ElasticSearch IK热词自动热更新原理与Golang实现

热更新概述

ik分词器本身可以从配置文件加载扩张词库，也可以从远程HTTP服务器加载。

从本地加载，则需要重启ES生效，影响比较大。所以，一般我们都会把词库放在远程服务器上。这里主要有2种方式：

借助Nginx，在其某个目录结构下放一个dic.txt，我们只要更新这个文件，不需要重启ES也能达到热更新的目的。优点是简单，无需开发，缺点就是不够灵活。
自己开发一个HTTP接口，返回词库。注意：一行代表一个词，http body中，自己追加\n换行。

这里主要介绍第2种接口方式。

热更新原理

查看ik分词器源码（org.wltea.analyzer.dic.Monitor）：

/**
	 * 监控流程：
	 *  ①向词库服务器发送Head请求
	 *  ②从响应中获取Last-Modify、ETags字段值，判断是否变化
	 *  ③如果未变化，休眠1min，返回第①步
	 * 	④如果有变化，重新加载词典
	 *  ⑤休眠1min，返回第①步
	 */

	public void runUnprivileged() {
		//超时设置
		RequestConfig rc = RequestConfig.custom().setConnectionRequestTimeout(10*1000)
				.setConnectTimeout(10*1000).setSocketTimeout(15*1000).build();

		HttpHead head = new HttpHead(location);
		head.setConfig(rc);

		//设置请求头
		if (last_modified != null) {
			head.setHeader("If-Modified-Since", last_modified);
		}
		if (eTags != null) {
			head.setHeader("If-None-Match", eTags);
		}

		CloseableHttpResponse response = null;
		try {
			response = httpclient.execute(head);

			//返回200 才做操作
			if(response.getStatusLine().getStatusCode()==200){

				if (((response.getLastHeader("Last-Modified")!=null) && !response.getLastHeader("Last-Modified").getValue().equalsIgnoreCase(last_modified))
						||((response.getLastHeader("ETag")!=null) && !response.getLastHeader("ETag").getValue().equalsIgnoreCase(eTags))) {

					// 远程词库有更新,需要重新加载词典，并修改last_modified,eTags
					Dictionary.getSingleton().reLoadMainDict();
					last_modified = response.getLastHeader("Last-Modified")==null?null:response.getLastHeader("Last-Modified").getValue();
					eTags = response.getLastHeader("ETag")==null?null:response.getLastHeader("ETag").getValue();
				}
			}else if (response.getStatusLine().getStatusCode()==304) {
				//没有修改，不做操作
				//noop
			}else{
				logger.info("remote_ext_dict {} return bad code {}" , location , response.getStatusLine().getStatusCode() );
			}
		} catch (Exception e) {
			logger.error("remote_ext_dict {} error!",e , location);
		}finally{
			try {
				if (response != null) {
					response.close();
				}
			} catch (IOException e) {
				logger.error(e.getMessage(), e);
			}
		}
    }

我们看到，每隔1分钟：

先发送Http HEAD请求，获取Last-Modified、ETag（里面都是字符串）
如果其中有一个变化，则继续发送Get请求，获取词库内容。

所以，Golang里面同一个URL 要同时处理 HEAD 请求和 Get请求。

HEAD 格式

HEAD方法跟GET方法相同，只不过服务器响应时不会返回消息体。一个HEAD请求的响应中，HTTP头中包含的元信息应该和一个GET请求的响应消息相同。这种方法可以用来获取请求中隐含的元信息，而不用传输实体本身。也经常用来测试超链接的有效性、可用性和最近的修改。

一个HEAD请求的响应可被缓存，也就是说，响应中的信息可能用来更新之前缓存的实体。如果当前实体跟缓存实体的阈值不同（可通过Content-Length、Content-MD5、ETag或Last-Modified的变化来表明），那么这个缓存就被视为过期了。

在ik分词器中，服务端返回的一个示例如下:

$ curl --head //127.0.0.1:9800/es/steelDict
HTTP/1.1 200 OK
Etag: DefaultTags
Last-Modified: 2021-10-15 14:49:35
Date: Fri, 15 Oct 2021 07:23:15 GMT

GET 格式

返回词库时，Content-Length、charset=UTF-8一定要有。
Last-Modified和Etag 只需要1个有变化即可。只有当HEAD请求返回时，这2个其中一个字段的值变了，才会发送GET请求获取内容，请注意！
一行代表一个词，自己追加\n换行

$ curl -i //127.0.0.1:9800/es/steelDict
HTTP/1.1 200 OK
Content-Length: 130
Content-Type: text/html;charset=UTF-8
Etag: DefaultTags
Last-Modified: 2021-10-15 14:49:35
Date: Fri, 15 Oct 2021 07:37:47 GMT

装饰管
装饰板
圆钢
无缝管
无缝方管
卫生级无缝管
卫生级焊管
热轧中厚板
热轧平板
热轧卷平板

实现

配置ES IK分词器

# 这里以centos 7为例，通过rpm安装
$ vim /usr/share/elasticsearch/plugins/ik/config/IKAnalyzer.cfg.xml
# 改这一行，换成我们的地址
<entry key="remote_ext_dict">//10.16.52.52:9800/es/steelDict</entry>
$ systemctl restart elasticsearch # 重启es

# 这里还可以实时看到日志，比较方便
$ tail -f /var/log/elasticsearch/my-application.log
[2021-10-15T15:02:31,448][INFO ][o.w.a.d.Monitor          ] [node-1] 获取远程词典成功，总数为：0
[2021-10-15T15:02:31,952][INFO ][o.e.l.LicenseService     ] [node-1] license [3ca1dc7b-3722-40e5-916e-3b2093980b75] mode [basic] - valid
[2021-10-15T15:02:31,962][INFO ][o.e.g.GatewayService     ] [node-1] recovered [1] indices into cluster_state
[2021-10-15T15:02:32,812][INFO ][o.e.c.r.a.AllocationService] [node-1] Cluster health status changed from [RED] to [YELLOW] (reason: [shards started [[steel-category-mapping][2]] ...]).
[2021-10-15T15:02:41,630][INFO ][o.w.a.d.Monitor          ] [node-1] 重新加载词典...
[2021-10-15T15:02:41,631][INFO ][o.w.a.d.Monitor          ] [node-1] try load config from /etc/elasticsearch/analysis-ik/IKAnalyzer.cfg.xml
[2021-10-15T15:02:41,631][INFO ][o.w.a.d.Monitor          ] [node-1] try load config from /usr/share/elasticsearch/plugins/ik/config/IKAnalyzer.cfg.xml
[2021-10-15T15:02:41,886][INFO ][o.w.a.d.Monitor          ] [node-1] [Dict Loading] //10.16.52.52:9800/es/steelDict
[2021-10-15T15:02:43,958][INFO ][o.w.a.d.Monitor          ] [node-1] 获取远程词典成功，总数为：0
[2021-10-15T15:02:43,959][INFO ][o.w.a.d.Monitor          ] [node-1] 重新加载词典完毕...

Golang接口

假设使用gin框架，初始化路由：

const (
	kUrlSyncESIndex     = "/syncESIndex" // 同步钢材品名、材质、规格、产地、仓库到ES索引中
	kUrlGetSteelHotDict = "/steelDict"   // 获取钢材字典（品材规产仓）
)

func InitRouter(router *gin.Engine) {
     // ...
  
	esRouter := router.Group("es")
    // 同一个接口，根据head/get来决定是否返回数据部，避免宽带浪费
	esRouter.HEAD(kUrlGetSteelHotDict, onHttpGetSteelHotDictHead) 
	esRouter.GET(kUrlGetSteelHotDict, onHttpGetSteelHotDict)
  
    // ...
}

head请求处理：

// onHttpGetSteelHotDictHead 处理head请求，只有当Last-Modified 或 ETag 其中1个值改变时，才会出发GET请求获取词库列表
func onHttpGetSteelHotDictHead(ctx *gin.Context) {
	t, err := biz.QueryEsLastSyncTime()
	if err != nil {
		ctx.JSON(http.StatusOK, gin.H{
			"code": biz.StatusError,
			"msg":  "server internal error",
		})
		logger.Warn(err)
		return
	}
	ctx.Header("Last-Modified", t)
	ctx.Header("ETag", kDefaultTags)
}

Get请求处理：

// onHttpGetSteelHotDict 处理GET请求，返回真正的词库，每一行一个词
func onHttpGetSteelHotDict(ctx *gin.Context) {
    // 这里从mysql查询词库，dic是一个[]string切片
	dic, err := biz.QuerySteelHotDic()
	if err != nil {
		ctx.JSON(http.StatusOK, gin.H{
			"code": biz.StatusError,
			"msg":  "server internal error",
		})
		logger.Warn(err)
		return
	}

    // 这里查询最后一次更新时间，作为判断词库需要更新的标准
	t, err := biz.QueryEsLastSyncTime()
	if err != nil {
		ctx.JSON(http.StatusOK, gin.H{
			"code": biz.StatusError,
			"msg":  "server internal error",
		})
		logger.Warn(err)
		return
	}

	ctx.Header("Last-Modified", t)
	ctx.Header("ETag", kDefaultTags)

	body := ""
	for _, v := range dic {
		if v != "" {
			body += v + "\n"
		}
	}
	logger.Infof("%s query steel dict success, count = %d", ctx.Request.URL, len(dic))

	buffer := []byte(body)
	ctx.Header("Content-Length", strconv.Itoa(len(buffer)))
	ctx.Data(http.StatusOK, "text/html;charset=UTF-8", buffer)
}

效果

分词效果：

POST //10.0.56.153:9200/_analyze
{
  "analyzer": "ik_smart",
  "text": "武钢 Q235B 3*1500*3000 6780 佰隆库 在途整件出"
}

{
    "tokens": [
        {
            "token": "武钢",
            "start_offset": 0,
            "end_offset": 2,
            "type": "CN_WORD",
            "position": 0
        },
        {
            "token": "q235b",
            "start_offset": 3,
            "end_offset": 8,
            "type": "CN_WORD",
            "position": 1
        },
        {
            "token": "3*1500*3000",
            "start_offset": 9,
            "end_offset": 20,
            "type": "ARABIC",
            "position": 2
        },
        {
            "token": "6780",
            "start_offset": 21,
            "end_offset": 25,
            "type": "ARABIC",
            "position": 3
        },
        {
            "token": "佰隆库",
            "start_offset": 26,
            "end_offset": 29,
            "type": "CN_WORD",
            "position": 4
        },
        {
            "token": "在途",
            "start_offset": 30,
            "end_offset": 32,
            "type": "CN_WORD",
            "position": 5
        },
        {
            "token": "整件",
            "start_offset": 32,
            "end_offset": 34,
            "type": "CN_WORD",
            "position": 6
        },
        {
            "token": "出",
            "start_offset": 34,
            "end_offset": 35,
            "type": "CN_CHAR",
            "position": 7
        }
    ]
}

重新加载后，每个词都会打印，如果嫌弃可以把代码注释掉：

/**
   * 加载远程扩展词典到主词库表
   */
  private void loadRemoteExtDict() {
      // ...
      for (String theWord : lists) {
        if (theWord != null && !"".equals(theWord.trim())) {
          // 加载扩展词典数据到主内存词典中
          // 注释这一行：
          // logger.info(theWord);
          _MainDict.fillSegment(theWord.trim().toLowerCase().toCharArray());
        }
      }
      // ...
  }

然后运行：

mvn package

生成zip目标包，拷贝到es目录或者替换 elasticsearch-analysis-ik-6.8.4.jar 即可。

PS：如果要改ik源码，maven同步的时候，有些插件会找不到，直接删除即可，只需要保留下面一个：

后记

调试接口不生效

因为我们需要改ik分词器源码，当时做热更新的时候发现没有效果，于是在其代码中增加了一句日志：

/**
   * 加载远程扩展词典到主词库表
   */
  private void loadRemoteExtDict() {
    List<String> remoteExtDictFiles = getRemoteExtDictionarys();
    for (String location : remoteExtDictFiles) {
      logger.info("[Dict Loading] " + location);
      List<String> lists = getRemoteWords(location);
      // 如果找不到扩展的字典，则忽略
      if (lists == null) {
        logger.error("[Dict Loading] " + location + "加载失败");
        continue;
      } else {
        logger.info("获取远程词典成功，总数为：" + lists.size());
      }
      for (String theWord : lists) {
        if (theWord != null && !"".equals(theWord.trim())) {
          // 加载扩展词典数据到主内存词典中
          logger.info(theWord);
          _MainDict.fillSegment(theWord.trim().toLowerCase().toCharArray());
        }
      }
    }
  }

发现输出了0:

[2021-10-15T15:02:41,886][INFO ][o.w.a.d.Monitor] [node-1] [Dict Loading] //10.16.52.52:9800/es/steelDict
[2021-10-15T15:02:43,958][INFO ][o.w.a.d.Monitor] [node-1] 获取远程词典成功，总数为：0
[2021-10-15T15:02:43,959][INFO ][o.w.a.d.Monitor] [node-1] 重新加载词典完毕...

后面通过运行（Dictionary.java）：

  public static void main(String[] args) {
    List<String> words = getRemoteWordsUnprivileged("//127.0.0.1:9800/es/steelDict");
    System.out.println(words.size());
  }

单点调试，发现HEADER中没有设置 Content-Length 导致解析失败。

数字分词如何把*号不过滤

原生分词会把 3*1500*3000 分成：3 1500 3000。如果有特殊需要，希望不分开呢（在钢贸行业，这是一个规格，所以有这个需求）？

修改代码，把识别数字的逻辑加一个 “*”即可。

/**
 * 英文字符及阿拉伯数字子分词器
 */
class LetterSegmenter implements ISegmenter {
  // ...
  
  //链接符号（这里追加*号）
  private static final char[] Letter_Connector = new char[]{'#', '&', '+', '-', '.', '@', '_', '*'};
  //数字符号（这里追加*号）
  private static final char[] Num_Connector = new char[]{',', '.', '*'};
  
  // ...
}

关于作者

推荐下自己的开源IM，纯Golang编写：

CoffeeChat：//github.com/xmcy0011/CoffeeChat
opensource im with server(go) and client(flutter+swift)

参考了TeamTalk、瓜子IM等知名项目，包含服务端(go)和客户端(flutter+swift)，单聊和机器人（小微、图灵、思知）聊天功能已完成，目前正在研发群聊功能，欢迎对golang感兴趣的小伙伴Star加关注。

Tags: elasticsearch Go golang精进百万级IM架构研究