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搜索引擎中数据同步系统性能优化之路

更新时间:2022-01-13 00:06:17

1. 背景

搜索引擎是电商平台成交链路的核心环节,搜索引擎中的数据全部同步自各个业务系统。随着业务的发展,对接的系统逐渐增多,需要同步的数据量也日益庞大。现有同步系统采用定时全量同步的方式,同步一次数据需要8个小时的时间,已完全无法满足业务的需要。

数据同步作为搜索引擎的重要组成部分,有以下几个突出特点:

  • 数据体量大:对接十几个上游系统,商品数量数百万
  • 增量消息多:日常业务上下架频繁
  • 实时性要求高:业务方通常需要新上架的商品能被尽快检索到

鉴于上述主要特点,本文详细介绍数据同步的改造方案。

2. 数据同步整体架构

正式介绍改造方案之间,需要对现有数据同步的整个架构有一个大致的了解。

2.1 数据同步体系运行流程

搜索引擎中数据同步系统性能优化之路

搜索引擎对接了十几个业务系统,不同业务系统的表结构、数量差异巨大。为了方便对接,屏蔽不同业务系统之间的差异,每个业务方创建一个视图,同步程序从视图中读取数据,进行相关数据处理之后,写入Elasticsearch集群。


在Elasticsearch集群中,同一个索引,会同时存在A库和B库。在同一时间,A库和B库中只有一个对外提供搜索服务,另一个库用于数据同步。在数据同步开始时,会先删除当前库中的数据,然后开始从视图中分批次读取数据,数据同步完成后通知前端程序切换数据库,进而可以搜到新同步的数据。因此,随着定时全量同步,A库和B库周期性地对调角色。

2.2 团队构成

搜索的运维体系,是一个相当复杂的构成,其中涉及很多团队的鼎力协作。

首先由各业务方提供底层源数据的支撑,然后搜索平台开发团队负责从源数据读取数据,并进行相关处理,写入Elasticsearch集群中。最后搜索引擎团队负责AB库周期切换,并对外提供搜索服务,供不同业务方调用。

3 治理方案

3.1 方案选择

当前的数据同步方案,缺点非常明显,没有扩展性,数据更新的延迟也比较高,占用多一倍的存储空间。***的数据同步方案是首次全量同步加增量更新的方式,实时性高,可以满足高并发场景的需求。


从MySQL数据库增量同步数据,需要解析MySQL的binglog,而MySQL中的视图是一种虚拟表,并没有binlog,因此无法通过视图直接增量更新。


一种改造比较彻底的方案是,各业务系统重新建立一张表,通过解析binlog来实现增量同步。这种方案有以下缺点:

  • 所有业务方都需适配改造,不符合解耦的原则
  • 部分业务上线时间长,重新梳理业务逻辑,需要花费较长的开发、测试时间,工作量较大

上述方案工作量大,改造时间长,为了适应线上业务的需求,还需要寻求更折中的方案。

通过分析整个同步流程时间开销,我们发现从视图读取数据耗时占了40%以上,同时在一个同步周期内,以串行的方式从各个视图同步数据,因此耗时较长的环节是优化的重点。

3.2 建立同步中间表

每个视图中都包含上百万条数据,一次读取全部数据,会带来比较大的网络和内存的开销,失败的风险较高,因此当前采取分批读取的方式。

分批次读取本质上是一种深翻页的操作,而且根据视图的原理,每次读取视图,都会重新计算关联表中的数据,这更进一步增加了数据库的压力。

为了缓解数据库的压力,编写MySQL存储过程,从视图读取全量数据,写入中间表。在同步开始时,同步程序调用存储过程生成中间表,然后从中间表读取数据。虽然深翻页的操作仍然存在,但避免了分批次读取时生成虚拟表的开销。

3.3 并行同步

串行改并行是性能优化中常用的手段。通过多线程的方式并行读取中间表的数据,并行写入Elasticsearch集群中。相应地,Elasticsearch集群的写入性能也要做出优化,例如调整refresh间隔,在此不再赘述。

3.4 应急预案

任何时候发现线上问题,首先需要快速止血,避免问题的扩大。建立同步工具,当数据同步出现故障导致数据更新不及时或者AB库逻辑错乱时,快速人工介入,手动启用同步工具,短时间内同步重点业务的数据,第一时间恢复线上业务运行。

4. 总结展望

本文主要介绍了数据同步系统改造的方案,主要从工作量、业务满足度、团队协调的复杂度来出发,制定合适的方案。通常情况下,最完美的方案,并不是***的解决方案。在方案落地过程中,会面临各种因素的制约,好的方案往往是妥协的方案。


上述方案落地后,数据同步时间从原来的8个小时缩短至1个小时,业务方感受明显。进步的空间还很大,系统优化永远在路上。