基于 Cloudberry 的全文检索方案对比：ParadeDB BM25 vs GIN vs ZomboDB

本文基于 Apache Cloudberry 主分支 3.0（该版本尚未正式发布，仅为开发分支），对三种 PostgreSQL 生态下的全文检索实现方案 —— ParadeDB BM25（通过 pg_search 测试）、Postgres GIN（trigram） 与 ZomboDB —— 进行了系统的性能对比测试。

测试内容涵盖索引构建时间、查询性能以及内存消耗等关键指标，旨在评估它们在大规模文本检索场景下的实际表现，为 Cloudberry 用户与数据库开发者在选择全文检索方案时提供参考依据。

测试环境

测试在一台配备 4 核 CPU 与 16GB 内存 的环境中进行，Apache Cloudberry 版本为 3.0 main，数据集来自公开的 All The News 2.1（https://www.dropbox.com/s/cn2utnr5ipathhh/all-the-news-2-1.zip?dl=0），共包含 2,688,878 篇新闻与文章，来自 27 家美国出版物。检索字段：date, year, month, day, author, title, article, url, section, publication

表结构如下：

CREATE TABLE news (
  id bigserial PRIMARY KEY,
  pub_date timestamp,
  pub_year integer,
  pub_month char(5),
  pub_day integer,
  author text,
  title text,
  article text,
  url text,
  section text,
  publication text
) DISTRIBUTED BY (id);


postgres=# select count(*) from news;
  count  
---------
 2688878
(1 row)




---

1. ParadeDB BM25 索引

ParadeDB BM25 是 ParadeDB 推出的全文搜索插件，底层基于向量化 BM25 排序算法，能够高效支持大规模文本的相关度检索。在 Cloudberry 中可通过 pg_search 进行集成，具有查询性能高、内存占用低等特点，但当前版本暂不支持 JOIN 查询。

CREATE INDEX news_article_bm25_idx ON news USING bm25 (id, article)
WITH (key_field = 'id', text_fields = '{"article": {"fast": true}}');

2. GIN 索引（trigram）

Postgres GIN（trigram） 是 Apache Cloudberry 数据库的内置全文检索插件，基于 PostgreSQL 核心模块 pg_trgm 实现。它通过三元组（trigram）索引支持相似度匹配与文本搜索，无需外部依赖，集成度高、部署简便，是 Cloudberry 默认可用的全文检索方式之一。

CREATE INDEX gin_idx ON news USING gin (article gin_trgm_ops);

3. ZomboDB 索引

ZomboDB 则是一个将 PostgreSQL 与 Elasticsearch 无缝集成的扩展，它允许用户在 SQL 中直接使用 Elasticsearch 的搜索能力。ZomboDB 既能利用 PostgreSQL 的事务一致性，又能获得 Elasticsearch 的全文检索与布尔查询性能，适合需要复杂搜索逻辑或外部检索接口的场景。目前，ZomboDB for Apache Cloudberry 尚未正式开源，仍处于计划阶段。本次测试使用的是兼容版本，仅用于评估其在 Cloudberry 环境下的潜在性能表现。

CREATE INDEX news_zdb_idx ON news USING zombodb ((news.*))
WITH (url='http://localhost:9200/');

索引构建时间对比

性能对比结果

单词语义搜索

复合查询

详细分析

高频词搜索 ('the')

• ParadeDB BM25: 71.07秒（最快）
• ZomboDB: 78.37秒
• GIN: 99.15秒（最慢）

中频词搜索 ('table')

• ParadeDB BM25: 23.55秒（最快）
• ZomboDB: 27.50秒
• GIN: 92.80秒（最慢）

低频词搜索 ('abcd')

• 所有索引表现都很好，差异不大
• GIN索引略快（0.11秒）

复合查询表现

• AND查询: ParadeDB BM25领先（4.08秒）
• OR查询: ParadeDB BM25最快（25.66秒）
• GIN索引在OR查询中表现最差

内存使用情况

• ParadeDB BM25: 查询时内存使用约120MB
• GIN索引: 内存使用较高，可达1.4GB
• ZomboDB: 内存使用适中，约120MB

结语

综合来看，三种全文检索方案各有特点：

• ZomboDB：索引构建最快，对需要频繁重建或快速上线的场景友好；查询表现稳定、支持复杂布尔检索，适合对索引部署速度和扩展能力有要求的应用。
• GIN (trigram)：构建时间居中，但查询（尤其高频与复合 OR）性能较差且内存开销大，优点是实现简单、与 PostgreSQL 集成度高，适合轻量或对部署依赖原生扩展的场景。
• ParadeDB BM25：查询性能总体最佳（特别是相关度/高频检索与复合查询），且内存使用低，但索引构建时间略长，并且当前功能限制（例如暂不支持 JOIN）需要在应用设计时考虑。

总体来看，ParadeDB BM25 更适合以文本相关度与查询性能为核心的全文检索场景；ZomboDB 适合需要复杂布尔逻辑与搜索功能扩展的应用；而 GIN (trigram) 更适用于轻量级、低频次的文本匹配任务。

本次测试结果可为 Cloudberry 用户与数据库开发者在选择 PostgreSQL 生态下的全文检索方案时提供有价值的参考。

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