搜索引擎数据库指南
什么是搜索引擎数据库以及它是如何工作的？
搜索引擎数据库是当今网络和应用程序用户搜索体验的核心。用户对应用程序和网站的性能期望不断提高。即使是小型公司，在用户体验方面也受到与科技巨头相同的标准衡量。在您的网站或应用程序中，用户希望能够快速轻松地获得所需的信息。
本指南全部关于搜索引擎数据库，以及为什么它们是实现上述目标的重要工具，以及如何开始使用它们来创建可靠且有组织的数据集合。
什么是搜索引擎数据库？
搜索引擎数据库是为索引和查询信息而构建的数据库。这些数据库经过优化，可以根据用户查询搜索大量存储的数据，然后返回按相关性排序的结果。它们通常被认为是 NoSQL 或非关系型数据库的一种类型，并使用索引对数据进行分类，以使搜索更快、更高效。
搜索引擎数据库可以处理结构化和非结构化数据，并提供处理诸如全文搜索、复杂搜索表达式以及对返回的搜索结果进行排名和结构化的不同方式等功能。
搜索引擎数据库用例
全文搜索
允许用户搜索项目或文档以查找与其输入匹配的文本在许多类型的应用程序中都很常见。虽然简单的模式匹配可能很有用，但搜索引擎数据库擅长提供相关结果，即使用户有拼写错误或搜索内容没有完全匹配项。全文搜索还可用于在用户在搜索栏中键入内容时生成自动完成结果。并且由于正确的索引，此过程的执行速度可以比跨大量数据的标准模式匹配快得多。
日志分析
搜索引擎数据库的另一个强大用例是用于 监控软件应用程序 的日志分析。搜索引擎数据库将内置支持基于开发人员可以定义的因素对日志进行索引和存储。现代搜索引擎数据库的 NoSQL 特性意味着复制和可扩展性是内置功能，开发人员不必担心。您还可以从日志中提取某些数据，并将这些指标存储在 时间序列数据库 中，这在某些情况下更有意义。
地理位置搜索
搜索引擎数据库的另一个常见功能是 地理空间 或基于地理位置的搜索。想想您在使用 Google 地图时看到的这种类型的功能，您可以在定义的半径范围内搜索所有类型的特定业务。这种类型的搜索使用标准数据库实现起来具有挑战性且效率低下，但大多数搜索引擎数据库都将开箱即用地提供此功能。
搜索引擎数据库功能
在本节中，您将了解定义搜索引擎数据库的一些关键功能。
速度和效率
选择搜索引擎数据库而不是标准数据库的主要原因是因为性能的改进，例如
- 每秒写入次数
- 查询响应时间
- 由于更高效的工作负载而降低的硬件成本
搜索算法 - 预构建和自定义
选择专用搜索引擎数据库的另一个原因是能够自定义数据的排名方式以及结果的返回方式。搜索引擎数据库提供了适用于大多数开箱即用用例的算法，并且还提供了微调这些算法设置的功能。
对于想要更多控制权的开发人员，您还可以选择使用自己的搜索算法。例如，许多公司现在正在构建和部署自己的机器学习模型，以使用像 Tensorflow 这样的开源工具来提供更准确的搜索结果。这些模型可用于搜索图像库等内容，基于图像中描绘的对象类型。
开发者体验和生产力
开发者体验和生产力可能是公司选择使用专用搜索引擎数据库的最重要原因。通过使用这些工具，公司能够专注于编写直接为其用户提供价值的代码，而不是担心并非其专长的实现细节。大多数搜索引擎数据库提供的一些好处是
- 用于进行常见查询的内置工具
- 对数据复制的默认支持
- 对自定义分片和扩展配置的支持
搜索引擎数据库的工作原理
有许多组件构成了搜索引擎数据库，并且涉及返回查询结果的步骤。
第一步是将数据存储在数据库中，这显然需要在用户可以查询任何内容之前发生。在摄取期间，数据库会将每条数据存储为文档，分析文档，并添加映射到文档的索引。例如，索引可以跟踪包含单词“cat”的任何文档。
一旦数据被存储和索引，用户就可以开始查询和搜索。通常，这将需要某种用户界面。查询被拆分为令牌，然后索引用于查找与查询相关的所有相关文档。
也许最大的挑战是确定最相关的文档。对于大多数用户来说，返回每个可能的单一结果是没有用的。如上所述，大多数搜索引擎数据库将允许开发人员使用自定义算法对结果进行排名，或者选择使用更通用的算法。如何对搜索结果进行排名是一个巨大的挑战，而这方面的最佳示例是 Google，该公司之所以成为一家价值超过 1 万亿美元的公司，是因为其成功地为用户返回了相关的搜索结果。
为什么搜索引擎数据库如此重要
搜索引擎数据库对于开发人员和最终用户都很重要。对于开发人员来说，它们提供了使其工作更轻松并允许他们更快交付的好处。对于最终用户来说，他们获得了更好的体验，即使他们不知道幕后提供这种体验的工具。
搜索引擎数据库示例
有许多可用于搜索引擎数据库的选项，包括开源项目。Apache Lucene 最初于 1999 年发布，至今仍在积极开发中。Lucene 提供了搜索引擎数据库所需的许多底层功能，如全文索引和搜索。从技术上讲，Lucene 是用 Java 编写的库，并且就其本身而言，它不提供应用程序所需的功能。
Lucene 最大的影响体现在其他项目构建和扩展该项目以创建提供更多功能的数据库上。最流行的例子是 Elasticsearch 和 Apache Solr，都是开源搜索引擎数据库。MongoDB 也将 Lucene 用于其 Atlas Search 功能。
另一个选择是 RedisSearch，它使用 Redis 作为底层数据存储，以提供诸如文本搜索、自动完成以及数据查询和聚合等功能。即使是更传统的关系型数据库也增加了对全文搜索等功能的支持，因此许多不同类型的数据库的功能存在一些重叠。部署和维护专用搜索引擎数据库是否值得将取决于您的用例和性能要求。
搜索引擎数据库常见问题解答
搜索引擎数据库与关系型数据库
搜索引擎数据库与关系型数据库之间的主要区别在于对读取与写入数据的关注。顾名思义，搜索引擎数据库针对读取/查询数据进行了优化。因此，与关系型数据库相比，将数据写入搜索引擎数据库的性能通常较差，这是因为在写入新数据时更新索引的成本。权衡是，由于这些索引提高了查询性能，因此稍后查询速度会更快。
Lucene 与 Solr
Lucene 是一个底层库，提供搜索引擎数据库所需的功能。它可以用来制作您自己的自定义搜索引擎数据库。Solr 是一个更高级别的应用程序，可以开箱即用作为搜索引擎数据库。一个简单的比喻是，Lucene 就像购买杂货，您可以使用原始食材制作任何您想做的东西，而 Solr 就像去餐厅购买餐点。
搜索引擎与数据库
搜索引擎是用于搜索存储数据的工具。数据库是已存储和组织的信息集合。从技术上讲，如果没有包含要存储的数据的数据库，您就不可能拥有搜索引擎。
数据库通常与结构化数据相关联，就像您在关系型数据库表中看到的那样，而搜索引擎与更多非结构化数据相关联，就像您在网络上找到的那样。
在本文的上下文中，搜索引擎数据库通常是将这两种技术在某种程度上结合起来的应用程序，并提供统一的工具，抽象化了幕后的大部分复杂性，因此作为开发人员，您不必担心它。您只需存储数据，然后编写查询来获取数据。
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