# search_engine **Repository Path**: ljc_man/search_engine ## Basic Information - **Project Name**: search_engine - **Description**: No description available - **Primary Language**: C++ - **License**: MIT - **Default Branch**: master - **Homepage**: None - **GVP Project**: No ## Statistics - **Stars**: 0 - **Forks**: 2 - **Created**: 2025-06-22 - **Last Updated**: 2025-10-12 ## Categories & Tags **Categories**: Uncategorized **Tags**: None ## README # 🔍 搜索引擎项目分析报告 ## 📋 项目概述 这是一个基于C++开发的分布式搜索引擎项目，支持中英文搜索和智能推荐功能。项目采用多版本迭代开发，从v1.0到v4.0逐步完善功能和架构。 ## 🏗️ 技术栈 ### 核心技术 - **编程语言**: C++17 - **构建工具**: CMake 3.10+ - **网络编程**: Epoll + Reactor模式 - **多线程**: 线程池 + 任务队列 - **缓存系统**: Redis + LRU本地缓存 - **中文分词**: Jieba分词库 - **数据格式**: JSON (nlohmann/json) - **XML解析**: TinyXML2 ### 依赖库 - `redis++`: Redis C++客户端 - `hiredis`: Redis底层C库 - `pthread`: POSIX线程库 - `nlohmann/json`: JSON处理库 - `jieba`: 中文分词库 - `utf8`: UTF-8字符串处理 ## 📁 项目结构 ``` search_engine-master/ ├── 📂 off-line/ # 离线数据处理模块 │ ├── 📂 corpus/ # 语料库 │ │ ├── 📂 dardWordEn/ # 英文困难词汇 │ │ ├── 📂 dardWordZh/ # 中文困难词汇 │ │ ├── 📂 stopWordEn/ # 英文停用词 │ │ ├── 📂 stopWordZh/ # 中文停用词 │ │ └── 📂 xml/ # XML数据源 │ ├── 📂 dictProduce/ # 词典生成 │ │ ├── enDictProduce.cc # 英文词典生成 │ │ ├── zhDictProduce.cc # 中文词典生成 │ │ └── *DictIndexProduce.cc # 词典索引生成 │ ├── 📂 repageProduce/ # 网页处理 │ └── 📂 total/ # 数据整合 ├── 📂 v1.0/ # 版本1.0 ├── 📂 v2.0/ # 版本2.0 ├── 📂 v3.0/ # 版本3.0 ├── 📂 v4.0/ # 版本4.0 └── 📂 teacher/ # 教学资源 ``` ### 各版本源码结构 ``` vX.X/ ├── 📂 src/ │ ├── 📂 client/ # 客户端代码 │ │ └── main.cc # 客户端主程序 │ └── 📂 server/ # 服务端代码 │ ├── 🌐 网络层 │ │ ├── Acceptor.cc/h # 连接接受器 │ │ ├── EventLoop.cc/h # 事件循环 │ │ ├── TcpServer.cc/h # TCP服务器 │ │ ├── TcpConnection.cc/h # TCP连接 │ │ ├── Socket.cc/h # 套接字封装 │ │ └── SocketIO.cc/h # 套接字IO │ ├── 🧵 并发层 │ │ ├── ThreadPool.cc/h # 线程池 │ │ ├── TaskQueue.cc/h # 任务队列 │ │ ├── Task.cc/h # 任务处理 │ │ └── MyThread.h # 线程封装 │ ├── 💾 缓存层 │ │ ├── LRUCache.cc/h # LRU本地缓存 │ │ └── RedisCache.cc/h # Redis缓存 │ ├── 🔍 业务层 │ │ ├── SearchService.cc/h # 搜索服务 │ │ ├── RecommendService.cc/h # 推荐服务 │ │ └── EchoServer.cc/h # 主服务器 │ └── 📡 协议层 │ └── TLV.h # TLV协议定义 ├── 📂 data/ # 数据文件 │ ├── 📂 mydict/ # 词典数据 │ ├── 📂 repage/ # 网页数据 │ └── 📂 stopword/ # 停用词 ├── 📂 conf/ # 配置文件 │ └── 📂 dict/ # 分词配置 └── 📂 build/ # 构建目录 ``` ## 🔄 版本演进分析 ### v1.0 → v2.0 - ✅ **新增Redis缓存**: 引入Redis分布式缓存 - ✅ **客户端分离**: 将客户端和服务端分离编译 - ✅ **依赖管理**: 添加redis++和hiredis依赖 ### v2.0 → v3.0 - ✅ **LRU缓存**: 新增本地LRU缓存机制 - ✅ **多级缓存**: 实现Redis + LRU双层缓存 - ✅ **线程优化**: 改进线程管理和同步机制 - ✅ **头文件分离**: 将头文件从源码中分离 ### v3.0 → v4.0 - 🔄 **架构稳定**: 主要进行代码优化和bug修复 - 🔄 **性能调优**: 优化缓存策略和网络性能 ## 🏛️ 系统架构 ### 整体架构图 ``` ┌─────────────────┐ ┌─────────────────┐ │ 📱 Client │ │ 📱 Client │ └─────────┬───────┘ └─────────┬───────┘ │ │ └──────────┬───────────┘ │ TLV Protocol ┌──────────▼───────────┐ │ 🌐 EchoServer │ │ (Main Server) │ └──────────┬───────────┘ │ ┌──────────▼───────────┐ │ 🧵 ThreadPool │ │ (Task Queue) │ └──────────┬───────────┘ │ ┌───────────────┼───────────────┐ │ │ │ ┌────▼────┐ ┌────▼────┐ ┌────▼────┐ │ 🔍 Search│ │ 💡 Recommend │ │ 💾 Cache │ │ Service │ │ Service │ │ Manager │ └─────────┘ └─────────────┘ └─────────┘ │ │ │ │ │ ┌────▼────┐ │ │ │ LRU │ │ │ │ Cache │ │ │ └─────────┘ │ │ │ │ │ ┌────▼────┐ │ │ │ Redis │ │ │ │ Cache │ │ │ └─────────┘ │ │ ┌────▼───────────────▼────┐ │ 📊 Data Storage │ │ ┌─────────┬─────────┐ │ │ │ 📚 Dict │ 📄 Pages│ │ │ │ Data │ Data │ │ │ └─────────┴─────────┘ │ └─────────────────────────┘ ``` ### 核心模块调用关系 ```mermaid graph TD A[EchoServer] --> B[TcpServer] A --> C[ThreadPool] B --> D[EventLoop] B --> E[Acceptor] D --> F[TcpConnection] C --> G[TaskQueue] G --> H[Task] H --> I[SearchService] H --> J[RecommendService] H --> K[LRUCache] I --> L[Jieba分词] I --> M[倒排索引] J --> N[词典索引] K --> O[RedisCache] ``` ## 🔧 核心功能模块 ### 1. 🌐 网络通信层 - **Reactor模式**: 基于Epoll的高性能网络IO - **TLV协议**: Tag-Length-Value自定义协议 - **连接管理**: 支持多客户端并发连接 ### 2. 🧵 并发处理层 - **线程池**: 固定大小线程池处理请求 - **任务队列**: 生产者-消费者模式 - **异步处理**: 非阻塞任务分发 ### 3. 🔍 搜索引擎核心 - **中文分词**: 基于Jieba的智能分词 - **倒排索引**: 高效的文档检索 - **TF-IDF算法**: 文档相关性计算 - **多语言支持**: 中英文混合搜索 ### 4. 💡 推荐系统 - **词典匹配**: 基于编辑距离的词汇推荐 - **频率统计**: 词频统计和排序 - **智能补全**: 前缀匹配和模糊搜索 ### 5. 💾 缓存系统 - **双层缓存**: Redis + LRU本地缓存 - **缓存同步**: 多线程安全的缓存更新 - **缓存策略**: LRU淘汰算法 ## 🚀 项目启动指南 ### 环境要求 - **操作系统**: Linux (推荐Ubuntu 18.04+) - **编译器**: GCC 7.0+ (支持C++17) - **依赖**: Redis服务器 ### 编译步骤 ```bash # 1. 进入项目目录 cd search_engine-master/v3.0 # 2. 创建构建目录 mkdir -p build && cd build # 3. CMake配置 cmake .. # 4. 编译 make -j4 # 5. 启动Redis服务 redis-server # 6. 启动搜索引擎服务器 ./server # 7. 启动客户端（另一个终端） ./client ``` ### 使用方法 ```bash # 搜索功能（在客户端输入） hello world# # 搜索"hello world" # 推荐功能 hello* # 获取"hello"的推荐词汇 ``` ## 📊 数据流程 ### 离线数据处理 ``` 原始文档 → XML解析 → 分词处理 → 建立索引 → 存储到文件 ↓ 词典构建 → 频率统计 → 索引生成 → 数据整合 ``` ### 在线查询处理 ``` 用户查询 → TLV协议 → 任务队列 → 缓存检查 → 服务处理 → 结果返回 ↓ 分词处理 → 索引查找 → 相关性计算 → 结果排序 → JSON格式化 ``` ## 🎯 优化建议 ### 🔧 性能优化 1. **内存管理** - 使用智能指针减少内存泄漏 - 实现对象池复用频繁创建的对象 - 优化大文件的内存映射读取 2. **并发优化** - 实现无锁数据结构 - 使用读写锁优化缓存访问 - 增加工作线程数量的动态调整 3. **缓存优化** - 实现缓存预热机制 - 添加缓存命中率监控 - 优化缓存淘汰策略 ### 🏗️ 架构改进 1. **微服务化** - 将搜索和推荐服务独立部署 - 引入服务注册与发现 - 实现负载均衡 2. **数据存储** - 引入Elasticsearch提升搜索性能 - 使用数据库存储元数据 - 实现数据分片和副本 3. **监控运维** - 添加日志系统 - 实现性能监控 - 增加健康检查接口 ### 🛡️ 安全加固 1. **输入验证** - 添加SQL注入防护 - 实现请求频率限制 - 增加输入长度检查 2. **网络安全** - 支持HTTPS协议 - 实现用户认证 - 添加访问控制 ### 📈 功能扩展 1. **搜索功能** - 支持布尔查询 - 实现语义搜索 - 添加搜索结果高亮 2. **推荐算法** - 引入机器学习算法 - 实现个性化推荐 - 添加热词推荐 3. **用户体验** - 开发Web界面 - 实现搜索历史 - 添加搜索统计 ## 📝 总结 这个搜索引擎项目展现了一个完整的C++后端系统的设计思路，从网络编程到数据处理，从缓存优化到并发控制，涵盖了现代搜索引擎的核心技术。项目的版本迭代体现了软件工程的渐进式开发理念，每个版本都在前一版本的基础上增加新功能和优化性能。 ### 🌟 项目亮点 - ✅ 完整的搜索引擎架构 - ✅ 高性能网络编程实现 - ✅ 多级缓存系统设计 - ✅ 中英文混合搜索支持 - ✅ 模块化的代码组织 ### 🎓 学习价值 - 📚 网络编程和并发处理 - 📚 缓存系统设计 - 📚 搜索算法实现 - 📚 系统架构设计 - 📚 C++工程实践 这个项目为学习现代C++开发和搜索引擎技术提供了很好的参考价值。 ## 📊 代码统计 ### 代码规模概览 | 📋 统计项目 | 📈 数量 | 📝 说明 | |------------|---------|--------| | **C++源文件(.cc)** | 150个 | 包含所有版本的实现文件 | | **头文件(.h)** | 120个 | 包含所有版本的头文件 | | **总文件数** | 270个 | C++相关文件总数 | | **C++源码行数** | 36,309行 | 所有.cc文件的代码行数 | | **头文件行数** | 23,251行 | 所有.h文件的代码行数 | | **总代码行数** | **59,560行** | **项目总代码量** | ### 📈 代码分布分析 ``` 代码行数分布: ├── 📄 C++实现文件: 36,309行 (61%) └── 📄 头文件声明: 23,251行 (39%) 平均每个文件: ├── 📄 .cc文件平均: ~242行/文件 └── 📄 .h文件平均: ~194行/文件 ``` ### 🏗️ 项目规模评估 - **🎯 项目规模**: 中大型C++项目 - **📚 代码复杂度**: 高复杂度系统级项目 - **🔧 开发工作量**: 约6万行代码，体现了完整的搜索引擎系统 - **📖 学习价值**: 代码量适中，适合深入学习和研究 ### 💡 代码质量特点 - ✅ **模块化设计**: 代码按功能模块清晰分离 - ✅ **版本迭代**: 4个版本展现了项目演进过程 - ✅ **头文件分离**: 良好的接口与实现分离 - ✅ **功能完整**: 涵盖网络、并发、缓存、搜索等核心模块 这个近6万行的C++项目展现了一个完整搜索引擎系统的实现，代码规模适中，结构清晰，是学习大型C++项目开发的优秀案例。