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Solr与MySQL查询性能对比

测试环境

本文简单对比下Solr与MySQL的查询性能速度。

测试数据量:10407608     Num Docs: 10407608

普通查询

这里对MySQL的查询时间都包含了从MySQL Server获取数据的时间。

在项目中一个最常用的查询,查询某段时间内的数据,SQL查询获取数据,30s左右

对collectTime建立索引后,同样的查询,2s,快了很多。

Solr索引数据:

Solr与MySQL查询性能对比
Solr与MySQL查询性能对比

Solr查询,同样的条件,72ms

Solr与MySQL查询性能对比
Solr与MySQL查询性能对比

好吧,查询性能提高的不是一点点,用Solrj代码试试:

Solr与MySQL查询性能对比
Solr与MySQL查询性能对比

Solrj查询并获取结果集,结果集大小为220296,返回5个字段,时间为12s左右。

为什么需要这么长时间?上面的"QTime"只是根据索引查询的时间,如果要从solr服务端获取查询到的结果集,solr需要读取stored的字段(磁盘IO),再经过Http传输到本地(网络IO),这两者比较耗时,特别是磁盘IO。

时间对比:

查询条件

时间

MySQL(无索引)

30s

MySQL(有索引)

2s

Solrj(select查询)

12s

如何优化?看看只获取ID需要的时间:

SQL查询只返回id,没有对collectTime建索引,10s左右:

SQL查询只返回id,同样的查询条件,对collectTime建索引,0.337s,很快。

Solrj查询只返回id,7s左右,快了一点。

    id Size: 220296

    Time: 7340

查询条件(只获取ID)

10s

0.337s

7s

继续优化。。

关于Solrj获取大量结果集速度慢的一些类似问题:

http://stackoverflow.com/questions/28181821/solr-performance#

http://grokbase.com/t/lucene/solr-user/11aysnde25/query-time-help

http://lucene.472066.n3.nabble.com/Solrj-performance-bottleneck-td2682797.html

这个问题没有好的解决方式,基本的建议都是做分页,但是我们需要拿到大量数据做一些比对分析,做分页没有意义。

偶然看到一个回答,solr默认的查询使用的是"/select" request handler,可以用"/export" request handler来export结果集,看看solr对它的说明:

It's possible to export fully sorted result sets using a special rank query parser and response writer  specifically designed to work together to handle scenarios that involve sorting and exporting millions of records. This uses a stream sorting techniquethat begins to send records within milliseconds and continues to stream results until the entire result set has been sorted and exported.

Solr中已经定义了这个requestHandler: 

Solr与MySQL查询性能对比
Solr与MySQL查询性能对比

使用/export需要字段使用docValues建立索引:

Solr与MySQL查询性能对比
Solr与MySQL查询性能对比

使用docValues必须要有一个用来Sort的字段,且只支持下列类型:

Sort fields must be one of the following types: int,float,long,double,string

docValues支持的返回字段:

Export fields must either be one of the following types: int,float,long,double,string

使用Solrj来查询并获取数据:

Solr与MySQL查询性能对比
Solr与MySQL查询性能对比

一个Bug:

org.apache.solr.client.solrj.impl.HttpSolrClient$RemoteSolrException: Error from server at http://192.8.125.30:8985/solr/hotspot: Expected mime type application/octet-stream but got application/json. 

Solrj没法正确解析出结果集,看了下源码,原因是Solr server返回的ContentType和Solrj解析时检查时不一致,Solrj的BinaryResponseParser这个CONTENT_TYPE是定死的:

一时半会也不知道怎么解决这个Bug,还是自己写个Http请求并获取结果吧,用HttpClient写了个简单的客户端请求并解析json获取数据,测试速度:

Solr与MySQL查询性能对比
Solr与MySQL查询性能对比

同样的查询条件获取220296个结果集,时间为2s左右,这样的查询获取数据的效率和MySQL建立索引后的效果差不多,暂时可以接受。

为什么使用docValues的方式获取数据速度快?

DocValues是一种按列组织的存储格式,这种存储方式降低了随机读的成本。

传统的按行存储是这样的:

Solr与MySQL查询性能对比

1和2代表的是docid。颜色代表的是不同的字段。

改成按列存储是这样的:

Solr与MySQL查询性能对比

按列存储的话会把一个文件分成多个文件,每个列一个。对于每个文件,都是按照docid排序的。这样一来,只要知道docid,就可以计算出这个docid在这个文件里的偏移量。也就是对于每个docid需要一次随机读操作。

那么这种排列是如何让随机读更快的呢?秘密在于Lucene底层读取文件的方式是基于memory mapped byte buffer的,也就是mmap。这种文件访问的方式是由操作系统去缓存这个文件到内存里。这样在内存足够的情况下,访问文件就相当于访问内存。那么随机读操作也就不再是磁盘操作了,而是对内存的随机读。

那么为什么按行存储不能用mmap的方式呢?因为按行存储的方式一个文件里包含了很多列的数据,这个文件尺寸往往很大,超过了操作系统的文件缓存的大小。而按列存储的方式把不同列分成了很多文件,可以只缓存用到的那些列,而不让很少使用的列数据浪费内存。

注意Export fields只支持int,float,long,double,string这几个类型,如果你的查询结果只包含这几个类型的字段,那采用这种方式查询并获取数据,速度要快很多。

下面是Solr使用“/select”和“/export”的速度对比。

Solrj(export查询)

项目中如果用分页查询,就用select方式,如果一次性要获取大量查询数据就用export方式,这里没有采用MySQL对查询字段建索引,因为数据量每天还在增加,当达到亿级的数据量的时候,索引也不能很好的解决问题,而且项目中还有其他的查询需求。

分组查询

我们来看另一个查询需求,假设要统计每个设备(deviceID)上数据的分布情况:

用SQL,需要33s:

同样的查询,在对CollectTime建立索引之后,只要14s了。

看看Solr的Facet查询,只要540ms,快的不是一点点。

Solr与MySQL查询性能对比
Solr与MySQL查询性能对比

查询条件(统计)

33s

14s

Solrj(Facet查询)

0.54s

如果我们要查询某台设备在某个时间段上按“时”、“周”、“月”、“年”进行数据统计,Solr也是很方便的,比如以下按天统计设备号为1013上的数据:

Solr与MySQL查询性能对比
Solr与MySQL查询性能对比

这里为什么Solr/Lucene的Facet(聚合)查询会这么快呢?

想想Solr/Lucene的索引数据的方式就清楚了:倒排索引。对于某个索引字段,该字段下有哪几个值,对于每个值,对应的文档集合是建立索引的时候就清楚的,做聚合操作的时候“统计”下就知道结果了。

如果通过docValues建立索引,对于这类Facet查询会更快,因为这时候索引已经通过字段(列)分割好了,只需要去对应文件中查询统计就行了,如上文所述,通过“内存映射”,将该索引文件映射到内存,只需要在内存里统计下结果就出来了,所以就非常快。

水平拆分表:

由于本系统采集到的大量数据和“时间”有很大关系,一些业务需求根据“时间”来查询也比较多,可以按“时间”字段进行拆分表,比如按每月一张表来拆分,但是这样做应用层代码就需要做更多的事情,一些跨表的查询也需要更多的工作。综合考虑了表拆分和使用Solr来做索引查询的工作量后,还是采用了Solr。

总结:在MySQL的基础上,配合Lucene、Solr、ElasticSearch等搜索引擎,可以提高类似全文检索、分类统计等查询性能。

参考:

http://wiki.apache.org/solr/

https://lucidworks.com/blog/2013/04/02/fun-with-docvalues-in-solr-4-2/

    本文转自阿凡卢博客园博客,原文链接:http://www.cnblogs.com/luxiaoxun/p/4696477.html,如需转载请自行联系原作者