py-instantse：一个问答网站的实时搜索功能后台实现

最近完成了网站的后台实时搜索服务的实现，最开始的时候认为这一块难度系数比较大，需要的时间比较长，结果看来，是所有模块中实现最快的，主要原因也是之前开发的模块已经打下了比较好的基础，对Python开发后台服务也比较熟悉了，当逻辑结构理清，工具选好，实现就是水到渠成的事情。好了，不多说，开始介绍这个模块。

在网上搜了一下实时搜索的架构，大概看了几个，比较类似，主要参考的是王鹏云的这个PPT，这个主要是相对于搜索引擎来实施的，和我们的搜索有一点差别，因此在这个基础上进行了简化。当然也有比较超前的，比如使用redis这样的key/value型的内存数据库来进行搜索，速度很快，redis在我们的网站中也有使用用，但是评估了一下我们的硬件条件以及运维方面的因素，决定还是采用传统的在硬盘上索引的方式来实现。

那么接下来就是架构的简化，和工具的选择了。仔细观察王鹏云PPT上的架构图，可以发现这个架构主要可以分为三部分：

1. Push部分：对于搜索引擎来说Push又包括两个子模块，一个是传统的Spider，另一个就是Push API。Spider就没什么说的了，这个Push API主要就是对于那些信息产生非常快的网站或者应用，例如Twitter，可以将他们的数据主动发给搜索引擎，使之能够很快被索引，如果用spider去爬，会比较慢，资源的开销也比较大。对于我们的网站来说，这个地方只需要有一个Push API就可以了，用户新产生的问题等可以直接发到Push API，然后快速建立索引。
2. Index部分：在这里王鹏云的PPT里是使用了两个内存索引交替索引Push API发过来的数据，达到一定量之后与磁盘上的主索引合并，内存索引的主要作用其实是缓冲一下Push API发过来的大量数据，避免持续频繁的磁盘索引操作，减小I/O的开销。对于我们来说，在一定时间段内数据量还没有这么大的情况下，直接将Push API发来的数据进行硬盘索引是可以接受的，当然还需要考虑到后期存在升级的可能性，因此，对于这一部分，我们的计划是，最开始的时候可以只有一个主索引库，Index部分将接受到的数据直接写在主索引库中，查询端也从主索引库查询，就是类似一个生产者，多个消费者的模型。当数据量增大一些之后，可以进行主从分离，Index部分还是往主索引库写，读的的时候是从从库里读，然后主从库之间进行同步。当数据量再往上涨的时候，压力其实主要是在写索引的部分了，这时候可以建立内存索引库来缓冲，这时候需要处理好的就是合并和同步的时间间隔，这时候已经是伪实时的了，不过对于问答类的网站，这个也是可以接受的。
3. Query部分：这一部分主要就是接受客户端Http请求然后返回查询结果的部分，主要需要考虑的就是并发性和相应速度。可以采用Comet长连接的方式，也可以采用传统的轮询的模式。在这里我们结合自身的情况选择了后者。

OK，大体的结构上就是这样了，然后是工具的选择，开发语言用Python就没得选了，对于第一部分的Push API，我们使用python自身的SocketServer模块进行开发，将传来的数据写到Python Multiprocessing模块的Queue中，然后Index这边就负责读，然后开始索引。在索引工具的选择上，主要看了纯Python的Whoosh，Sphinx还有Xapian，Java写的Luence没有考虑。其中Whoosh开发比较简单，不过考虑到性能还有对中文的支持上，没有选择它，Sphinx使用的比较多，Quroa，者也都曾经用过它，不过看了看文档，它主要支持的是从数据库中查询然后建立索引，和我们这样脱离SQL数据库的Push API的方式不太相符，因此，最终选择了使用C++开发的Xapian，性能强劲，支持内存索引，也支持索引库的一写多读，而且对分布式的索引数据库支持也比较好，在建立索引时需要进行的中文分词，我们使用python的第三方模块mmseg。最后Query部分，就使用了最近常用的Gevent中的WSGI server，后面也很统一改。下面给出我们自己的实时搜索模块的架构图：

注意：图中是最终完整的设计，对于我们这样刚上线数据量不大的网站，可以适当简化，例如Xapian部分可以先只用一个主索引库，读写都在主索引库上，Query Server部分也可以只用一个，不用做负载均衡。这个图是说明，我们考虑了不同阶段系统的架构方案，保证该方案的可用性。

该模块已经开发完成，代码稍后开源，若干实施上的细节问题后面也会一并附文说明。如果对此感兴趣或者有好的建议，请联系作者Troycheng（[email protected]）。

代码已经开源，地址：http://code.google.com/p/py-instantse/

# 来源：弱类型

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