sphinx 源码阅读之分词，压缩索引，倒排——单词对应的文档ID列表本质和lucene无异也是外部排序再压缩解压的时候需要全部扫描doc

转自：http://github.tiankonguse.com/blog/2014/12/03/sphinx-token-inverted-sort.html

外部排序

现在我们的背景是有16个已经排序的数据存在磁盘上。
由于数据量很大，我们不能一次性全部读进来。

我们的目标是依次挑出最小的hit，然后交给索引引擎处理。

sphinx 使用了 CSphHitQueue 这个数据结构。

CSphHitQueue 你猜是什么？队列？恭喜你，猜错了。
CSphHitQueue 是一个最小堆。
且堆的最大个数是 iRawBlocks。

由于 iRawBlocks 个 hits 数组已经排序，所以我们只需要得到已排序的hits数组的第一个元素，就可以用堆得到最小的那个元素了。
然后我们把最小的这个元素建索引压缩储存，删除最小元素，并取出最小元素所在 hits数组中下一个元素，扔到堆中。
这样就可以从小到大取出所有的元素，并逐个建立索引压缩储存了。

这段话看不懂的话，可以看下面的图。

创建索引压缩储存

其中创建索引压缩储存主要依靠这个函数

cidxHit ( tQueue.m_pData );

其中 tQueue.m_pData 的数据结构如下

/// fat hit, which is actually stored in VLN index
struct CSphFatHit{
DWORD m_iDocID; ///< document ID
DWORD m_iGroupID; ///< documents group ID
DWORD m_iTimestamp; ///< document timestamp
DWORD m_iWordID; ///< word ID in current dictionary
DWORD m_iWordPos; ///< word position in current document
};

hit 是先按 m_iWordID 排序，相等了再按 m_iDocID 排序，最后才按 m_iWordPos 排序的。

现在我们先不考虑上面的堆，我们假设所有的 hit 已经在一个数组中了，且按上面的规则排序了。
现在我们想做的是对这个 hit 数组创建索引，并压缩储存。

主要做了这个几件事。

第一，根据 m_iWordID 将分词分为 2014 块。
并使用 cidxPagesDir 记录块的偏移量(还记得索引文件第二个写入的数据吗)。

第二，对于每一块，我们按分词分组，并在索引文件 spi 中储存每个词组的信息。
具体储存的信息如下

和上一个分词(wordID)的偏差
这个分词组在 spd 文件内的长度
这个分词记录的变化次数
这个分词的 hit 数量

第三，对于每个hit，我们存两部分信息。

位置(pos)偏移量信息
文档(docId)偏移量的信息

上面的三部分信息都储存后，我们就可以快速的解析出来。

推理 - 搜索信息

假设我们又上面的压缩的信息了。
我们要搜索一个词时，会如何工作呢？
假设我们已经得到这个词的 wordId 了，只需要二分一下，就可以再 O(log(1024)) 的时间内得到 wordId 在那个块内。

找到一个块内，出现一个问题，我们不能再次二分查找来找到对应的分词列表。因为这个 index 储存的是和上一个分词的相对偏移量，那只好全部读入内存，扫描一遍对偏移量求和，然后才能找到对应的词。

这个过程中我们进行了两次 IO 操作。
第一次读取块列表信息 cidxPagesDir。
第二次读取选中的那一块的所有数据。

虽然储存偏移量节省了一些磁盘储存，但是却是用扫描整块数据为代价的。我们本来可以直接二分整块数据的。

不管怎样，我们在索引中找到了需要查找的那个分词的位置。
然后我们可以在数据文件内读取对应的信息，然后得到对应记录的id了。

当然，上面这个只是我的推理，下面我们来看看 sphinx 是怎么搜索的吧。

sphinx 搜索方法

看 sphinx 的搜索方法，只需要看 CSphIndex_VLN 的 QueryEx 函数即可。
首先对查询的语句进行分词，然后读取索引头 m_tHeader，读取分块信息 cidxPagesDir。
然后就对分词进行搜索了。
为了防止相同的分词重复查找，这里采用二层循环，先来判断这个分词之前是否搜索过，搜索过就记下搜索过的那个词的位置。
没搜索过，就搜索。

xxx代码略！

看了这个代码，和我想的有点出入，但是总体思路还是一样的。
它是把所有的 cidxPagesDir 全储存起来了，这样直接定位到指定的位置了。少了一个二分搜索。
定位到某个块之后，果然采用暴力循环来一个一个的增加偏移，然后查找对应的分词。
找到了记录对应的位置的四大元信息。

再然后由于数据量已经很小了，就把匹配的数据取出来即可。
当然，取数据的时候会进行布尔操作，而且会加上权值计算，这样就搜索满足条件的前若干条了。