一、背景

Apache Solr 是被廣泛使用的開源搜索引擎，Greenplum DB 的全文檢索組件 Greenplum Text（ https://gptext.docs.pivotal.io/330/welcome.html ） 就是基於其構建的。Greenplum Text 簡寫為 GPText，它將 Greenplum 數據庫與 Apache SolrCloud 企業搜索和 MADlib 分析庫進行緊密集成，從而為客戶提供了大規模分析處理和業務決策支持，主要功能包括免費的文本搜索以及對文本分析的支持。

廣義來說，solr 中的 cache 可以分為2大部分：solr 系統的內部 cache 和留給操作系統的文件 cache。對於前者來說，如果設置不當，不但不會提升性能，還將浪費大量內存。

根據長期為客戶調優的經驗，本文作者將對 solr cache 進行簡要介紹並陳述 solr cache 最佳實踐。

二、分類

solr 內部 cache 分為4類：

• QueryResult Cache：緩存 query 對應的 docid 拉鍊，數據結構：query => docid list
• Filter Cache：緩存 filter 對應的 bitmap 索引，數據結構：filter => bitmap (total doc number bit)
• Doc Cache：緩存 doc id 對應的 stored 的 doc 文檔內容，數據結構：doc id => doc content
• Custom Cache，自定義 cache，默認關閉，本文檔中不再介紹

大家需要留意的是這裡給出的數據結構只是樸素實現，而 solr 實際的內部實現比樸素實現更精良（如節省內存），特別是對於 filter cache，詳見solr社區討論（ https://lucene.472066.n3.nabble.com/A-question-about-solr-filter-cache-td4455337.html ）。

三、配置

在每個索引的 solrconfig.xml 中配置，配置每類索引的最大個數（size），舉例：

<code><filtercache>
<queryresultcache>
<documentcache>/<code>

關於配置，大家需要留意2點內容：

1. 前2者還可以設置 maxRamMB 參數（版本要求：solr 6.6中不能配置，7.3.1可以）：該類 cache 的使用內存上限，單位是MB。如果配置了它的話，size 和 initialSize 參數將被忽略
2. 另外 cache 的生效時間受到 auto/autosoft commit 參數的影響，目前最新 gptext 代碼中配置如下，autocommit 不會導致 cache 失效（ 因為設置了 opensearcher 為 false ）

<code><autocommit>
<maxdocs>10000/<maxdocs>
<maxtime>60000/<maxtime>
<opensearcher>false/<opensearcher>
/<autocommit>/<code>

autosoftcommit 導致 cache 失效：每 Docs/Time 個週期到了會導致 cache 失效

<code><autosoftcommit>
<maxdocs>100000/<maxdocs>
<maxtime>600000/<maxtime>
/<autosoftcommit>/<code>

四、內存開銷

這裡我們通過一個例子來進行說明，假設某用戶的一個使用場景如下：

• 每個 query/filter 10 Byte
• 平均結果數目：25萬條（每條結果 id 使用一個 8byte 整數代表）
• 總文檔數目：10億（使用一個 bitmap，每個文檔佔 1bit）
• 平均 stored 文檔大小：32 Byte（4個 8byte 字段）
• cache 和 autocommit 參數都是默認值

可以得出每類 cache 的最大大小：

• queryresult cache：(10+250000*8) * 512 = 1GB （最差情況下）
• filter cache：(1000000000/8) * 512 = 60GB （最差情況下）
• doc cache：32 * 512 = 16KB

明顯可見 filter cache 過大，不過以上只是定性分析，便於找出可能的內存瓶頸，實際的內存開銷會更小。

五、監控

如果可以訪問 SOLR UI，可以查看每個 core 上的 cache metrics 統計：

http://localhost:18983/solr/#/demo.public.test_wiki_shard1_replica_n2/plugins?type=cache

如果無法訪問 SOLR UI，直接通過如下 url 查看：

• http://localhost:18983/solr/admin/metrics?group=core&prefix=CACHE.searcher.queryResultCache
• http://localhost:18983/solr/admin/metrics?group=core&prefix=CACHE.searcher.filterCache
• http://localhost:18983/solr/admin/metrics?group=core&prefix=CACHE.searcher.documentCache

例如，通過 SOLR UI 查看 metrics 項目。

重點關注需要 XXX.cumulative_hitratio：它是 solr 節點啟動後積累的命中率，不會受到 cache 清空導致的影響。

六、配置實踐

本文將要給出每類 cache size 的通用設置方法：

首先，持續運行系統一段時間（如一天/一週等），然後蒐集如下系統參數：

1. 是否發生了 OOM (out of memory)
2. 蒐集每個索引的 cumulative_hitratio（通常只需要關注最大的索引）

如果未發生 OOM，請按照如下流程圖來處理：

如果發生了 OOM，我們就應該關閉或限制某類 cache 的大小：

1.filter cache

• 如前文中實例，一般它是對空間需求最高的 cache 類型，OOM 很可能是由它導致
• 檢查 cumulative_hitratioa。如果高（表明 cache 非常有效），為它設置一個能接受的 maxRamMB 值。如果低，直接關閉（設置size為0）

2. query result cache

• 通常不應該關閉它（往往能發揮作用，如重複搜索一個 query ）
• 檢查 cumulative_hitratioa。如果高，為它設置一個能接受的 maxRamMBb 值；如果低，設置一個較小的 maxRamMB 值。

3. document cache

• 通常情況下不是內存瓶頸，因此請首先處理好前2類 cache。

參考：

1. https://teaspoon-consulting.com/articles/solr-cache-tuning.html
2. https://lucidworks.com/post/scaling-lucene-and-solr/
3. https://blog.cloudera.com/apache-solr-memory-tuning-for-production/
4. https://blog.cloudera.com/solr-memory-tuning-for-production-part-2/
5. https://lucene.apache.org/solr/guide/7_0/performance-statistics-reference.html#statistics-for-caches
6. https://blog.csdn.net/john_hongming/article/details/43195849

馬洪旭

Pivotal 資深研發工程師 & Apache HAWQ committer，專注於數據庫領域並熱愛開源技術，目前在 Pivotal 從事 GPText 研發工作。

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關鍵字: 數據結構 操作系統 索引