,向后兼容,或任何其他更成熟的软件通常必须处理。

因此,它在Solr之前就公开了一些非常受欢迎的功能(例如,接近实时搜索,英文:Near Real-Time Search)。从技术上讲,NRT搜索的能力确实来自Lucene,它是 Solr 和 Elasticsearch 使用的基础搜索库。具有讽刺意味的是,因为 Elasticsearch 首先公开了NRT搜索,所以人们将NRT搜索与Elasticsearch 联系在一起,尽管 Solr 和 Lucene 都是同一个 Apache 项目的一部分,因此,人们会首先期望 Solr 具有如此高要求的功能。
2. 特征差异比较

这两个搜索引擎都是流行的,先进的的开源搜索引擎。它们都是围绕核心底层搜索库 - Lucene构建的 - 但它们又是不同的。像所有东西一样,每个都有其优点和缺点,根据您的需求和期望,每个都可能更好或更差。Solr和Elasticsearch都在快速发展,所以,话不多说,先来看下它们的差异清单,如表19.1所示。

表19.1 Solr Cloud和Elasticsearch比较
3.近几年的流行趋势

我们查看一下这两种产品的Google搜索趋势。谷歌趋势表明,与 Solr 相比,Elasticsearch具有很大的吸引力,但Solr仍然是最受欢迎的搜索引擎之一,拥有强大的社区和开源支持。
4.安装和配置

与Solr相比,Elasticsearch易于安装且非常轻巧。此外,您可以在几分钟内安装并运行Elasticsearch。但是,如果Elasticsearch管理不当,这种易于部署和使用可能会成为一个问题。基于JSON的配置很简单,但如果要为文件中的每个配置指定注释,那么它不适合您。总的来说,如果您的应用使用的是JSON,那么Elasticsearch是一个更好的选择。否则,请使用Solr,因为它的schema.xml和solrconfig.xml都有很好的文档记录。
5.社区及成熟度

Solr拥有更大,更成熟的用户,开发者和贡献者社区。ES虽拥有的规模较小但活跃的用户社区以及不断增长的贡献者社区。Solr是真正的开源社区代码。任何人都可以为Solr做出贡献,并且根据优点选出新的Solr开发人员(也称为提交者)。Elasticsearch在技术上是开源的,但在精神上却不那么重要。任何人都可以看到来源,任何人都可以更改它并提供贡献,但只有Elasticsearch的员工才能真正对Elasticsearch进行更改。Solr贡献者和提交者来自许多不同的组织,而Elasticsearch提交者来自单个公司。成熟度方面显然Solr更成熟,但ES增长迅速。
6.文档

Solr在这里得分很高。它是一个非常有据可查的产品,具有清晰的示例和API用例场景。 Elasticsearch的文档组织良好,但它缺乏好的示例和清晰的配置说明。

以上说的他们各有千秋不相上下,那么,到底是Solr还是Elasticsearch?个人建议可以把上面提到的公司自身团队情况考虑进去,如果团队更熟悉Solr那就用Solr,更熟悉Elasticsearch那就用Elasticsearch。无论您选择Solr还是Elasticsearch,可以记住几下几点:

1)由于易于使用,Elasticsearch在新开发者中更受欢迎。但是,如果您已经习惯了与Solr合作,请继续使用它,因为迁移到Elasticsearch没有特定的优势。

2)如果除了搜索文本之外还需要它来处理分析查询,Elasticsearch是更好的选择。

3)如果需要分布式索引,则需要选择Elasticsearch。对于需要良好可伸缩性和性能的云和分布式环境,Elasticsearch是更好的选择。

4)两者都有良好的商业支持(咨询,生产支持,整合等)

5)两者都有很好的操作工具,尽管Elasticsearch因其易于使用的API而更多地吸引了DevOps人群,因此可以围绕它创建一个更加生动的工具生态系统。

6)Elasticsearch在开源日志管理用例中占据主导地位,许多组织在Elasticsearch中索引它们的日志以使其可搜索。虽然Solr现在也可以用于此目的,但它只是错过了这一想法。

7)Solr仍然更加面向文本搜索。另一方面,Elasticsearch 通常用于过滤和分组 - 分析查询工作负载 - 而不一定是文本搜索。Elasticsearch 开发人员在 Lucene 和 Elasticsearch 级别上投入了大量精力使此类查询更高效(降低内存占用和CPU使用)。因此,对于不仅需要进行文本搜索,而且需要复杂的搜索时间聚合的应用程序,Elasticsearch是一个更好的选择。

8)Elasticsearch更容易上手,一个下载和一个命令就可以启动一切。Solr传统上需要更多的工作和知识,但Solr最近在消除这一点上取得了巨大的进步,现在只需努力改变它的声誉。

9)在性能方面,它们大致相同。我说"大致",因为没有人做过全面和无偏见的基准测试。对于95%的用例,任何一种选择在性能方面都会很好,剩下的5%需要用它们的特定数据和特定的访问模式来测试这两种解决方案。

10)从操作上讲,Elasticsearch使用起来比较简单 - 它只有一个进程。Solr在其类似Elasticsearch的完全分布式部署模式SolrCloud中依赖于Apache ZooKeeper。ZooKeeper是超级成熟,超级广泛使用等等,但它仍然是另一个活跃的部分。也就是说,如果您使用的是Hadoop,HBase,Spark,Kafka或其他一些较新的分布式软件,您可能已经在组织的某个地方运行ZooKeeper。

11)虽然Elasticsearch内置了类似ZooKeeper的组件Xen,但ZooKeeper可以更好地防止有时在Elasticsearch集群中出现的可怕的裂脑问题。公平地说,Elasticsearch开发人员已经意识到这个问题,并致力于改进Elasticsearch的这个方面。

12)如果您喜欢监控和指标,那么使用Elasticsearch,您将会进入天堂。这个东西比新年前夜在时代广场可以挤压的人有更多的指标!Solr暴露了关键指标,但远不及Elasticsearch那么多。

总之,两者都是功能丰富的搜索引擎,只要设计和实现得当,它们或多或少都能提供相同的性能。

在分布式搜索框架中Solr Cloud和Elasticsearch一般来说多数情况是满足需求的,如果有更高的性能要求,一般是用C++编写核心检索模块。

搜索引擎项目代码实战

搜索引擎项目代码实战内容可参见
《自然语言处理原理与实战》(人工智能科学与技术丛书)【陈敬雷编著】【清华大学出版社】书籍。

更多的技术交流和探讨也欢迎加我个人微信chenjinglei66。

总结

此文章有对应的配套新书教材和视频:

【配套新书教材】
《自然语言处理原理与实战》(人工智能科学与技术丛书)【陈敬雷编著】【清华大学出版社】

新书特色:本书从自然语言处理基础开始,逐步深入各种NLP热点前沿技术,使用了Java和Python两门语言精心编排了大量代码实例,契合公司实际工作场景技能,侧重实战。

全书共分为19章,详细讲解中文分词、词性标注、命名实体识别、依存句法分析、语义角色标注、文本相似度算法、语义相似度计算、词频-逆文档频率(TF-IDF)、条件随机场、新词发现与短语提取、搜索引擎Solr Cloud和Elasticsearch、Word2vec词向量模型、文本分类、文本聚类、关键词提取和文本摘要、自然语言模型(Language Model)、分布式深度学习实战等内容,同时配套完整实战项目,例如对话机器人实战、搜索引擎项目实战、推荐算法系统实战。

本书理论联系实践,深入浅出,知识点全面,通过阅读本书,读者不仅可以理解自然语言处理的知识,还能通过实战项目案例更好地将理论融入实际工作中。
《分布式机器学习实战》(人工智能科学与技术丛书)【陈敬雷编著】【清华大学出版社】

新书特色:深入浅出,逐步讲解分布式机器学习的框架及应用配套个性化推荐算法系统、人脸识别、对话机器人等实战项目。

【配套视频】

推荐系统/智能问答/人脸识别实战 视频教程【陈敬雷】

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自然语言处理NLP原理与实战 视频教程【陈敬雷】

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人工智能《分布式机器学习实战》 视频教程【陈敬雷】

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