面试题：复杂场景下MySQL全文检索的架构设计

Question

现在有一个大型的电商平台，商品表`products(id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, name VARCHAR(255), description TEXT, category VARCHAR(50))`，每天有大量的商品数据新增和更新，同时用户会频繁地通过商品名称和描述进行全文检索。要求设计一个MySQL全文检索架构，既要保证数据的一致性和高可用性，又要兼顾检索性能，详细阐述你的设计思路、涉及的技术点以及如何应对数据量增长和高并发访问。

Answer 1

设计思路

1. 数据存储：使用MySQL的InnoDB存储引擎，因为它支持事务，能保证数据一致性，且在高并发场景下性能较好。
2. 全文索引：对商品名称和描述字段添加全文索引。MySQL 5.6及以上版本支持对InnoDB表的全文索引。这样在进行全文检索时，能大大提高查询性能。
3. 读写分离：为保证高可用性和应对高并发读操作，采用主从复制架构。主库负责处理写操作（商品数据新增和更新），从库负责处理读操作（全文检索）。这样可以分散负载，提高整体性能。
4. 缓存机制：在从库前添加缓存，如Redis。对于频繁查询的结果可以先从缓存中获取，减少数据库的压力，进一步提高检索性能。

涉及技术点

1. MySQL全文索引：通过ALTER TABLE products ADD FULLTEXT(name, description);语句来创建全文索引。在查询时使用MATCH AGAINST语法，例如SELECT * FROM products WHERE MATCH(name, description) AGAINST('查询关键词' IN NATURAL LANGUAGE MODE);
2. 主从复制：在主库配置文件（my.cnf）中设置log-bin开启二进制日志，在从库配置server-id并通过CHANGE MASTER TO语句连接主库，启动从库复制线程。主库的写操作记录在二进制日志中，从库通过I/O线程读取并应用到自身，实现数据同步。
3. Redis缓存：使用Redis的SET和GET命令来存储和获取缓存数据。在查询时先尝试从Redis获取数据，如果不存在则查询数据库，并将结果存入Redis。例如在PHP中使用如下代码：

$redis = new Redis();
$redis->connect('127.0.0.1', 6379);
$cacheKey = md5('查询关键词');
$result = $redis->get($cacheKey);
if (!$result) {
    // 查询数据库
    $sql = "SELECT * FROM products WHERE MATCH(name, description) AGAINST('查询关键词' IN NATURAL LANGUAGE MODE)";
    // 执行SQL并获取结果
    $result = $db->query($sql)->fetchAll();
    $redis->set($cacheKey, serialize($result));
} else {
    $result = unserialize($result);
}

应对数据量增长和高并发访问

1. 数据量增长：
   • 水平分区：当数据量过大时，可以对商品表按某个字段（如时间、商品类别等）进行水平分区。例如按商品类别分区，不同类别的商品存储在不同的分区中，查询时只在相关分区中进行，减少扫描的数据量。
   • 分库分表：如果单个数据库服务器无法承载，可采用分库分表策略。将商品数据按一定规则（如哈希取模）分布到多个数据库和表中，从而降低单个库表的压力。
2. 高并发访问：
   • 增加从库数量：根据读操作的并发量，适当增加从库数量，将读请求进一步分散，提高整体读性能。
   • 优化SQL：对查询语句进行性能优化，如合理使用索引、避免全表扫描等。同时定期分析和优化数据库的查询执行计划。
   • 负载均衡：在主从库集群前添加负载均衡器，如Nginx或HAProxy。它可以将请求均匀分配到各个数据库服务器上，避免单个服务器压力过大。