Как быстро реализовать поиск на корпоративном портале

Привет, меня зовут Антон Щербак, я разработчик корпоративного портала Selectel. Это внутренняя система, где можно узнать новости компании, поучаствовать в Selectel Game (это наша собственная геймификация рабочих достижений) и, конечно, найти необходимого коллегу или структуру.

Нас уже более 700, и иногда поиск человека превращается в выпуск ток-шоу «Жди меня». Поэтому у нас была задача сделать его более удобным и приводящим к нужному результату. Под катом рассказываю, к какому решению мы в итоге пришли и как реализовали.

Итак, наша цель — сделать поиск на портале более удобным и функциональным. Пользователи — сотрудники компании — хотели бы искать коллег по:

• ФИО,
• департаменту,
• телеграм-аккаунту,
• номеру телефона,
• логину,
• должности.

Причем частенько сотрудники ищут кого-то с неправильной раскладкой клавиатуры. Хотят написать Петров, а выходит Gtnhjd. Жутко бесит каждый раз понимать, что забыл изменить раскладку (поклонники Punto Switcher, к вам это, конечно же, не относится). Поэтому решили сделать поиск еще и по неправильно выставленной раскладке клавиатуры (RUS-EN).

О базе данных

В работе наша команда использует СУБД PostgreSQL, которую админят DevOps-инженеры Selectel. По сути, мы пользуемся облачными базами данных ^[1], которые доступны и нашим клиентам.

Структура базы данных, которая затрагивается в этой задаче, выглядит примерно так:

Что мы имеем? Данные расположены в разных табличках и связаны отношениями М2М. Всего в поиске задействовано 7 таблиц, и каждая имеет поле активных записей.

Количество записей в каждой из таблиц не более 2 000, и в ближайшее время это число не вырастет. Хоть Selectel и нанимает неплохое число новых сотрудников каждую неделю, но +1 000 людей в ближайшее время точно не наймет. А значит, изменений в числе запросов пока не предвидится.

Осталось разобраться, какой способ организации поиска выбрать, чтобы собрать все данные в простую строчку.

Краткий обзор подходов к поиску

Поиск с использованием ILIKE

Описание этого подхода довольно простое: «А давайте просто сделаем SELECT … FROM … WHERE column ILIKE ‘%pattern%’»

Для тех, кто мало с ним знаком, ILIKE — это оператор регистронезависимого сравнения по шаблону. Если паттерн совпал со значением в колонке, он возвращает TRUE.

Преимущества

• Подход очень удобен, когда данных не очень много.
• Не требует дополнительных настроек для работы.
• Такой вариант хорошо использовать, когда данные экранированы и не подвергаются всяким склонениям и прочим морфологическим изменениям.
• И в целом для организации простого поиска он подходит как нельзя лучше.

Недостатки

• Эффективность поиска падает при росте количества данных.
• Очень сложно как-то расширять и усложнять поиск (если например требуется учет морфологии, либо поиск с опечатками)
• Есть небольшие нюансы, связанные с сортировкой данных после поиска. О них я расскажу далее.

Полнотекстовый поиск на PostgreSQL

PostgreSQL обладает отличным встроенным полнотекстовым движком с хорошей документацией и шикарным API. Полнотекстовый поиск очень полезен в двух случаях:

1. требуется искать по тексту с учетом морфологии слова. К примеру, по запросу «собака» поиск должен также найти слова «собачий», «собачка» и т.д.,
2. требуется неточный поиск (fuzzy search), когда в тексте могут быть опечатки.

Для организации полнотекстового поиска в PostgreSQL нужно создать новый столбец векторного типа. В нем будут храниться векторы, созданные из лексем слов текста для каждой строки в таблице. Потом по этому вектору строится GIN-индекс, чтобы поиск работал быстро, и пишется триггер, который будет создавать поисковый вектор для каждой новой записи. Также можно использовать автогенерируемые колонки для PostgreSQL 12 версии и старше.

Преимущества

• Простая настройка, так как в наших проектах используется PostgreSQL и не требуется подключение дополнительного инструментария.
• Поддержка морфологии и поиска с опечатками. Это позволит расширять сложность поиска.
• Лучшая поддержка консистентности данных за счет хранения векторов в той же базе данных. Меньше головной боли.
• По производительности превосходит оператор LIKE.

Недостатки

• Производительность падает при аналитике больших документов.
• Масштабирование нагрузки поиска и его индексации приходится делать в том же сервисе.

Полнотекстовый поиск с использованием NoSQL поисковых движков по типу ElasticSearch

ElasticSearch — это мощный инструмент поиска документов. Решение делалось специально для поиска и особо эффективно, когда данных очень много.

Преимущества

• Недостатки PostgreSQL тут не актуальны.
• Хорошая устойчивость к изменениям в модели, так как решение отделено от основного хранилища данных.

Недостатки

• Нужно передавать содержимое базы данных внешним поисковым системам.
• Нужно следить за согласованностью данных. Могут быть ситуации, когда поиск находит уже удаленные или деактивированные в БД данные.

В целом, такой вариант подходит для поиска по огромным пластам данных и для того, чтобы получить готовое эффективное коробочное решение. Чем больше тексты, по которым будет производиться поиск, тем эффективнее будет ElasticSearch по сравнению с PostgreSQL.

Для организации поиска на корпоративном портале (не путать с основным сайтом selectel.ru) больше всего подходит написание запроса с использованием ILIKE. Выбор обусловлен тем, что:

• Данных мало.
• Данные экранированы, а значит, морфологический разбор нам не нужен.
• Хочется сохранить консистентность данных на высоком уровне.
• Должности, департаменты и логины в социальных сетях часто меняются.
• Этот вариант наименее трудозатратен и не требует дополнительных настроек.
• Лучшая производительность полнотекстового поиска PostgreSQL не раскрывается в полной мере на маленьком количестве данных.

Программная реализация

Первым делом напишем запрос для базы данных, который будет отдавать информацию по поисковому запросу.

Будем писать его, разбив на части и постепенно наращивая объем. Так будет понятно, какая из частей какую задачу решает.

Начнем с простого и выполним поиск по ФИО. Он должен выдавать нам результаты на поисковые запросы вида:

антон
щербак
антон щербак
щербак антон
щербак а
антон щ

Запрос:

select users.id, concat_ws(' ', users.surname, users.name) as display_name
from users
where concat_ws(' ', users.surname, users.name) ilike :pattern
or concat_ws(' ', users.name, users.surname) ilike :pattern

Pattern будет равен ‘{string}%’ (например ‘антон%’), чтобы искать строки, которые начинаются на заданный шаблон. В этом случае наш поиск не будет отдавать нерелевантные данные, если пользователь ввел, например «наст», а получил пользователя «Конастов Виктор».

Но если это не критично, то, думаю, можно использовать шаблон ‘%{string}%’ для получения полного объема данных, который совпадает с шаблоном. Либо же для каких-то полей искать только те строки, где одинаковое именно начало шаблона, а уже в других полное вхождение.

Пример:

departments.name ilike ‘%корп%’
or
users.surname ilike ‘корп%’

В примере выше поиск найдет например «Отдел разработки корпоративного портала», но не найдет пользователя в фамилией «Стокорпин».

Теперь добавим поиск по департаменту. Для этого нужно приклеить новую табличку:

 select users.id, concat_ws(' ', users.surname, users.name) as display_name
from users
join users_departments on (users_departments.is_active = true and users_departments.user_id = users.id)
join departments on (users_departments.department_id = departments.id)
where (
   (concat_ws(' ', users.surname, users.name) ilike :pattern 
or concat_ws(' ', users.name, users.surname) ilike :pattern)
   or
   departments.name ilike :pattern
)
 

Поле is_active со значением true одно в департаментах и должностях, поэтому дубликатов при склейке не возникает и необходимость outerjoin также пропадает.

Добавим поиск по телеграм-аккаунту к нашему запросу:

 select users.id, concat_ws(' ', users.surname, users.name) as display_name
from users

join users_departments on (users_departments.is_active = true and users_departments.user_id = users.id)
join departments on (users_departments.department_id = departments.id)

join users_socials on (users_socials.is_active = true and users_socials.user_id = users.id and users_socials.social_id=:telegram_social_id)

where (
   (concat_ws(' ', users.surname, users.name) ilike :pattern or concat_ws(' ', users.name, users.surname) ilike :pattern)
   or
   departments.name ilike :pattern
   or
   users_socials.social_login ilike :pattern
)

И оставшиеся поля:

select users.id, concat_ws(' ', users.surname, users.name) as display_name
from users

join users_departments on (users_departments.is_active = true and users_departments.user_id = users.id)
join departments on (users_departments.department_id = departments.id)

join users_socials on (users_socials.is_active = true and users_socials.user_id = users.id and users_socials.social_id=:telegram_social_id)

join users_positions on (users_positions.is_active = true and users.id=users_positions.user_id)
join positions on users_positions.position_id = positions.id

where (
   (concat_ws(' ', users.surname, users.name) ilike :pattern or concat_ws(' ', users.name, users.surname) ilike :pattern)
   or
   departments.name_ru ilike :pattern
   or
   users_socials.social_login ilike :pattern
   or
   positions.name ilike :pattern
   or
   users.login ilike :pattern
   or
   users.phone ilike :pattern
)

Теперь мы можем находить наших пользователей! Чтобы поиск был еще удобнее и полезнее, к нему нужно добавить сортировку данных. Обычно люди при вводе информации хотят сначала увидеть, к примеру, подходящие под шаблон фамилии, а потом уже ник в Telegram.

Мы выбрали следующий порядок приоритетов:

• Фамилия
• логин в Telegram
• телефон
• логин на портале
• имя
• департамент
• должность

Чтобы выполнить сортировку, есть один трюк, который мы разберем на примере совпадения фамилии.

Добавим к нашему запросу новый оператор:

order by (not users.surname ilike :pattern)

Как это работает? Если шаблон совпал с фамилией пользователя, будет true (или единица). Получится так, что у нас будет сортировка по числовому столбцу, состоящему из нулей и единиц. Чтобы совпадающие фамилии были вверху, нужно инвертировать значение (т.к. 0 < 1).

Теперь если мы добавим в сортировку еще и имя, то фамилия все равно будет в приоритете. Но и результаты поиска изменятся — будут в том виде, в котором нам нужно.

Дополним наш запрос сортировкой:

 select users.id, concat_ws(' ', users.surname, users.name) as display_name
from users

join users_departments on (users_departments.is_active = true and users_departments.user_id = users.id)
join departments on (users_departments.department_id = departments.id)

join users_socials on (users_socials.is_active = true and users_socials.user_id = users.id and users_socials.social_id=:telegram_social_id)

join users_positions on (users_positions.is_active = true and users.id=users_positions.user_id)
join positions on users_positions.position_id = positions.id

where (
   (concat_ws(' ', users.surname, users.name) ilike :pattern or concat_ws(' ', users.name, users.surname) ilike :pattern)
   or
   departments.name_ru ilike :pattern
   or
   users_socials.social_login ilike :pattern
   or
   positions.name ilike :pattern
   or
   users.login ilike :pattern
   or
   users.phone ilike :pattern
)
order by
(not users.surname ilike :pattern),
(not COALESCE(users_socials.social_login, '') ilike :pattern),
(not users.phone ilike :pattern),
(not users.login ilike :pattern),
(not users.name ilike :pattern),
(not departments.name_ru ilike :pattern),
(not positions.name ilike :pattern),
users.id

COALESCE нужен на случай, если логина у пользователя нет. Он выставляет в значение по умолчанию пустую строку, которая не влияет на результаты выборки.

Запрос готов! Осталось только решить задачку с неправильной раскладкой клавиатуры. Тут мы не придумали ничего лучше, чем просто написать маленькую функцию на питоне (наш бэк написан на Python), которая возвращает текст на другой раскладке.

def translate_text(s: str):
   eng_layout = "qwertyuiop[]asdfghjkl;'zxcvbnm,./`QWERTYUIOP{}ASDFGHJKL:"ZXCVBNM<>?~"
   rus_layout = "йцукенгшщзхъфывапролджэячсмитьбю.ёЙЦУКЕНГШЩЗХЪФЫВАПРОЛДЖЭЯЧСМИТЬБЮ,Ё"
   if s[0] in eng_layout:
       table = str.maketrans(eng_layout, rus_layout)
   else:
       table = str.maketrans(rus_layout, eng_layout)
   return s.translate(table)

И в итоге просто искать по двум шаблонам.

Заключение

Итак, мы рассмотрели реализацию довольно простого поиска по небольшой базе. Безусловно, если ваша база данных сложнее и больше, вам нужна другая система поиска. Надеюсь, вам было полезно описание этой технической задачки. Пишите в комментариях, с каким поиском имели дело вы.

Возможно, эти тексты тоже вас заинтересуют:

→ Как мы решали задачу с «нарезкой» vCPU ^[2]
→ Как мы сделали самописный длиномер для работы в дата-центрах ^[3]
→ Обзор на разработчика: как айтишники попробовали себя в стендапе ^[4]