如何基於TairSearch加速多列索引聯集查詢 - ApsaraDB for Redis

TairSearch是集緩衝與計算於一體的即時全記憶體檢索系統，其核心的倒排索引機制既能滿足詞根的模糊比對查詢，也能作為熱資料存放區裝置，實現儲存計算一體化，加速任意、多列索引的聯集查詢效率。

背景資訊

互連網及傳統行業應用服務的關鍵資料通常儲存在MySQL等關係型資料庫中。為緩解資料庫訪問壓力，通常會引入Redis等Key-value緩衝系統（KV緩衝系統）承擔熱資料的查詢，以提升查詢效能。然而，當業務情境需要在資料庫中進行多列索引聯集查詢或LIKE模糊比對查詢時，普通的KV緩衝系統無法較好地獨立支撐以上情境，往往需要引入Lua指令碼或外部計算等額外的過濾匹配機制實現聯集查詢。

KV緩衝系統在多列索引聯集查詢情境的局限性

在將資料匯入至KV緩衝系統時，以Redis為例，通常會將關係型資料庫的行資料匯入至Redis的Hash結構：以行資料中主鍵欄位的值作為Redis Hash的Key，其他欄位名作為Hash的Field，其欄位的值作為對應Field的Value。

如果僅涉及查詢主鍵索引，則在Redis中可以直接通過HMGET的方式擷取指定欄位的資訊。但在關係型資料庫中，不僅可以存在主鍵索引，還可以設定多個二級索引以及多種聯合索引等，用於提高查詢效率。然而Redis在如下情境中存在明顯局限性：

二級索引查詢：Redis不支援以Hash結構中的field內容進行查詢，因此只能在Redis中建立2層Hash結構來儲存關係型資料庫中的二級索引。此方案不僅增加了匯入資料的複雜度，也因資料冗餘造成記憶體空間浪費。
聯合索引查詢：Redis不支援對Hash結構進行多Key聯集查詢，使用者只能通過Lua指令碼或外部計算實現聯集查詢。

本文以TairSearch支撐流量洪峰時的機票搜尋業務為例，介紹如何通過TairSearch，加速任意、多列索引的聯集查詢效率。

說明

關於TairSearch的詳細介紹及命令樣本，請參見TairSearch。

精準搜尋機票樣本

在暑期、國慶、春節等中長假期時，熱門旅遊度假區的航班查詢容易造成流量洪峰。在該情境下，可以將所有的待飛航班資訊儲存至TairSearch中。

建立文檔索引

精準搜尋機票

以某服務平台的機票搜尋介面為例，精準搜尋機票涉及幾個關鍵條件：出發地、目的地、出行日期、艙位、是否帶兒童或嬰兒等。

本樣本以出發地、目的地拼接作為TairSearch的Key（departure_destination），例如zhuhai_hangzhou。建立如下索引欄位：出發地（departure）、目的地（destination）、出行日期（date）、艙位（seat）、是否帶兒童或嬰兒（with）、航班號（flight_id）、價格（price）、起飛時間（departure_time）、降落時間（destination_time）。

說明

如需增加或調整欄位，可直接執行TFT.UPDATEINDEX。

程式碼範例如下：

TFT.CREATEINDEX zhuhai_hangzhou '{
    "mappings":{
        "properties":{
            "departure":{"type":"keyword"},
            "destination":{"type":"keyword"},
            "date":{"type":"keyword"},
            "seat":{"type":"keyword"},
            "with":{"type":"keyword"},
            "flight_id":{"type":"keyword"},
            "price":{"type":"double"},
            "departure_time":{"type":"long"},
            "destination_time":{"type":"long"}
        }
    }
}'

預計輸出：

OK

寫入資料

整理航班資訊，寫入TairSearch文檔，程式碼範例如下：

TFT.ADDDOC zhuhai_hangzhou '{
    "departure":"zhuhai",
    "destination":"hangzhou",
    "date":"2022-09-01",
    "seat":"first",
    "with":"baby",
    "flight_id":"CZ1000",
    "price":986.1,
    "departure_time":1661991010,
    "destination_time":1661998210
}'

預計輸出：

"{"_id":"16615908912020060"}"
# 返迴文檔ID，格式為JSON。

精準搜尋

搜尋2022年09月01日珠海至杭州，頭等艙座位的航班，且按照航班的出發時間進行排序，程式碼範例如下。

TFT.Search zhuhai_hangzhou '{"sort":["departure_time"],"query":{"bool":{"must":[{"term":{"date":"2022-09-01"}},{"term":{"seat":"first"}}]}}}'

預計輸出：

"{
    "hits": {
        "hits": [
            {
                "_id": "16615908912020060",
                "_index": "zhuhai_hangzhou",
                "_score": 0.433955,
                "_source": {
                    "departure": "zhuhai",
                    "destination": "hangzhou",
                    "date": "2022-09-01",
                    "seat": "first",
                    "with": "baby",
                    "flight_id": "CZ1000",
                    "price": 986.1,
                    "departure_time": 1661991010,
                    "destination_time": 1661998210
                }
            }
        ],
        "max_score": 0.433955,
        "total": {
            "relation": "eq",
            "value": 1
        }
    }
}"