MySQL的全文索引（Full-text search）：从MyiSAM到InnoDB的实现差异，以及如何利用自然语言模式进行高级搜索？

好的，没问题。

MySQL全文索引：从MyISAM到InnoDB，以及自然语言模式高级搜索

大家好！今天我们来深入探讨MySQL中的全文索引技术，重点关注MyISAM和InnoDB引擎在实现上的差异，以及如何利用自然语言模式进行高级搜索。全文索引是解决复杂文本搜索问题的利器，掌握它可以显著提升搜索效率和用户体验。

全文索引的基础概念

全文索引是一种特殊类型的索引，它允许我们快速地在文本数据中查找包含特定单词或短语的行。与传统的LIKE操作符相比，全文索引在处理大量文本数据时效率更高，并且提供了更灵活的搜索选项。

MyISAM引擎的全文索引

在MySQL早期版本中，MyISAM引擎是全文索引的主要选择。MyISAM的全文索引实现相对简单，但有一些局限性。

创建全文索引：

在MyISAM表中创建全文索引的语法如下：

CREATE TABLE articles (
    id INT UNSIGNED AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    title VARCHAR(200),
    body TEXT,
    FULLTEXT (title, body)
) ENGINE=MyISAM;

INSERT INTO articles (title, body) VALUES
('MySQL Full-Text Search', 'This article explains how to use MySQL full-text search.'),
('InnoDB Full-Text Index', 'InnoDB also supports full-text indexing, but with some differences.'),
('Natural Language Mode', 'Natural language mode is one of the search modes in MySQL.');

上述代码创建了一个名为articles的表，其中title和body列被包含在一个名为FULLTEXT的索引中。

使用全文索引搜索：

MyISAM使用MATCH ... AGAINST语法进行全文搜索。

SELECT * FROM articles
WHERE MATCH (title, body) AGAINST ('MySQL' IN NATURAL LANGUAGE MODE);

这段代码会在title和body列中搜索包含单词“MySQL”的行。IN NATURAL LANGUAGE MODE是指定搜索模式，我们将在后面详细讨论。

MyISAM的局限性：

• 表锁： MyISAM使用表锁，这意味着在进行全文索引操作时，整个表会被锁定，影响并发性能。
• 不支持事务： MyISAM不支持事务，这使得全文索引的维护和一致性管理更加复杂。
• 存储限制： 在早期版本中，MyISAM的全文索引有一些存储限制，例如索引大小限制。

InnoDB引擎的全文索引

InnoDB引擎从MySQL 5.6开始支持全文索引，并在后续版本中不断改进。InnoDB的全文索引克服了MyISAM的一些局限性，提供了更强大和可靠的全文搜索功能。

创建全文索引：

在InnoDB表中创建全文索引的语法与MyISAM类似：

CREATE TABLE articles_innodb (
    id INT UNSIGNED AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    title VARCHAR(200),
    body TEXT,
    FULLTEXT INDEX title_body (title, body) -- 明确指定索引名称
) ENGINE=InnoDB;

INSERT INTO articles_innodb (title, body) VALUES
('MySQL Full-Text Search', 'This article explains how to use MySQL full-text search.'),
('InnoDB Full-Text Index', 'InnoDB also supports full-text indexing, but with some differences.'),
('Natural Language Mode', 'Natural language mode is one of the search modes in MySQL.');

InnoDB全文索引的优势：

• 行级锁： InnoDB使用行级锁，这意味着在进行全文索引操作时，只有被修改的行会被锁定，提高了并发性能。
• 支持事务： InnoDB支持事务，这使得全文索引的维护和一致性管理更加容易。
• 动态更新： InnoDB的全文索引支持动态更新，这意味着当表中的数据发生变化时，索引会自动更新，无需手动重建索引。
• 内置停用词列表： InnoDB内置了停用词列表，可以自动忽略常见的停用词，提高搜索精度。

InnoDB的全文索引相关参数：

InnoDB全文索引的行为可以通过一些参数进行控制。以下是一些常用的参数：

参数名称	描述	默认值
innodb_ft_min_token_size	指定全文索引的最小单词长度。小于此长度的单词会被忽略。	3
innodb_ft_max_token_size	指定全文索引的最大单词长度。大于此长度的单词会被截断。	84
innodb_ft_enable_stopword	启用或禁用停用词列表。	ON
innodb_ft_server_stopword_table	指定服务器级别的停用词表。
innodb_ft_user_stopword_table	指定用户级别的停用词表。
innodb_ft_aux_table	InnoDB维护一个辅助表来存储全文索引数据。可以通过此参数指定辅助表的名称。
innodb_ft_cache_size	指定全文索引缓存的大小。	8000000
innodb_ft_total_cache_size	指定所有全文索引缓存的总大小。	64000000
innodb_ft_result_cache_limit	指定全文搜索结果缓存的大小限制。	2000000
innodb_ft_force_optimize_percent	指定强制优化全文索引的百分比。	33
innodb_ft_num_word_optimize	指定每次优化全文索引的单词数量。	2000
innodb_ft_writable_file_path	指定可写文件的路径，用于存储全文索引数据。	./
innodb_ft_persistent_stopword	指定是否将停用词列表持久化到磁盘。	OFF
innodb_ft_index_table_cache_nseg	指定全文索引表缓存的段数。	32
innodb_ft_index_cache_nseg	指定全文索引缓存的段数。	32
innodb_ft_max_token_length	指定全文索引的最大token长度。	84
innodb_ft_min_token_length	指定全文索引的最小token长度。	3
innodb_ft_boolean_syntax	用于配置布尔模式的语法。
innodb_optimize_fulltext_only	指示是否只优化全文索引。	OFF
innodb_ft_index_return_expansions_max_size	设置全文索引返回扩展的最大大小。	256

可以通过SHOW VARIABLES LIKE 'innodb_ft_%';来查看当前InnoDB全文索引的配置。

使用全文索引搜索：

InnoDB使用与MyISAM相同的MATCH ... AGAINST语法进行全文搜索。

SELECT * FROM articles_innodb
WHERE MATCH (title, body) AGAINST ('MySQL' IN NATURAL LANGUAGE MODE);

自然语言模式（Natural Language Mode）

IN NATURAL LANGUAGE MODE是MATCH ... AGAINST语法中的一种搜索模式。它根据自然语言的规则来解释搜索词，并返回与搜索词相关的行。

自然语言模式的特点：

• 相关性排名： 自然语言模式会根据行与搜索词的相关性进行排名。相关性越高的行，排名越靠前。
• 停用词过滤： 自然语言模式会自动忽略常见的停用词，例如“the”、“a”、“an”等。
• 最小单词长度： 自然语言模式会忽略长度小于innodb_ft_min_token_size的单词。
• 50%阈值： 默认情况下，如果一个单词出现在超过50%的行中，该单词会被忽略。这个阈值可以通过修改innodb_ft_boolean_syntax参数来调整。

自然语言模式的示例：

SELECT *, MATCH (title, body) AGAINST ('MySQL Full-Text Search' IN NATURAL LANGUAGE MODE) AS relevance
FROM articles_innodb
WHERE MATCH (title, body) AGAINST ('MySQL Full-Text Search' IN NATURAL LANGUAGE MODE) > 0
ORDER BY relevance DESC;

这段代码会搜索包含“MySQL Full-Text Search”的行，并按照相关性进行排名。relevance列显示了每行与搜索词的相关性得分。

高级自然语言模式搜索技巧

除了基本的自然语言模式搜索，我们还可以利用一些技巧来提高搜索精度和效率。

1. 使用短语搜索：

将搜索词用双引号括起来，可以强制MySQL搜索完全匹配的短语。

SELECT * FROM articles_innodb
WHERE MATCH (title, body) AGAINST ('"MySQL Full-Text Search"' IN NATURAL LANGUAGE MODE);

这段代码只会搜索包含完整短语“MySQL Full-Text Search”的行。

2. 自定义停用词列表：

如果默认的停用词列表不能满足需求，我们可以创建自定义的停用词列表。

首先，创建一个停用词表：

CREATE TABLE my_stopwords (value VARCHAR(30) NOT NULL PRIMARY KEY) ENGINE=InnoDB;

INSERT INTO my_stopwords (value) VALUES
('the'),
('a'),
('an'),
('is'),
('are');

然后，将innodb_ft_user_stopword_table参数设置为自定义停用词表：

SET GLOBAL innodb_ft_user_stopword_table = 'your_database.my_stopwords';

最后，重建全文索引：

ALTER TABLE articles_innodb DROP INDEX title_body;
ALTER TABLE articles_innodb ADD FULLTEXT INDEX title_body (title, body);

3. 调整innodb_ft_min_token_size和innodb_ft_max_token_size：

根据实际需求，调整最小单词长度和最大单词长度可以提高搜索精度和效率。

SET GLOBAL innodb_ft_min_token_size = 4;
SET GLOBAL innodb_ft_max_token_size = 128;

同样，修改参数后需要重建全文索引。

4. 使用布尔模式（Boolean Mode）:

虽然我们主要讨论自然语言模式，但了解布尔模式也是很有用的。布尔模式允许使用更复杂的搜索操作符，例如+（必须包含）、-（必须排除）、>（增加相关性）、<（降低相关性）等。

SELECT * FROM articles_innodb
WHERE MATCH (title, body) AGAINST ('+MySQL -InnoDB' IN BOOLEAN MODE);

这段代码会搜索包含“MySQL”但不包含“InnoDB”的行。

5. 考虑使用第三方全文搜索引擎：

对于更复杂的全文搜索需求，可以考虑使用专门的全文搜索引擎，例如Elasticsearch或Solr。这些搜索引擎提供了更强大的搜索功能和更高的性能。可以通过MySQL Connector将MySQL数据同步到这些搜索引擎。

MyISAM和InnoDB全文索引的对比表格

特性	MyISAM	InnoDB
锁机制	表锁	行级锁
事务支持	不支持	支持
崩溃恢复	较差	更好
动态更新	不支持	支持
停用词列表	需要手动维护	内置停用词列表
索引存储	单独的文件	表空间的一部分
适用场景	读多写少的静态数据	读写频繁的动态数据
最小单词长度	4	3
最大单词长度	255	84

总结

MyISAM和InnoDB在全文索引的实现上存在显著差异。InnoDB克服了MyISAM的诸多局限性，提供了更强大、更可靠的全文搜索功能。自然语言模式是进行高级文本搜索的重要工具，通过掌握其特点和技巧，可以显著提高搜索精度和效率。在选择全文索引方案时，需要根据实际需求和应用场景进行权衡。