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详细介绍基于MySQL的搜索引擎MySQL-Fullltext

时间：2021-07-01 10:21:17 帮助过：41人阅读

 本文涵盖了一个简单的C实现的搜索引擎的搭建始末。

我通常使用SQL Server和C #，但我教C/C++的朋友要远离微软。在过去，MySQL不是我想要的数据库，因为标准安装版不支持事务，但它变得越来越成熟。我使用64位InnoDB引擎的MySQL 5.6，使用Unicode（utf8）编码，这是我新数据库的默认设置。

Freetext是InnoDB的新特征，它在MySQL5.6版中被首次推出。

与C相比我通常更喜欢C++，即使在小项目中：不用知道所有的函数名，而且有一些内置的常用操作和漂亮的IntelliSense支持。在C++中，还有有STL及集合和字符串助手。


C++的Mysql接口比较弱，而C的接口很成熟，所以我决定使用C接口。

C的dll文件是和WCF一起发布的，以便完成AJAX请求，在Visual Studio Ultimate 2012中我使用C#的"WCF Service Application"模板，我搜索了使用C++搭建WebService的方法，但只找到一些使用C++处理WebServices调用的例子。

用户界面是一个使用Jquery和Jquery-UI自动提示的HTML界面，页面被增加到"WCF服务应用"，项目被命名为VisionWeb

网页看起来是这样的： 

201542294730966.png (360×303)

 我在.NET框架4.0，64位系统上配置这个项目，如果你使用32位的Mysql服务器，你必需随之做些更改。记得设置UNICODE选项为默认值。

配置MySQL

你有可能会从VisionSmall中打开这个VisionDAL项目, 假定你必须修改连接MySQL的C程序接口. 在这儿,我介绍了如何在新项目中安装MySQL接口: 检查那些设置是否符合你的要求,尤其是mysql.lib文件和VisionDAL.dll的路径.

在Visual Studio中,添加一个VisionDAL工程, 通过这个流程"Other Languages/Visual C++/Empty Project". 在这之中, 你只需要改变"应用类型" 为DLL. 把VisionDAL.cpp改名为VisionDAL.c, 这就清楚的告诉Visual Studio把编译器从C++改为C. 给这个工程添加一个头文件命名为VisionDAL.h.

在窗口中, 右击VisionDAL工程并选择属性. 然后在"配置属性"/Linker/Input, 选择 "Additional Dependencies" 并且添加libmysql.lib 到这个路径, 不要忘记了分隔符 ";".


在 "配置属性"/Linker/General这个菜单下, 选择"添加库目录" ,对我来说就是添加 C:\Program Files\MySQL\MySQL Server 5.6\lib>这个目录. 现在我们已经连接到C接口, 但是在libmysql.lib中调用执行的DLL必须是系统的可执行路径: 从控制面板, 选择系统, 点击 "高级系统设置", "点出环境变量" 在 "系统变量"下面,选择路径, 并添加这个 libmysql.lib 的路径 (DLL和这个lib文件在相同的文件夹里): C:\Program Files\MySQL\MySQL Server 5.6\lib.

我们也需要把这个VisionDal.dll放到我们的path路径里, IIS 并不能从这个网站的bin目录中取到DLL文件. 添加 <项目路径>/x64/debug 到路径变量path里. 重启后生效. 当网站得到一个request请求时将会加载VisionDAL.dll; 如果你现在重建项目, 你会得到一个VisionDAL.dll的写入错误: 为了解决它, 重启该网站或是用unlocker之类的解锁.

如果需要指定VisonDAL的包含属性. 在 "配置属性"/"C/C++" 菜单下添加MYSQL的头文件路径, 例如像这样: C:\Program Files\MySQL\MySQL Server 5.6\include.


下面我们在“C/C++”/"预编译头"菜单栏中，从“预编译头”切换到“不使用预编译头”，设置Preproccessor定义防止使用strcpy和fopen时产生的错误消息：在"C/C++"/预编译器/"预编译器定义 "中设定SE_STANDARD_FILE_FUNCTIONS和_CRT_SECURE_NO_WARNINGS。

当你现在连接，mysqllib引用的问题并没有解决，因为它们是64位处理器。通过在VisionDal中打开工程属性，选择“配置管理”，然后设置为x64平台。


现在我们来创建名为 Vision 的样本数据库

打开SQL Development 中的 MySql 工作台，打开你的实例。将会出现一个新窗口 "SQL File 1" 。 双击VisionDAL项目中的 Sql.txt 文件。复制所有内容到剪贴板，粘贴到工作台中的"SQL File 1"窗口。 点击螺栓图标（左边第三个图标），创建样本数据库。
接下来我们需要用来数据库登录的通用信息。

我们有一个关于此的配置文件： <installation director>VisionSmall\x64\Debug\VisionConfiguration.txt, 看起来像这样:
 

代码如下:

Host: localhost
User: root
Password: frob4frob
Database: vision
Port: 3306

修改这些数值以匹配你的SQL-Configuration。

Vision 数据库

数据库中只有一张表
 

CREATE TABLE 'document' (
 'DocumentID' int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
 'Title' varchar(255) DEFAULT NULL,
 'Text' text,
 PRIMARY KEY ('DocumentID'),
 FULLTEXT KEY 'ft' ('Title','Text'),
 FULLTEXT KEY 'ftTitle' ('Title')
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=5 DEFAULT CHARSET=utf8;

搜索的时候我们使用名为'ft'的全文索引，查找自动完成单词的时候我们使用名为'ftTitle'的全文索引。

如果你拥有一个很多字段的全文索引，你可以在Microsoft SQL Server中选择，查询的时候，哪个字段被包含进搜索。在MySQL中，通常全文索引的所有字段都被搜索，所以我们必须指定额外的全文索引'ftTitle'。

通过C接口进行MySQL查询
首先呢，为了执行查询我们需要连接到数据库并取得一个MYSQL的指针:
 

  MYSQL *Connect(){
  MYSQL *conn; // Connection
 
  // 连接到MySQL
  conn = mysql_init(NULL);
  if(mysql_real_connect(
    conn, Configuration.Host, Configuration.User, Configuration.Password,
    Configuration.Database, Configuration.Port, NULL, 0) == NULL) {
      fprintf(stderr, "sorry, no database connection ...\n");
      return NULL;
  }
  return conn;
}

在启动的时候我们把VisionConfiguration.txt文件里的变量赋值到全局变量, 这个文件应该和我们的程序在同一目录. 这是一个例行操作.获取当前运行程序目录是通过Win32 API的GetModuleFileName函数,如下:

 

TCHAR *GetExecutablePath(){
  TCHAR *pBuf = (TCHAR *)malloc(512);
  int bytes = GetModuleFileName(NULL, pBuf, 255);
  if(bytes == 0)
    return NULL;
  else
    return pBuf;
}

这里只有一个程序我们想要说明:GetDocuments. 在头文件定义:
 

#define FORMAT_TEXT 0
#define FORMAT_JSON 1

__declspec(dllexport) TCHAR*   __cdecl GetDocuments(TCHAR *search, int format, int forAutocomplete);
在资源文件中定义:
 
__declspec(dllexport) TCHAR* GetDocuments(TCHAR *search, int format, int forAutocomplete)

__declspec(dllexport)的声明和定义实现是通过添加到VisionDAL.lib文件并通过VisionDAL.dll文件输出.__cdecl定义如何调用这个过程, 这里我们使用C风格的调用约定.当UNICODE定义被设置时,TCHAR和WCHAR是一样的,否则TCHAR就是一个简单的char, 假定我们这里的UNICODE 已经设置好了.

  •     注意这里有一些不同的 Unicode格式:
  •     在C语言里我们使用两个字节来表示一个char值
  •     在MYSQL和.NET 框架的UTF-8格式, 它意味着一个字节对应一个字符并且仅在超过一个字节被使用时
  •     在终端程序中通过用一个字符对应一个字符并且当值大于127时使用Codepage 850.

参数格式是 FORMAT_TEXT 和 FORMAT_JSON,来保证输出在text和 JSON之间.

如果forAutocomplete是true,那么只有标题被搜索并返回.

VisionDALClientConsole

VisionDALClientConsole是一个很小的Windows Console应用程序。测试我们的GetDocuments程序将会涉及到VisionDAL工程集合，它将文件从VisionDAL输出到 VisionSmall\x64\Debug 。

VisionDALClientConsole 发出搜索字串请求，包括通配符“*”，它将会搜索title列和text列，并通过调用GetDocuments将字符输出。

一个简单的例子： 

201542295001192.png (677×343)

 main 入口：
 

int _tmain(int argc,TCHAR* argv[])
{
  char c;
  TCHAR *result;
  TCHAR *search = (TCHAR *)malloc(1000*2);
  char *searchA = (char *)malloc(1000);
  int retval = 1;
  char buffer[32000];
 
  buffer[0]=0;
  printf("Search for: ");
  /* wscanf doesn't get umlauts */
  if(scanf("%[^\n]", searchA) <= 0){
    printf("Could not read input - retrieving all Documents \n");
    *search=0;
  }else{
    MultiByteToWideChar(850,0,searchA, -1,search, 999);
  }
  result=GetDocuments(search, FORMAT_TEXT, 0);
  if(result == NULL){
    retval = 0;  
  }else{
    WideCharToMultiByte(850,0,result, -1,buffer, 32000,NULL,NULL);
    printf("%s", buffer);
  }
  fflush(stdin);
  printf("Press RETURN Key to Exit\n");
  getchar();
  return retval;
}

在Microsoft C V.12中按照惯例可以处理Unicode-16字串。在函数字串开始加上w或是用wcs替换str，如：wscanf,wprintf以及wcslen替换的是strlen。用wscanf不能正确的处理宽窄字符转化。我用MultiByteToWideChar，codepage用850来转化宽字符和用WideCharToMultiByte转化为一般字符。

查询MySQL数据库

上面我演示了如何连接数据库以及获得一个叫做conn的连接点。

接下来我们建立SQL查询：
 

mysql_query(conn, "SET NAMES 'utf8'");
if(forAutocomplete){
  if(search == NULL || wcslen(search) ==0){
    WideCharToMultiByte(CP_UTF8,0,
     L"SELECT Title from Document LIMIT 20",-1,sql,1000,NULL,NULL);
  }else{
    wsprintf(lbuffer, L"SELECT Title, match(Title) against('%ls' IN
     BOOLEAN MODE) as Score from Document where match(Title) against('%ls'
     IN BOOLEAN MODE) > 0.001 order by Score Desc LIMIT 20",
      search, search);
    WideCharToMultiByte(CP_UTF8,0,lbuffer,-1,sql,1000,NULL,NULL);
  }
}else if(search == NULL || wcslen(search) ==0){
  WideCharToMultiByte(CP_UTF8,0,L"SELECT DocumentID, Title, Text from Document",-1,sql,1000,NULL,NULL);
}else{    
  wsprintf(lbuffer, L"SELECT DocumentID, Title, Text, match(Title, Text)
       against('%ls' IN BOOLEAN MODE) as Score from Document where match(Title, Text)
       against('%ls' IN BOOLEAN MODE) > 0.001 order by Score Desc",
    search, search);
  WideCharToMultiByte(CP_UTF8,0,lbuffer,-1,sql,1000,NULL,NULL);
}

查询match(Title, Text) against('%ls' IN BOOLEAN MODE)在列Title和Text中查询要搜索的字符串，并返回一个反馈查询匹配情况的值。只有分数大于0.001的文档将显示，输出结果按评分排序。

IN BOOLEAN MODE时多个单词的搜索分别进行。

在搜索字符串中，你可以使用“*”作为通配符，它匹配0到n个字符。例如“as*”会匹配ASP。搜索不区分大小写。在SQL server中有些例外，“as**”不匹配任何内容，“*SP”也不匹配，你可以在字符串的开头匹配通配符。

获得数据

 

if(mysql_query(conn, sql)) {
  fprintf(stderr, "%s\n", mysql_error(conn));
  fprintf(stderr, "%s\n", sql);
  return NULL;
}
  // Process results
result = mysql_store_result(conn);
  ...
  while((row = mysql_fetch_row(result)) != NULL) {
  if(format == FORMAT_TEXT){
    MultiByteToWideChar(CP_UTF8,0,row[0], -1,buffer, 255);
    wsprintf(resultBufferp,L"%s\t", buffer);
    resultBufferp+=wcslen(buffer)+1;
    MultiByteToWideChar(CP_UTF8,0,row[1], -1,buffer, 255);
    wsprintf(resultBufferp,L"%s\t", buffer);
    resultBufferp+=wcslen(buffer)+1;
    MultiByteToWideChar(CP_UTF8,0,row[2], -1,buffer, 32000);
    wsprintf(resultBufferp,L"%s\n", buffer);
    resultBufferp+=wcslen(buffer)+1;
  }else if(format == FORMAT_JSON){
    if(!forAutocomplete){
      MultiByteToWideChar(CP_UTF8,0,row[0], -1,buffer, 255);
      wsprintf(resultBufferp,L"{\"DocumentID\": %s, ", buffer);
      resultBufferp+=wcslen(buffer)+wcslen(L"{\"DocumentID\": , ");
      MultiByteToWideChar(CP_UTF8,0,row[1], -1,buffer, 255);
      wsprintf(resultBufferp,L"\"Title\": \"%s\", ", buffer);
      resultBufferp+=wcslen(buffer)+wcslen(L"\"Title\": \"\", ");
      MultiByteToWideChar(CP_UTF8,0,row[2], -1,buffer, 32000);
      wsprintf(resultBufferp,L"\"Text\": \"%s\"},", buffer);
      resultBufferp+=wcslen(buffer)+wcslen(L"\"Text\": \"\"},");
    }else{
      MultiByteToWideChar(CP_UTF8,0,row[0], -1,buffer, 255);
      wsprintf(resultBufferp,L"\"%s\",", buffer);
      resultBufferp+=wcslen(buffer)+wcslen(L"\"\",");
    }
  }
}

mysql_query 将查询发送到服务器。mysql_store_result将结果准备为一个集合，你可用mysql_fetch_row(result)进行迭代。无论列具有什么数据类型，每行都是一个字符串数组。我更喜欢ADO.NET中的具有类型的列。在.NET中，我们可能使用StringBuilder来聚集结果字符串，这里我们通过malloc和增长resultBufferp指针来定位char[]。我们使用MultiByteToWideChar来转换到WCHAR。
 
 JSON 格式

我决定不采用XML格式，而使用轻量级的 JSON-格式，以此来从Web页面通过AJAX与Webservice通讯。

JSON-输出看起来像这样
 

[{"DocumentID": 1, "Title": "ASP MVC 4", "Text":
   "Was für Profis"},{"DocumentID": 2, "Title": "JQuery",
   "Text": "Hat Ajax Support"},{"DocumentID": 3, "Title": "
WebServices", "Text": "Visual C++ kanns nicht"},{"DocumentID": 4,
 "Title": "Boost", "Text": "Muss Extra installiert werden"}]
 在参数自动完成为真的时候，JSON-看起来像这样：
?
1
 
["ASP MVC 4","JQuery","WebServices","Boost"]

  "[]" 符号表明了一个数组的开始与结束， "{}" 标明了一个对象的开始与结束。在一个对象中，":"前面的部分是属性名称，在它后面的部分是属性值。与之类似的，在你用JavaScript编码的时候也差不多一样。通过JavaScript-命令JSON.parse，你得到一个完整的对象，这个对象的属性可以通过通常的"." 符号访问。

为 GetDocuments 方法搭建 Webservice

我使用"Visual C#/WCF/WCF Service Application"模板创建了 VisionWeb项目，需要添加必要的System.ServiceModel引用。

下一步我们使用 NuGet 来添加必要的 JavaScript 库。选择 "Tools/Library Packet Manager/Package Manager Console" 并执行如下命令：
 

Install-Package jQuery
Install-Package jQuery.UI.Combined

下一步我们在 “  App-Code/IVisionService.cs” 文件中定义 service contract  ：
 

namespace VisionServices
{
  [ServiceContract(SessionMode = SessionMode.Allowed)]
  public interface IVisionService
  {
    [OperationContract]
    [WebInvoke(
      Method = "POST",
      BodyStyle = WebMessageBodyStyle.WrappedRequest,
      RequestFormat = WebMessageFormat.Json,
      ResponseFormat = WebMessageFormat.Json)]
    string GetDocuments(string search, int format, int forautocomplete);  
  } 
}

WebInvoke 属性是保证 service 能够被Ajax调用。我选择POST作为在HTTP请求中传递参数的方式。这个可选择的 GET 方式, 会加密并且暴露在URL中的参数。
我们指定以JSON格式发送请求和响应。当传递一个或多个参数时必须使用

BodyStyle = WebMessageBodyStyle.WrappedRequest。
你可以使用 WebMessageBodyStyle.Bareif ，这样你会得到零或者一个参数。

Webservice的实现

我们将实现定义在 "App-Code/IVisionService.cs"中：
 

namespace VisionServices
{
  public class PInvoke
  {
    [DllImport("VisionDAL.dll", CharSet = CharSet.Unicode)]
    public static extern string GetDocuments(string search, int format, int forAutocomplete);
  }
  public class VisionService : IVisionService
  {
    public string GetDocuments(string search, int format, int forautocomplete)
    {
      string result = PInvoke.GetDocuments(search, format, forautocomplete).ToString();
      return result;
    }
  }
}

VisionService.svc的实现

 

<%@ ServiceHost Language="C#" Debug="true" Service="VisionServices.VisionService" CodeBehind="App_Code\VisionService.cs" %>

这里定义了调用"http://<your webserver>:<your port>VisionService.svc"时的服务端点 ，调用GetDocuments函数的URL地址是 "http://<your webserver>:<your port>VisionService.svc/GetDocuments"。

Web.config 文件
 

<?xml version="1.0"?>
<configuration>
 <appSettings/>
 <system.web>
  <httpRuntime/>
  <compilation debug="true"/>
 </system.web>
 <system.serviceModel>
  <services>
   <service name="VisionServices.VisionService">
    <endpoint address="" binding="webHttpBinding"
       contract="VisionServices.IVisionService" behaviorConfiguration="webHttpEndpoint"/>
    <endpoint address="mex" binding="mexHttpBinding" contract="IMetadataExchange"/>
   </service>
  </services>
  <behaviors>
   <endpointBehaviors>
    <behavior name="webHttpEndpoint">
     <webHttp helpEnabled="true"/>
    </behavior>
   </endpointBehaviors>
   <serviceBehaviors>
    <behavior>
     <serviceMetadata httpGetEnabled="true" httpsGetEnabled="true"/>
     <serviceDebug includeExceptionDetailInFaults="true"/>
    </behavior>
   </serviceBehaviors>
  </behaviors>
  <serviceHostingEnvironment aspNetCompatibilityEnabled="false" multipleSiteBindingsEnabled="true"/>
 </system.serviceModel>
 <system.webServer>
  <modules runAllManagedModulesForAllRequests="true"/>
  <directoryBrowse enabled="true"/>
 </system.webServer>
</configuration>

这是允许Ajax请求的配置。 你可以使用很多选项来配置WCF。你可以到Safari上查看更多类似于[2]的文档。

<endpoint address="mex" binding="mexHttpBinding" contract="IMetadataExchange"/>配置了一个提供元数据交换的端点，通过元数据你可以自动生成代码来获得WebService代理，比如使用svcutil。选择"Programs/Microsoft Visual Studio 2012/Visual Studio Tools/Developer Command Prompt for VS2012". 输入svcutil http://localhost:8001/VisionService.svc.一个名为VisionService.cs 的文件就生成了, 在其他情况下也会生成一个包含了Webservice配置信息的文件。

托管网站

启动“设置/控制面板/管理工具/ Internet信息服务（IIS）管理器”。当没有安装iis的时候，导航到“应用程序池”，找到正在运行.Net Framework 4.0版本应用程序池的名称，或者添加一个新的应用程序池。导航到“网站”节点，右击它，然后选择“添加网站...”，使用Vision作为网站的名称，为这个应用选择一个正在运行的 .Net Framework 4.0版本应用池。使用 <vision installdir>/VisionWeb作为物理路径，设置端口为8001.选择属性上VisionWeb项目，选择“网络”，选中“使用自定义的Web服务器”，输入服务器URL http://localhost:8001。你可以使用其他的选项来托管网站，例如在IIS Express中，但是如果你不想改变Default.html文件，你必须将端口设置为8001。

HTML/JQuery 页面

在VisionWeb中有个名为Default.html的单一HTML页面，它包含了HTML与JavaScript的内容，它被标为起始页。

同样这里是这个页面的样子：

201542295039151.png (360×303)

<html>
<head>
  <title>Search</title>
  <script src="Scripts/jquery-2.0.2.js"></script>
  <script src="Scripts/jquery-ui-1.10.3.js"></script>
  <link href="Content/themes/base/jquery.ui.autocomplete.css" rel="stylesheet" />
  <style type=text/css>
    .ui-menu-item {
      background: White;
    }
    .ui-helper-hidden-accessible { display:none; }
  </style>
</head>

HTML代码说明了这是一个HTML 5的文档类型。接着我们包含进了必须的JavaScript文件。在jQuery-UI中我们只用到了自动完成插件，为此我们还包含了它的CSS文件。

对于自动完成对象，包含了类[__em all="[object HTMLCollection]"__] .ui-menu-item，我们将背景设置为白色，不然的话它的透明背景会使表格的内容穿透出来。


[__em all="[object HTMLCollection]"__].ui-helper-hidden-accessible { display:none; }将一个烦人的帮助信息从自动完成插件移走。
 

<form>
    <label for="search" >Search:</label>
    <input type="text" id="search", name="search" />
    <input type="button" id="update" name="update" value="Update" />
     <div id="result"></div>
  </form>

表单中的元素被赋以了id，因此你可以类似$('#result')用jQuery获得它们。你还可以用jQuery代替缩写的$，例如[__em all="[object HTMLCollection]"__] jQuery('#result')。JavaScript的函数调用document.getElementById('result')具有同样的效果，但是jQuery支持所有类型的CSS选择符。


我使用无侵入的JavaScript，也就是说html代码没有混在JavaScript代码中。事件处理器是在function$(document).ready(function ()方法中绑定的，这个方法会在页面加载后执行。 

当你点击"update"按钮的时候会执行GetDocuments方法。它会进行一次全文检索然后将结果显示到一个HTML表格中：
 

我们把查询表单中"search"字段的值付给变量searchstring,然后，当searchstring中不包含"*"通配符的时候，我们在其后面添加通配符"*"，jQuery提供了对Ajax的支持，比如$.ajax()方法。

你可以从这儿查看关于这个方法的说明：jQuery.ajax()。

url：制定了我们在WCF应用中配置好的路径。就如我们在WCF应用中设置的一样，我们使用JSON数据格式。在success方法（这个方法会在ajax请求成功后被异步调用）中，我们获取了json变量，也就是GetDocuments方法输出的值。通过简单的调用JSON.parse(json)方法，我们获得了一个完全成熟的JavaScript对象，我们使用这个对象生成Html表格。result>变量是一个JavaScript对象数组。jquery的$.each方法遍历整个数组，当方法执行的时候，使用当前数组元素的索引和处于当前索引位置的元素作为参数。我们通过调用$('#result').html(display)来显示Html代码，从而生成我们的结果DIV。底层数据:我们使用JSON.stringify方法将用来传输的数据转化为JavaScript对象并将其作为参数。当发生错误的时候，在error:后面的代码将会执行。

自动完成是如何工作的

在我们的 JavaScript 代码开头，我们描述了一个全局变量，用来将用于自动完成的单词保存在一个数组中：var Documents = [];。 函数GetAutocomplete填充了Documents数组。 Autocomplete函数：
 

这看起来非常像GetDocuments函数。success 函数只是更新了Documents变量，通过JSON.parse来将Webservice的输出进行转换。注意async: false，这使得调用是异步的。这个自动完成插件会调用GetAutocomplete函数，并立即显示Documents。


在 $(document).ready(function () 中初始化自动完成插件:
 

你可以在这里找到关于自动完成的信息：自动完成。

在搜索框中处理 [RETURN] 键：
 

e.preventDefault();停止了对当前事件的处理。

调试

你可以在web浏览器中输入 URL http://localhost:8001/VisionService.svc。如果服务激活失败，将会有一条信息提示，例如 VisionDAL.dll 无法加载。你可以用像Fiddler 之类的工具检测其间的http通信。

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