云HBase发布全文索引服务,轻松应对复杂查询

2021-10-09 10:06:05

云HBase发布了“全文索引服务”功能，自2019年01月25日后创建的云HBase实例，可以在控制台免费开启此“全文索引服务”功能。使用此功能可以让用户在HBase之上构建功能更丰富的搜索业务，不再局限于KV简单查询，不再苦恼于设计各种rowkey，不再后怕日益变化的HBase复杂查询业务。“全文索引服务”为云HBase增强查询能力而设计，自动同步数据，用户只需重点关注如何使用强大的检索功能来丰富自己的业务架构。

为什么要增强HBase的检索能力

我们在使用HBase的时候都会面临一个问题，就是设计HBase的rowkey。可尽管我们工程师是多么的优秀，整理罗列了所有业务检索需求，并裁剪折中了这样那样的业务，缺依然不能设计一个全能的rowkey来满足各种业务查询需求。
例如在某物流管理系统中，我们需要对收件人姓名/手机/地址、寄件人姓名/手机/地址、运单编号/开始时间/结束时间、邮递员姓名/手机等条件，进行任意组合查询。这种复杂查询情况下，HBase原先的KV查询无法满足，尽管我们如何设计rowkey，都不能满足查询条件的任意性。另外，在这些查询中，可能会涉及到姓名/地址/手机号等条件的模糊查询，这也是HBase rowkey不能很好满足的。
又例如在某新零售业务中，需要对商品标题或者描述内容进行关键字查询，在HBase中我们只能使用模糊查询来实现，但模糊查询在HBase中是比较低效的。类似这种标题/描述内容中进行关键字查询业务，比较合适使用分词查询，这个功能HBase都无法提供满足。另外，在新零售查询业务中，为了提高用户体验，经常会提高搜索结果进行分类统计的需求，例如我们在电商网站中，搜索关键字“时尚”，在显示匹配此关键字结果的商品中，按照衣服、电子、日用等类型进行了分类统计匹配结果，这样用户就可以选择对应的大类进行二次查询，快速查询到用户想要的商品，从而提高了用户体验。像这个功能，HBase也无法满足。
最终为了适应HBase系统的查询特点，对业务做了折中，只保留部分KV查询的业务，其他可以提高用户体验的各种查询业务被全部砍掉了。

总结下来，我们列出来了几个使用HBase进行查询业务设计时碰到的痛点：

无法满足任意条件组合查询
不能高效支持模糊查询
不支持关键字分词查询
不能高效支持多维度的排序/分页
不能对查询的结果集进行分类统计

云HBase全文索引服务，增强HBase检索能力

全文索引服务是为了增强HBase查询能力而设计，使得HBase除了强大的KV能力外，更加丰富了它的在复杂条件查询下的能力，具体抽象出来以下几个场景：

复杂条件任意查询
多维度排序
复杂条件分页
分词关键字查询
匹配结果集分类统计
常用min/max/avg/sum等stats统计

云HBase全文索引服务使用简单，只需要DDL阶段建立索引，后续自动进行数据索引同步，架构如下：

和自建的区别

功能	云HBase启用全文索引	自建HBase+indexer+solr	HBase
简单rowkey查询	支持	支持	支持
复杂查询	支持	支持	不支持
索引同步	支持	支持	不支持
乱序同步	支持	不支持	———
强一致	支持	不支持	———
xml动态列	支持	不支持	———

另外，自建hbase+indexer+solr存在几个bug，导致很多用户反馈的自建这种架构丢数据现象；云HBase对此进行了许多bugfix和改进。

如何使用云HBase全文索引服务

云HBase全文索引服务的使用，启用此服务后，只需要简单DDL建立索引即可，插入同步无限管理，用户只需关注后续查询要使用HBase api/Solr api进行构建丰富的业务查询即可。下面我们来简单体验下整个流程。

开启服务

“全文索引服务”属于云HBase的免费扩展服务，自2019年1月25日后创建的云HBase实例控制台，实例左侧点击“全文索引服务”详情页进行服务开启即可，如下：

申请后的如下Solr访问地址以及WebUI连接，如图：

其中solr zk地址即可构造cloud solr client进行访问，此访问客户端自带负载均衡功能。Solr WebUI访问方式与云HBase WebUI访问一致，第一次访问是设置好用户密码与白名单，然后直接点上面的链接即可跳转到Solr的WebUI。

建立索引

下载索引管理客户端工具

wget http://public-hbase.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/installpackage/solr-7.3.1-ali-1.0.tgz
tar zxvf solr-7.3.1-ali-1.0.tgz

修改solr-7.3.1-ali-1.0/bin/solr.in.sh文件的ZK_HOST如下：

ZK_HOST=zk1:2181,zk2:2181,zk3:2181/solr

zk地址即为上图控制台开通全文索引服务后的solr zk访问地址。

创建HBase表，开启replication同步机制

create  'solrdemo',{NAME=>'info',  REPLICATION_SCOPE=> '1'}

创建Solr表democollection
第一步，修改并上传solrconfig.xml/schema，如果不需要修改，可使用demo默认config进行上传，如下：

solr-7.3.1-ali-1.0/bin/solr zk upconfig -d _democonfig  -n democollection_config -z zk1:2181/solr

第二步，使用刚上传的配置创建democollection，如下：

curl "http://hostname:8983/solr/admin/collections?action=CREATE&name=democollection&numShards=1&replicationFactor=1&collection.configName=democollection_config"

其中hostname可以使用master3-1中缀的zk hostname进行替换。

配置HBase solrdemo表到Solr democollection表的字段映射索引关系
第一步，编辑index_conf.xml配置映射关系，例如：

<?xml version="1.0"?>
<indexer table="solrdemo">
<field name="name_s" value="info:q2" type="string"/>
<field name="age_i" value="info:q3" type="int"/>
<param name="update_version_l" value="true"/>
</indexer>

配置描述了hbase表solrdemo的 info:q2 info:3 分别映射成solr democollection里面的name_s和age_i 字段。并指定以string解析info:q2 列保存到name_s字段中，以int解析info:q3 保存到age_i中。其中solr collection的name_s、age_i是何种类型，是根据solr collection的配置觉得，默认采用动态类型推断，即根据collection字段的名字后缀判断类型进行存储。常见类型_i、_s、_l、_b、_f、_d分别对应int/string/long/boolean/float/double。当然，用户也可以直接指定字段类型。最后一个update_version_l为固定写法，保存document级别的最新更新时间。
第二步，使用工具将 index_conf.xml 设置关联hbase表solrdemo和solr表democollection的索引映射关系，命令如下：

solr-7.3.1-ali-1.0/bin/solr-indexer add  \
     -n demoindex  \
     -f indexer_conf.xml  \
     -c democollection

到此，我们就完成了索引的关系映射，随后正常插入hbase即可，就不需要关心索引同步，它会自动同步hbase solrdemo表的对应字段到solr democollection表的对应字段中。如上例映射如下：

其中，HBase表的rowkey映射到Solr表里面的id字段。

查询检索

查询较为简单，依然完全兼容开源HBase API和Solr API的操作，根据业务使用solr进行条件查询，结果集中，id字段就是所有符合条件的hbase rowkey，我们只有这个id转换为rowkey，并使用HBase API读取属于这个行的原数据即可。流程图大致如下：

展望

索引管理更简单易用
SQL入口接入全文索引服务
全文引擎新一代更高效副本机制
除了异步索引，同步索引也会后续支持

产品入口：

https://cn.aliyun.com/product/hbase

使用全文索引服务帮助文档：

https://help.aliyun.com/document_detail/88404.html

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