PostgreSQL vs Elasticsearch -ファセットカウント編-

「FORCIA Meetup #4 高速検索を支えるPostgreSQLのノウハウ」の資料です

1. PostgreSQL vs Elasticsearch -ファセットカウント編- 籏野 拓 @フォルシア株式会社
 2022.02.15 FORCIA Meetup#4

2. 自己紹介 • 籏野 拓 (Taku Hatano) ◦ 新卒4年目 • ソフトウェアエンジニア@フォルシア株式会社 ◦ 福利厚生系アプリ中心に自社プロダクトもちらほら • 活動領域 ◦ webアプリケーション (TypeScript, Node.js, React, Next.js, PostgreSQL) ◦ インフラ関連（Ansible, AWS, k8s, docker） 2
3. フォルシアの検索 3
4. What is Spook®？ 4 各企業が独自に持つ膨大で複雑なデータに合わせて、 最適な検索を実現するための「技術基盤」
5. Spook®の特長 5 検索対象の属性を軸に絞り込みを行う →PostgreSQLの独自関数を利用し、 より高速な検索を実現
6. さらなる展開 6 近年、キーワード検索への需要の高まりも感じている ↓ の利用検討中
7. PostgreSQL vs Elasticsearch 7
8. キーワード検索編 普通はElasticsearchの方が5倍早い • C言語による拡張機能(extension) ◦ システム開発者向け • 形態素解析器を呼び出せるが 基本的に自作 • Javaによる拡張機能(plugin) ◦ 応用的・ユーザー志向 • キーワード検索に必要な機能 ワンストップで提供 8 [参考] FORCIA CUBE「Elasticsearch vs. PostgreSQL」 https://www.forcia.com/blog/001551.html
9. ファセットカウント編 9 「ファセットカウント」 →条件で絞り込む際に 　該当の条件が何件であるかを事前に表示する 実際にPostgreSQLとElasticsearchで速度比較してみた
10. 対象データ 10 • 1レコードが複数のカテゴリを持つようなデータを対象とする。 • カテゴリは1~100のランダムな整数 • 1レコードあたり1~10のランダムな数のカテゴリをもつ • postgresはint配列、elasticsearchはNested Typeでデータを持つ { "_index" : "search", "_type" : "_doc", "_id" : "eFHgw34BVdsiHW0pykMc", "_score" : 1.0, "_source" : { "categories" : [{ "id" : 37}, {"id" : 83}] } } id | categories ----+--------------------------------- 1 | {69,87,96,98}
11. 集計クエリ 11 select unnest(categories) as category ,count(*) from search group by category order by category 
 { "size": 0, "aggs": { "categories" : { "nested": { "path": "categories" }, "aggs": { "count": { "terms": { "field": "categories.id" , "size": 101, "order": { "_key": "asc" } } } } } } }
12. 計測方法 12 • 以下を10回繰り返して実行時間の平均を算出する ◦ 1万/10万/100万行のランダムなデータを生成する ◦ それぞれにクエリを投げて実行時間を計測 ※あるアプリでは施設数3万件、プラン数120万件くらい
13. 計測結果 13 レコード数 PostgreSQL平均 Elasticsearch平均 10000 0.028s 0.021s 100000 0.130s 0.039s 1000000 1.429s 0.373s • レコード数が少ない場合は同等のスピード • レコード数が多いとElasticsearchに軍配 ◦ NestedTypeは配列の要素ごとに異なるドキュメント(≒レコード)として保 持されているので展開の必要がない
14. 補足: Elasticsearchのオブジェクト配列 14 (公式: https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/nested.html ) 単純なオブジェクトの配列でマッピングされている場合、 フラットな構造に展開されてインデックスされる PUT my-index-000001 /_doc/1 { "group" : "fans", "user" : [ { "first" : "John", "last" : "Smith" }, { "first" : "Alice", "last" : "White" } ] } { "group" : "fans", "user.first" : [ "alice", "john" ], "user.last" : [ "smith", "white" ] } firstとlastの組み合わせが維持されない first = “Alice” and last = “Smith” がヒットしてしまう →
15. 補足: Elasticsearch Nested Type 15 (公式: https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/nested.html ) Nested Typeを利用することで元の組み合わせを保持してインデックスされる { "group" : "fans", "user.first" : "john", "user.last" : "smith" } { "group" : "fans", "user.first" : "alice", "user.last" : "white" } 「nested documents are indexed as separate documents」 ←インデックスされるイメージ first = “Alice” and last = “Smith” はヒットしない
16. Spook®でも計測を行ってみた 16 レコード数 PostgreSQL平均 Elasticsearch平均 Spook®平均 10000 0.028s 0.021s 0.010s 100000 0.130s 0.039s 0.022s 1000000 1.429s 0.373s 0.090s • PostgreSQLでもチューニングにより十二分な速度が出る
17. まとめ 17 • ElasticsearchのAggregationsという機能を使うことで GROUP BY相当の集計ができる • チューニングなどしなくてもある程度の速度が出る ◦ デフォルトでフラットな構造にしてインデックスしてくれるため • PostgreSQLでもチューニングを行うことで高速化は可能
18. EOF