1. はてなブックマークの システムについて 株式会社はてな / {Shibuya, Kansai}.pm 伊藤 直也

2. 自己紹介 株式会社はてな 執行役員 CTO

3. アジェンダ はてなブックマークのこれまでと現状 各種機能の実現方法 パフォーマンスに関する話

4. はてなブックマークの これまでと現状

5. はてなブックマーク

6. はてなブックマークのこれまで 2005/2 ベータ版リリース 2005/8 正式版リリース 2008/7 関連エントリー機能 株式会社プリファードインフラストラクチャー (PFI) と共同開発 2008/11 はてなブックマーク 2 システムリニューアル 全文検索 (w/ PFI) 、カテゴライズ etc 2009/4 Firefox 拡張 2009/5 はてなブックマークプラス 有料オプション

7. 現在の数字 300,000 ユーザー登録 400万セッション/月 (Google Analytics) 1,600万 URL / 4,700万 ブックマーク

8. データの規模の例 mysql> select count(*) from relword; +-----------+ | count(*) | +-----------+ | 351277311 | +-----------+ 1 row in set (0.00 sec)

9. データの規模 レコード数 1,600万 エントリー 4,700万 ブックマーク 5,000万 タグ データサイズ (MySQL MyISAM) エントリー 3GB ブックマーク 5.5GB タグ 4.8GB HTML 200GB超 (zlib で圧縮済み)

10. 中規模 ~ 大規模ウェブサービス サーバ台数 httpd mysqld そのほか コードの規模 Perl コード 10 万行弱 (WAF 等抜きで 45,000 行 ) .pm ファイル 1,200 個強 (600 個 ) Google, Yahoo!, Amazon が超大規模とすると中規模くらい レコード数 千万件単位、データ規模は GB 単位

11. 開発体制 8名体制 ディレクター (マネージャ) 1名 エンジニア 3名 +アルバイト 3名 デザイナー 1名 +アルバイト 1名

12. システム構成 基本は LAMP ウェブアプリ部分はオーソドックスな構成 Linux (Xen), Apache, MySQL, Perl 用途によってはサブシステムあり 検索用サーバー群 (PFI の Sedue 、自社開発の検索サーバ ) カテゴライズサーバー スペルミス修正サーバー 非同期タスク用に TheSchwartz 分散ファイルシステムに MogileFS etc.

13. プログラミング言語 Perl 5.8 mod_perl WAF ･･･ Ridge ( 自社開発 ) O/R マッパ ･･･ DBIx::MoCo JavaScript Ten.js ( 自社開発 ) C++ Thrift メモリ要件、速度要求が厳しい箇所

14. 利用している主なソフトウェア Perl, JavaScript, C++ LAMP, Xen LVS + keepalived ロードバランサ Thrift 多言語 RPC フレームワーク (by Facebook) TheSchwartz MogileFS Lux IO Key Value Store Squid

15. 各種機能の実現方法

16. 本文抽出

17. HTML::ExtractContent はてなブックマーク2用に開発した本文抽出モジュール HTML から「良い感じ」に本文テキストを抽出 CPAN に公開済 JavaScript 版を現在開発中 サイボウズ・ラボの中谷秀洋氏の Ruby 実装を Perl に移植 後述の検索、カテゴライズの精度に大きく影響

18. HTML::ExtractContent の仕組み 正規表現だけで高速に ヒューリスティクスで " 本文らしさ " を判定 HTML を適当なブロック要素ごとに分割 各ブロックにスコアリング 本文っぽさでスコア増 ( 句読点、テキストノードの文字列長 etc) 本文っぽくなさでスコア減 ( リンクばかり並んでいる etc) つながっているブロックをまとめてクラスタにする 高スコアが続いたらクラスタ、低スコアが来たら切れ目 ブロックスコアの合計がクラスタのスコア スコアの一番高いクラスタが本文 詳しくは : http://d.hatena.ne.jp/tarao/20090322#1237750634

19. HTML::LayeredExtractor ( 非公開 ) 新聞など ･･･ ExtractContent で OK 一部のサイト ･･･ 確実に抜き出せる別の方法 <!-- google_ad_section_start --> Web API ニコニコ動画、 YouTube 、 Amazon.co.jp 特定サイトはルールベースに処理 自社サイト、大手サイトは XPath で、など フィードを利用 複数試して一番良い結果を選択するメタエンジン Chain of Responsibility で順番に試して駄目なら ExtractContent に fallback

20. 全文検索機能

21. 2 つの全文検索システム 全登録文書からの全文検索 PFI の Sedue 自分のブックマークからの全文検索 有料オプション限定の機能 自社開発の Perl 検索エンジン

22. 1. 全文書からの全文検索 Sedue http://preferred.jp/sedue/ 圧縮 Suffix Arrays スコアリングのアルゴリズム よく知られた幾つかのヒューリスティクス ブックマーク数やブックマークされた時間を加味 文書登録 , 更新 ブックマークのタイミングに合わせて TheSchwartz で 1st ブックマークから数分後には検索可能

23. 2. 個人のブックマークからの全文検索 &quot;マイブックマーク全文検索&quot; Perl で独自の全文検索システムを開発 オーソドックスな転置インデックス方式 ユーザー毎にインデックスを構築 動的に更新可能 id:naoya プロトタイプ -> id:r_kurain ( 倉井龍太郎 ), id:tarao が中心に開発

24. 転置インデックス 辞書 -> 含む文書のID 列 (Postings List) の索引 ... perl => [1, 5, 20, 333, 350, 362 ...] python => [8, 10, 11, 52 ...] ruby => [1, 10, 21, 333, 350, 428 ...] ...

25. 転置インデックスの構成 二つのインデックス 辞書が N-gram のインデックス ノイズが少なく、且つ検索漏れして欲しくないデータ用のインデックス タイトル、コメント、タグ、 URL 文字列など 辞書が形態素解析のインデックス 本文テキスト (by ExtractContent) などノイズの多い箇所 MeCab ( はてなキーワード + MeCab 辞書 ) 検索は両者から行って、結果をマージ Postings List には文書 ID と単語出現位置を記録 スニペットの表示やスコアリングに出現位置が必要 [ 10: 2, 100, 108, ... ]

26. 転置インデックスの構成 ( 続き ) 転置インデックスの圧縮 Postings List の差分を取って VB 符号 ( 相当 ) Array::Gap http://d.hatena.ne.jp/naoya/20080906/1220685978 転置インデックスの保存に Lux IO Lux の KVS Perl バインディング Lux::IO (id:antipop) シンプルで高速 ユーザー毎にファイルひとつ。本システムの運用に最適 索引を作り直したかったらファイルを削除して再構築 分散したいなら、ユーザー ID などでパーティショニング

27. 検索結果のスコアリング 本夏のインターンシップで開発 id:yaotti, id:nyanp

28. スコアリングの手法 複数のヒューリスティクスの結果を重み付き線形和で (例) Score = 0.5 * TF-IDF + 0.2 * ブクマ数 + 0.3 * 新鮮度 重みは適当 本格的にやるなら正解データからの機械学習

29. スコアリングの手法の一部 ( 続き ) クエリがタイトル等に含まれているかどうか 複数クエリ語の近傍度 クエリの出現位置 ･･･ 前半であるほど良 クエリのマッチの仕方 ( 単語境界かどうか etc) TF-IDF ブックマーク数 文書の新鮮度 文書の 1st ブックマーク日時 特定の URL にボーナス Wikipedia, d.hatena.ne.jp/keyword など ルートドキュメント

30. スコアリング今後 PageRank や HITS 的なリンク解析 クリックストリームからのフィードバック学習

31. 検索エンジンとアプリケーションのやりとり JSON-RPC で Web API アクセス制限などはウェブアプリケーション側で 検索システムはあくまで検索結果を返すだけに専念 Web API は一般にも公開 google &quot;マイブックマーク全文検索API&quot;

32. Firefox 拡張 + マイブックマーク検索 拡張から Web API で検索結果を取得

33. スペルミス修正機能 もしかして

34. スペルミス修正サーバー クエリ語に対して修正候補を返す C++ と Perl ･･･ Thrift スコアリングエンジンを C++ で、問い合わせは Perl で スペルミス修正のアルゴリズム はてなキーワードを辞書に補正 N-gram 索引を使って候補を絞り、 Jaro-Winkler 距離 ( 編集距離のようなもの ) で近似度を測定 詳しくは google &quot;Kansai.pm スペルミス &quot;

35. 関連エントリー機能

36. レコメンドエンジン BSim PFI のレコメンドエンジン ブックマークのタグを入力 ほかも幾つか試したがタグの精度が圧倒的に良かった タグは記事推薦に非常に有効 Perl とのやりとり C++ で書かれたエンジンと Perl アプリ Thrift を利用して RPC で

37. カテゴライズ機能

38. 文書分類エンジン BDog 自社開発の文書分類エンジン C++ で実装、 Thfirt で Perl から利用 本文テキスト (by ExtractContent) から単語ベクトルを作って判定 ベイジアンフィルタ Complement Naive Bayes http://d.hatena.ne.jp/tkng/20081217/1229475900 特定のクラスに偏りがある場合、 Naive Bayes よりも精度が向上 動的な学習により精度向上 ユーザーによるカテゴリ修正で ... 過学習防止のため対象は特定ユーザーに限定

39. Complement Naive Bayes

40. そのほか ブックマークスパム判定機能 複数のルールベースを組合わせた判定エンジン 例: 同一順で同一エントリをブックマークし続ける複数アカウントによるブックマーク 特徴語抽出 はてなキーワード TF-IDF 関連広告表示などにも利用

41. 各所で TheSchwartz を活用 TheSchwartz Six Apart 社開発のジョブキューフレームワーク CPAN 検索、スパム判定などブックマーク追加後に各種更新処理が発生 同期処理だとユーザーを待たせる TheSchwartz で非同期化 HTML を取得し本文抽出 / スパム判定 / カテゴリ判定 / Sedue への更新要求 / マイブックマーク検索エンジンへの更新要求 / はてなキーワード抽出 / リンク抽出 / favicon を取得 / AccountDiscovery / スクリーンショット撮影 ...

42. はてなブックマーク Firefox 拡張

43. Firefox 拡張 Firefox Add-ons XUL http://subtech.g.hatena.ne.jp/secondlife/20090402/1238661633 id:secondlife, id:nanto_vi が中心に開発 オープンソース http://github.com/hatena/hatena-bookmark-xul はてなブックマークの各種機能を JSON API にして、 Firefox から利用 拡張用に追加した API の一部は公開 API としてもリリース

44. 雑感 Web + DB システムの一歩外の開発をここ一年ぐらいで色々した 検索、レコメンド、Firefox拡張 ... なかなか楽しい 新しい体験をエンドユーザーに提供できる

45. パフォーマンスに関する話

46. バックエンドのシステム構成 定番の三層構造 LVS + KeepAlived で分散 lighttpd or Apache -> (Squid ->) mod_perl -> MySQL

47. バックエンドシステムの三層構造 proxy proxy LB LB app server app server app server app server LB DB DB LB LB LB

48. ハードウェア : 自作サーバー

49. データベースの構成 オーソドックスな構成でスケーリング MySQL (MyISAM) メモリ 16GB 一部で SSD を試験 マスタ・スレーブ構成 データのサイズ、用途に合わせてテーブル単位で分割 メイン (ユーザ情報、エントリ、ブックマーク) タグ、キーワード HTMLデータ etc.

50. 島分け proxy AP bot / feed 通常のリクエスト DB 画像 API etc. proxy

51. Squid によるキャッシュ Squid Reverse Proxy でキャッシュ ゲスト向けコンテンツ bot 向けコンテンツ 一部の API ○○ users 画像のバックエンドの API など

52. memcached によるキャッシュ アプリケーションフレームワークに memcached キャッシュ機能 ページを丸ごと memcached にキャッシュする機能 ユーザー毎の設定パラメータをまとめて SHA1 キーを作り、同じ設定のユーザーには同じキャッシュを返す機能 Template::Plugin::Cache longtail はキャッシュしない ○○ users を閾値に

53. クライアント表示に関する工夫 昨今では定番の手法を実施 gzip 圧縮 静的ファイルの Expires を 1年に 更新される可能性のあるものは別ディレクトリで管理 CSS, JavaScript ファイルは git の commit + path の SHA1 をクエリパラメータに 例: /js/foo.js?sha1hogehoge 静的ファイルを別ドメイン -> Cookie 分の転送を削減

54. クライアント表示に関する工夫 ( 続き ) JavaScript による遅延ロード 広告の遅延ロード 広告表示でページ表示が待たされない Google の広告、自社広告

55. クライアント表示に関する工夫 ( 続き ) ユーザー毎に出し分ける部分を JS で遅延 残った共通部分 (HTML) をキャッシュできる

56. 雑感 一般的な Web + DB システムの運用は苦労が減った ハードウェアの進歩、特にメモリ容量 各種ノウハウがウェブや書籍等で公開されている JavaScript の遅延ロードをうまく使うと高速化に寄与できる箇所が多い RDBMS だけでは難しい規模 / 要件をどうするかが面白い 検索エンジンを作る、レコメンドエンジンを作る、文書分類エンジンを作る ... etc.

57. WEB+DB PRESS Vol.49

58. まとめ はてなブックマークのシステムの裏側を紹介した オーソドックスな Web + DB システムと幾つかのサブシステムを開発した 検索、レコメンド、文書分類 etc RDBMS では難しい/面倒なことをどう解決していくかが今後もテーマに

59. Thank You !