淘宝商品搜索API实战：Elasticsearch分词与排序算法优化

在淘宝商品搜索 API 实战中，Elasticsearch 分词与排序算法的优化对于提高搜索的准确性和效率至关重要。以下是详细的优化策略和实战方法：

Elasticsearch 分词优化

1. 选择合适的分词器

• 中文分词
  • IK 分词器：是一个流行的中文分词器，支持细粒度和智能分词两种模式。细粒度模式会将文本尽可能地拆分成更多的词语，适用于需要精确匹配的场景；智能分词模式则会根据语义将文本拆分成更合理的词语，适合模糊搜索。
  • 示例配置：在 Elasticsearch 中创建索引时指定 IK 分词器。

PUT /taobao_items
{
    "settings": {
        "analysis": {
            "analyzer": {
                "ik_max_word": {
                    "type": "custom",
                    "tokenizer": "ik_max_word"
                },
                "ik_smart": {
                    "type": "custom",
                    "tokenizer": "ik_smart"
                }
            }
        }
    },
    "mappings": {
        "properties": {
            "title": {
                "type": "text",
                "analyzer": "ik_max_word",
                "search_analyzer": "ik_smart"
            }
        }
    }
}

• 英文分词
  • 标准分词器（Standard Analyzer）：是 Elasticsearch 默认的分词器，它会将文本按照单词边界进行拆分，同时会将大写字母转换为小写字母。对于英文商品名称等字段，标准分词器通常能满足基本需求。
  • 停用词过滤：可以在标准分词器的基础上，添加停用词过滤，去除像 “the”、“and”、“is” 等对搜索结果影响不大的词语，减少索引体积和搜索时的匹配负担。

2. 自定义分词规则

• 同义词处理：在淘宝商品搜索中，很多商品可能有不同的名称或别称，例如 “手机” 和 “移动电话”。可以通过配置同义词文件，让 Elasticsearch 在分词时将这些同义词视为相同的词语，提高搜索的召回率。

PUT /taobao_items/_settings
{
    "analysis": {
        "filter": {
            "my_synonym_filter": {
                "type": "synonym",
                "synonyms": [
                    "手机,移动电话",
                    "电脑,计算机"
                ]
            }
        },
        "analyzer": {
            "synonym_analyzer": {
                "tokenizer": "ik_max_word",
                "filter": [
                    "lowercase",
                    "my_synonym_filter"
                ]
            }
        }
    }
}

• 自定义词库：对于一些特定领域的词汇或淘宝平台上特有的商品名称，可以通过自定义词库的方式，让分词器正确识别这些词语。例如，在 IK 分词器中，可以添加自定义词库文件，将新的词语添加到词库中。

排序算法优化

1. 基于相关性的排序

• TF-IDF 算法：Elasticsearch 默认使用 TF-IDF（词频 - 逆文档频率）算法来计算文档与查询的相关性。TF 表示词语在文档中出现的频率，IDF 表示词语在整个索引中的稀有程度。可以通过调整查询语句中的参数，如 boost 来提高某些关键词的权重，从而影响搜索结果的排序。

GET /taobao_items/_search
{
    "query": {
        "multi_match": {
            "query": "苹果手机",
            "fields": ["title^2", "description"],
            "type": "best_fields"
        }
    }
}

在上述示例中，title^2 表示将 title 字段的权重提高为原来的 2 倍，这样在计算相关性时，title 字段的匹配结果会更重要。

• BM25 算法：Elasticsearch 从 5.0 版本开始默认使用 BM25 算法来替代 TF-IDF 算法。BM25 算法在考虑词频和文档长度的基础上，进行了更复杂的优化，能够更好地处理不同长度的文档和查询。可以通过调整 b 和 k1 参数来进一步优化 BM25 算法的性能。

2. 综合排序

• 引入业务指标：除了相关性，还可以引入其他业务指标来进行综合排序，例如商品的销量、评分、价格等。可以使用 Elasticsearch 的 function_score 查询来实现综合排序。

GET /taobao_items/_search
{
    "query": {
        "function_score": {
            "query": {
                "multi_match": {
                    "query": "苹果手机",
                    "fields": ["title", "description"]
                }
            },
            "functions": [
                {
                    "field_value_factor": {
                        "field": "sales_volume",
                        "factor": 0.1,
                        "modifier": "log1p",
                        "missing": 0
                    }
                },
                {
                    "field_value_factor": {
                        "field": "rating",
                        "factor": 1,
                        "modifier": "none",
                        "missing": 0
                    }
                }
            ],
            "score_mode": "sum",
            "boost_mode": "multiply"
        }
    }
}

在上述示例中，sales_volume 表示商品的销量，rating 表示商品的评分。通过 field_value_factor 函数将这些业务指标纳入到排序计算中，score_mode 表示多个函数得分的合并方式，boost_mode 表示函数得分与查询得分的合并方式。

3. 分页与性能优化

• 深度分页问题：在搜索结果较多时，使用 from 和 size 参数进行分页可能会导致性能问题，因为 Elasticsearch 需要在所有分片上排序并返回前 from + size 条结果。可以使用 search_after 或滚动 API 来解决深度分页问题。

GET /taobao_items/_search
{
    "size": 10,
    "sort": [
        {
            "sales_volume": {
                "order": "desc"
            }
        },
        "_id"
    ]
}

在第一次查询时，记录最后一条结果的 sort 值，后续查询使用 search_after 参数指定该值，继续获取下一页结果。

通过以上 Elasticsearch 分词与排序算法的优化，可以显著提高淘宝商品搜索 API 的性能和搜索结果的质量。