[译]ElasticSearch vs. Solr

在Gen2产品的早期阶段, 我们事实上是失败的, 这促使我们重新审视我们现有的技术栈. 我们仔细分析系统中的每个独立的组件,并记录下来, 当然其中也包括构成我们核心功能的搜索引擎技术.

在我们的通用日志管理系统场景中, 提供了对每条单独日志事件的查询以及对所有日志事件的分析图表以帮助客户他们了解他们的数据动态. 解决这些场景的基本要求如下:

• 一个可扩展且高容错能力的日志收集管道. 我们团队使用了Apache Kafka作为数据管道;需要强调的是如果你需要为任何一个搜索引擎订阅大量数据, 你需要一个稳定的管道系统.

• 强大的搜索能力: 能给大量的数据提供准实时的索引支持, 同时也能提供高可用的搜索请求.

在我们的第一代产品Gen1(2010)时, 我们使用了当时具有云处理能力并且提供NRT(near real-time)搜索功能的Solr, 刚好Solr的这两项功能正是我们所需要的. 起初基于第一版具有云能力支持的Solr分支开始了我们系统的构建. 由于一些原因, 稳定版的SolrCloud + NRT功能直到2012年才基本可用. 那段时间, 我们通过插件和直接修改源代码的形式持续扩展和使用Solr.

在2012年, 我们准备启动Gen2, 当时SolrCloud4.0刚刚发布, 同时ElasticSearch也有了0.19.9版本. 在技术调研的时候,我是Solr技术的强烈支持者, 然而经过几个月的对比, 我终于意识到ElasticSearch才是我们更好的选择.

在任何技术选型过程中, 总有很多考虑因素. 下面是当时促使我们选择ElasticSearch的一些重要考虑. 不过这些总结是基于2012年时候的场景, 最近几年可能已经发生了翻天覆地的变化.

1) 搜索特性

因为ES和Solr都是基于Lucene构建, 所以无论选择哪个都能提供我们所需要的搜索特性. 然而因为每个系统的发展历程及其设计目标又让我们必须面对和区分他们的强项和不足.

Solr的设计目标主要是为了解决困难的信息检索(IR: information retrieval)问题. 这也反映在它的API设计上, 比ES提供了更强大的搜索能力. ES, 如其名称所述, 主要是定位在弹性扩展能力, 因此在IR特性上稍有欠缺. 就我们的业务场景, 并不需要立即使用这些复杂的高级特性. 尽管Solr具有更好的搜索技术优势, 然而ES满足了我们当前的需求并因此胜出.

2) 搜索扩展性

因为在Gen1中已经使用了Solr, 所以我们有能力对Solr进行扩展, 并且掌握了如何管理以及Solr在这方面的一些限制. ES有所不同, 我们必须验证它的扩展能力可以满足我们的需求.

我们开始为每个系统各部署一个集群, 并通过加载大量的数据进行极限测试, 以及通过强制关停部分节点以观察每个系统的表现. 那个时候, 我们就像一群捣乱的猴子.

在测试中发现SolrCloud最大的问题在于它的集群管理能力. 同时在内存不足时, SolrCound也面临着稳定性的稳定. 另外还遇到了集群锁定(lock-up)问题, 只能整个集群的重启才能解决. 与此同时, 同样的场景下ES并未遇到不可恢复的失败. 虽然也有办法能让ES丢失数据, 但我们清楚的知道什么时候会发生, 并能有办法解决这些问题.

3)配置管理

在Gen1中, 我们耗费了大量的精力来处理Solr的配置管理,包括数据流向以及索引和分片的管理等. 当时我们通过一系统的插件以及源代码修改来处理的.虽然这项技术挑战让人兴奋, 但我们并不想在这上面耗费太多时间, 而是把更多的精力放在产品差异化上: 更好的展示通过引擎获取和分析后的结果, 并给客户提供更好的数据内涵.

毫无疑问, ES赢得了这项比较. 因为ES团队对灵活性的追求几近疯狂. 具体如下:

• Solr的Collections API是最新提供的,并且非常简陋.而ES则提供了原生的, 稳定的索引管理功能.

• Solr和ES都默认提供了合理的分片分配策略, 但ES的路由框架相比Solr的Collections API更强大可靠.

• 我们曾讨论过ES的Master/Slave模型是否不如Solr的分布式模型,事实上功能实现的质量远比完美的理论更重要.

4) 性能

尽管ES和Solr都基于Lucene, 但在我们的性能测试过程中发现了他们在使用方式上的不同. 在索引速度上, Solr无疑更高效, 如下图所示:

上图中每个结点都是一组独立的测试结果, 在每一组中我们在一个固定的时间周期(2,5,10,20分钟等等)里每次批量索引8000次. 在测试结果中可以清楚的看到结果被分成了两组: Solr基本上能稳定的索引18000次/秒, 而ES在开始的时候速度相当(虽然也不太稳定), 但随着测试时间变长, ES的索引速度下降不能承受12000次/秒.

尽管看起来Solr赢了, 但很大的变数可能在于Solr使用的是Lucene4, 而ES使用的是Lucene3.6.所以很难客观的说哪个更好. 并且ES也将引入Lucene4, 所以这项差异应该也将会不复存在.

最终, 在我们的决定中性能只作为一个参考因素而非决定因素.

5) 社区支持

ES和Solr都是开源项目, 并且社区都很活跃. 我们讨论了ES和Solr的模型在理论上的不同, 更倾向于Solr的开放模型, 同时也对ES团队的管理工作印象深刻. 虽然Solr在社区的规模和活跃度上都占优势, 但ES也在快速增长,并且增长速度飞快.

6) 其他因素

我们对这两个产品还有很多讨论, 下面再简单看下其中的几个:

• ES的API非常优雅强大, 并且其REST服务非常适合我们前后端分离的架构

• ES的扫描和过滤特性非常有趣, 并且发现了很多可能的使用场景

• 都原生支持JSON数据格式, 能节省很多我们曾在Loggly Gen1中写的代码

• ES的类型自动解析和Solr的动态字段都非常有用, 可以避免对持续演进的输入数据的管理

• Solr4原生的分层/中心模型很赞

• ES的内存管理比Solr更简单

• 二者对插件支持都非常好, 但Solr支持更核心层的插件

还有一些我们并未固执坚持的因素, 如下;

• 索引一旦创建, 都不允许动态修改分片数量

• ES只有单层模型, 不过也没关系

• 在ES中使用主分片和副本分片有数据不一致的情况, 在一个准实时系统中可能会带来潜在问题

在讨论的最后, 我们认为这些影响并不是非常严重. 随着讨论的深入, 我们更清晰的意识到哪些因素对系统具有更深的影响, 相应的这些因素被赋予了更高的权重.

我们的选择

最后, 基于以下两点, 我们选择了ES:

• 我们希望减少在配置管理上的精力, 更多的关注产品本身

• 我们相信随着ES的强大, 一些相比于Solr的不同也会逐步解决

当然这个选择也会有所付出. 虽然需要把ES配置纳入我们的管道, 并且前后端和架构团队需要实现管道管理, 但相比在Gen1中的付出, 这些都是更高层次的工作. 所以我们可以更聚焦在自己的产品本身, 这也是开始时所想要的, 也是我们的客户所需要得到的.

随着SolrCloud和ElasticSearch的成熟, 差距的缩小, 今天很难再对二者进行决择. 不过对大家来说,这确是件好事: 二者的较力驱使它们以及Lucene的不断提升.