■PostgreSQLでpg_bigmを使って日本語全文検索 ～pg_bigmで全文検索するときに知っておくべき8のこと～ （MySQLとPostgreSQLの日本語全文検索勉強会 発表資料） NTTデータ 澤田 雅彦

1. Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
2016年2月9日
株式会社NTTデータ 澤田雅彦
PostgreSQLでpg_bigmを使って日本語全文検索
～pg_bigmで全文検索するときに知っておくべき8のこと～
@MySQLとPostgreSQLの日本語全文検索勉強会

2. 2Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
PostgreSQL 9.5 リリース！
1/7にリリース
されました！

3. 3Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
PostgreSQL 開発者@ NTT データ
社内 PostgreSQL 営業・技術支援
PostgreSQL のコア機能を開発
レプリケーション運用性向上
REINDEX SCHEMA / VERBOSE
pg_bigm(全文検索モジュール)
コア機能へのパッチレビューア
澤田 雅彦 @sawada_masahiko

4. 4Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
「PostgreSQL 全文検索 日本語」で検索
pg_bigm
textsearch_ja
pg_trgm
pgroonga

5. 5Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
PostgreSQLで使える日本語全文検索モジュールはいろいろ
• pgroonga
• pg_bigm
• pg_trgm
• unigram
• textsearch_ja
• textsearch_groonga
• textsearch_senna
など

6. 6Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
形態素解析 N-gram
分類すると
• textsearch_ja
• pgroonga
• textsearch_
groonga
• pg_bigm
• pg_trgm
• unigram
• textsearch_senna

7. Copyright © 2016 NTT DATA Corporation 7
pg_bigmで全文検索するときに知っておくべき8のこと

8. 8Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
1.
全文検索インデックスが
必要ない検索と
必要ある検索

9. 9Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
全文検索インデックスが必要ない/ある検索
全文検索インデックスが必要ない検索
• テーブル件数が少ない → シーケンシャルスキャンでOK
• 前方一致検索だけ (‘東京%’) → BtreeインデックスでOK
• 後方一致検索だけ (‘%東京’) → Btree(式)インデックスでOK
全文検索インデックスが必要ある検索
• 大きいテーブルで中間一致検索を使う (‘%東京%’)
• 前方、後方、中間一致検索をする可能性がある

10. 10Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
2.
なぜpg_bigmを開発したか

11. 11Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
昔、PostgreSQLで全文検索したい時
○ PostgreSQL 8系で日本語全文検索が可能
× 全文検索インデックスは、リカバリ未対応
× クラッシュ後、REINDEXが必要
× 8.3以降のVACUUMに未対応
× PostgreSQL9系には未対応

12. 12Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
PostgreSQL本体でもN-gram全文検索の利用が可能に
○ PostgreSQL付属モジュール
○ インデックスはPostgreSQLが管理
× 日本語(マルチバイト文字)に未対応
× 1，2文字検索が低速

13. 13Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
N-gramで日本語対応
pg_bigmはpg_trgmを日本語検索に強化・最適化したモジュール
pg_bigm
(バイグラム)
pg_trgm
(トライグラム)
インデックスの
作成方法
2-gram 3-gram
日本語対応 ○ ×
1，2文字検索 高速 低速

14. 14Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
3.
1，2文字検索に対応

15. 15Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
1，2文字の検索に対応
• pg_trgmでは検索キーワードが3文字以上でないと、インデックスを使った高速な検索ができない。
• pg_bigmでは1，2文字(本、学校など)の検索でもインデックスを使用した高速な検索が可能。
検索例 pg_bigm pg_trgm
col LIKE ‘%駅%’ 高速 低速
col LIKE ‘%東京%’ 高速 低速
col LIKE ‘%東京駅%’ 高速 高速

16. 16Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
4.
性能情報

17. 17Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
検索キーワード 取得件数 pg_bigm pg_trgm SeqScan
町 17万件 0.4 秒 504 秒
15 秒
東京 16万件 0.3 秒 407 秒
東京都 4万件 0.2 秒 0.2 秒
東京と京都 150件 0.004 秒 0.001 秒
昭和四十四年度以降 150件 0.08 秒 0.02 秒
性能情報
日本語データを全文検索(サイズ：6GB、データ件数：1300万件)

18. 18Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
5.
pg_bigmを使うために
必要な4ステップ

19. 19Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
pg_bigmを使うために必要な4ステップ
1. RPMインストール
• PostgreSQLのバージョンに合ったRPMをダウンロードし、インストール
• https://osdn.jp/projects/pgbigm/releases/p13634
2. 設定ファイルに追記
• postgresql.confに「shared_preload_libraries = ‘pg_bigm’」を追記
3. pg_bigmをPostgreSQLに登録
• CREATE EXTENSION pg_bigm;
4. 全文検索インデックスを作成
• CREATE INDEX hoge_idx ON hoge USING gin (col gin_bigm_ops);

20. 20Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
6.
PostgreSQLの
GINインデックスを利用

21. 21Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
PostgreSQLのGINインデックスを利用
• 全文検索インデックス自体はPostgreSQLが管理。
• pg_bigmはGINインデックスへのアクセス方法のみを提供
• リカバリ、PITR、レプリケーションはPostgreSQLに任せることが可能。
WAL
pg_bigm
GIN
インデックス
テーブル
サーバ
プロセス
WALを書く
アクセス
PostgreSQL内部
アクセス

22. 22Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
7.
PostgreSQL 9.4以降
との組み合わせがおすすめ

23. 23Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
PostgreSQL9.4以降がおすすめ
PostgreSQL9.4でGINインデックスのサイズ、検索性能が改善されました。
検索
キーワード
PG9.3
+
pg_bigm
PG9.4
+
pg_bigm
東京 0.8 秒 0.3 秒
東京都 0.5 秒 0.2 秒
東京と京都 0.03秒 0.004 秒
昭和四十四
年度以降
0.3秒 0.08 秒
6.5 GB
10 GB
3.7 GB
■GINインデックスの圧縮 ■検索性能の向上

24. 24Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
8.
“文字の種類を意識しない”
全文検索が可能

25. 25Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
“文字の種類を意識しない”全文検索が可能
=# SELECT * FROM hoge WHERE pgs2norm(col) LIKE likequery(pgs2norm('%ポスグレ%‘));
col
--------------------------
半角文字でﾎﾟｽｸﾞﾚ
全角文字でポスグレ
半角、全角を混ぜてポｽグﾚ
(3 rows)
=# SELECT * FROM hoge WHERE pgs2norm(col) LIKE likequery(pgs2norm('%1番目%‘));
col
--------
1番目
１番目
①番目
半角文字で全角文字を、全角文字で半角文字を検索。

26. 26Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
「ludia_funcs」を使用
• 正規化関数を使用した関数インデックスを作成
• GINインデックスには正規化された文字情報が格納される
• 依然、GINインデックスはPostgreSQLが管理
pg_bigm
「1番」
「番目」
ludia_funcs
「①番目」 「1番目」
入力データ
「①番目」
正規化関数
=# CREATE INDEX … USING gin (pg2norm(col) gin_bigm_ops);
GIN
インデックス
=# SELECT * FROM hoge WHERE pgs2norm(col) LIKE likequery(pgs2norm('%ポスグレ%’));

27. 27Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
最後に
1. 全文検索インデックスが必要ない検索と必要ある検索
2. なぜpg_bigmを開発したか
3. 1，2文字検索に対応
4. 性能情報
5. pg_bigmを使うまでに必要な4ステップ
6. PostgreSQLのGINインデックスを利用
7. PostgreSQL9.4以降との組み合わせがおすすめ
8. “文字の種類を意識しない”全文検索が可能

28. Copyright © 2011 NTT DATA Corporation
Copyright © 2016 NTT DATA Corporation

29. 29Copyright © 2016 NTT DATA Corporation
（参考）N-gramと形態素解析
N-gram
• 文章を文字単位で分割 (‘夜景が綺麗’ → ‘夜景’, ‘景が’, ‘が綺’, ‘綺麗’)
• 漏れがなく全文検索することが可能 (造語、新出語も対応)
• 採用モジュール : pg_bigm, pg_trgm, pgroonga, unigram,
textsearch_senna
形態素解析
• 文章を単語単位で分割 (‘夜景が綺麗’ → ‘夜景’, ‘綺麗’)
• 検索ノイズの少ない全文検索することが可能 (京都で「東京都庁」がヒットし
ない)
• 採用モジュール : pgroonga, textsearch_ja, textsearch_groonga
pg_bigmは
2-gramを採用