存储
集合中的所有数据都被划分为多个分段(segments)。每个分段都有其独立的向量和负载(payload)存储以及索引。
存储在分段中的数据通常不会重叠。然而,即使在不同的分段中存储相同的点也不会产生问题,因为搜索过程中包含去重机制。
分段由向量和负载存储、向量和负载索引以及 ID 映射器组成,ID 映射器用于存储内部 ID 和外部 ID 之间的关系。
根据所使用的存储和索引类型,分段可以是 appendable(可追加)或 non-appendable(不可追加)。您可以在 appendable 分段中自由添加、删除和查询数据。而在 non-appendable 分段中,仅能读取和删除数据。
集合中各分段的配置可以是不同且相互独立的,但集合中必须至少存在一个 `appendable` 分段。
向量存储
根据应用程序的需求,Qdrant 可以使用多种数据存储选项之一。您需要在搜索速度和 RAM 使用空间之间做出选择。
内存存储(In-memory storage) - 将所有向量存储在 RAM 中,具有最高的速度,因为仅在需要持久化时才会访问磁盘。
内存映射存储(Memmap storage) - 创建与磁盘文件关联的虚拟地址空间。维基百科。内存映射文件不会直接加载到 RAM 中。相反,它们使用页面缓存来访问文件内容。这种方案允许灵活使用可用内存。在 RAM 充足的情况下,它的速度几乎与内存存储一样快。
配置内存映射(Memmap)存储
有两种方式配置内存映射(也称为磁盘存储)的使用
在集合创建 API 中为向量设置
on_disk选项自 v1.2.0 起可用
PUT /collections/{collection_name}
{
"vectors": {
"size": 768,
"distance": "Cosine",
"on_disk": true
}
}
from qdrant_client import QdrantClient, models
client = QdrantClient(url="https://:6333")
client.create_collection(
collection_name="{collection_name}",
vectors_config=models.VectorParams(
size=768, distance=models.Distance.COSINE, on_disk=True
),
)
import { QdrantClient } from "@qdrant/js-client-rest";
const client = new QdrantClient({ host: "localhost", port: 6333 });
client.createCollection("{collection_name}", {
vectors: {
size: 768,
distance: "Cosine",
on_disk: true,
},
});
use qdrant_client::qdrant::{CreateCollectionBuilder, Distance, VectorParamsBuilder};
use qdrant_client::Qdrant;
let client = Qdrant::from_url("https://:6334").build()?;
client
.create_collection(
CreateCollectionBuilder::new("{collection_name}")
.vectors_config(VectorParamsBuilder::new(768, Distance::Cosine).on_disk(true)),
)
.await?;
import io.qdrant.client.QdrantClient;
import io.qdrant.client.QdrantGrpcClient;
import io.qdrant.client.grpc.Collections.Distance;
import io.qdrant.client.grpc.Collections.VectorParams;
QdrantClient client =
new QdrantClient(QdrantGrpcClient.newBuilder("localhost", 6334, false).build());
client
.createCollectionAsync(
"{collection_name}",
VectorParams.newBuilder()
.setSize(768)
.setDistance(Distance.Cosine)
.setOnDisk(true)
.build())
.get();
using Qdrant.Client;
using Qdrant.Client.Grpc;
var client = new QdrantClient("localhost", 6334);
await client.CreateCollectionAsync(
"{collection_name}",
new VectorParams
{
Size = 768,
Distance = Distance.Cosine,
OnDisk = true
}
);
import (
"context"
"github.com/qdrant/go-client/qdrant"
)
client, err := qdrant.NewClient(&qdrant.Config{
Host: "localhost",
Port: 6334,
})
client.CreateCollection(context.Background(), &qdrant.CreateCollection{
CollectionName: "{collection_name}",
VectorsConfig: qdrant.NewVectorsConfig(&qdrant.VectorParams{
Size: 768,
Distance: qdrant.Distance_Cosine,
OnDisk: qdrant.PtrOf(true),
}),
})
这将创建一个所有向量立即存储在内存映射存储中的集合。如果您使用的 Qdrant 实例配备高速磁盘且正在处理大型集合,则推荐使用此方式。
设置
memmap_threshold选项。该选项将设置一个阈值,超过此阈值后,分段将被转换为内存映射存储。有两种设置方式
PUT /collections/{collection_name}
{
"vectors": {
"size": 768,
"distance": "Cosine"
},
"optimizers_config": {
"indexing_threshold": 20000
}
}
from qdrant_client import QdrantClient, models
client = QdrantClient(url="https://:6333")
client.create_collection(
collection_name="{collection_name}",
vectors_config=models.VectorParams(size=768, distance=models.Distance.COSINE),
optimizers_config=models.OptimizersConfigDiff(indexing_threshold=20000),
)
import { QdrantClient } from "@qdrant/js-client-rest";
const client = new QdrantClient({ host: "localhost", port: 6333 });
client.createCollection("{collection_name}", {
vectors: {
size: 768,
distance: "Cosine",
},
optimizers_config: {
indexing_threshold: 20000,
},
});
use qdrant_client::qdrant::{
CreateCollectionBuilder, Distance, OptimizersConfigDiffBuilder, VectorParamsBuilder,
};
use qdrant_client::Qdrant;
let client = Qdrant::from_url("https://:6334").build()?;
client
.create_collection(
CreateCollectionBuilder::new("{collection_name}")
.vectors_config(VectorParamsBuilder::new(768, Distance::Cosine))
.optimizers_config(OptimizersConfigDiffBuilder::default().indexing_threshold(20000)),
)
.await?;
import io.qdrant.client.QdrantClient;
import io.qdrant.client.QdrantGrpcClient;
import io.qdrant.client.grpc.Collections.CreateCollection;
import io.qdrant.client.grpc.Collections.Distance;
import io.qdrant.client.grpc.Collections.OptimizersConfigDiff;
import io.qdrant.client.grpc.Collections.VectorParams;
import io.qdrant.client.grpc.Collections.VectorsConfig;
QdrantClient client =
new QdrantClient(QdrantGrpcClient.newBuilder("localhost", 6334, false).build());
client
.createCollectionAsync(
CreateCollection.newBuilder()
.setCollectionName("{collection_name}")
.setVectorsConfig(
VectorsConfig.newBuilder()
.setParams(
VectorParams.newBuilder()
.setSize(768)
.setDistance(Distance.Cosine)
.build())
.build())
.setOptimizersConfig(
OptimizersConfigDiff.newBuilder().setIndexingThreshold(20000).build())
.build())
.get();
using Qdrant.Client;
using Qdrant.Client.Grpc;
var client = new QdrantClient("localhost", 6334);
await client.CreateCollectionAsync(
collectionName: "{collection_name}",
vectorsConfig: new VectorParams { Size = 768, Distance = Distance.Cosine },
optimizersConfig: new OptimizersConfigDiff { IndexingThreshold = 20000 }
);
import (
"context"
"github.com/qdrant/go-client/qdrant"
)
client, err := qdrant.NewClient(&qdrant.Config{
Host: "localhost",
Port: 6334,
})
client.CreateCollection(context.Background(), &qdrant.CreateCollection{
CollectionName: "{collection_name}",
VectorsConfig: qdrant.NewVectorsConfig(&qdrant.VectorParams{
Size: 768,
Distance: qdrant.Distance_Cosine,
}),
OptimizersConfig: &qdrant.OptimizersConfigDiff{
IndexingThreshold: qdrant.PtrOf(uint64(20000)),
},
})
设置内存映射阈值参数的经验法则很简单
- 如果您处于均衡使用场景,请将内存映射阈值设置为与
indexing_threshold相同(默认值为 10000)。在这种情况下,优化器不会进行额外的运行,并将同时优化所有阈值。 - 如果您有高写入负载且 RAM 较小,请将内存映射阈值设置得低于
indexing_threshold(例如 5000)。在这种情况下,优化器会先将分段转换为内存映射存储,然后再应用索引。
此外,您不仅可以将内存映射存储用于向量,还可以用于 HNSW 索引。要启用此功能,您需要在集合创建或更新期间将 hnsw_config.on_disk 参数设置为 true。
PUT /collections/{collection_name}
{
"vectors": {
"size": 768,
"distance": "Cosine",
"on_disk": true
},
"hnsw_config": {
"on_disk": true
}
}
from qdrant_client import QdrantClient, models
client = QdrantClient(url="https://:6333")
client.create_collection(
collection_name="{collection_name}",
vectors_config=models.VectorParams(size=768, distance=models.Distance.COSINE, on_disk=True),
hnsw_config=models.HnswConfigDiff(on_disk=True),
)
import { QdrantClient } from "@qdrant/js-client-rest";
const client = new QdrantClient({ host: "localhost", port: 6333 });
client.createCollection("{collection_name}", {
vectors: {
size: 768,
distance: "Cosine",
on_disk: true,
},
hnsw_config: {
on_disk: true,
},
});
use qdrant_client::qdrant::{
CreateCollectionBuilder, Distance, HnswConfigDiffBuilder,
VectorParamsBuilder,
};
use qdrant_client::Qdrant;
let client = Qdrant::from_url("https://:6334").build()?;
client
.create_collection(
CreateCollectionBuilder::new("{collection_name}")
.vectors_config(VectorParamsBuilder::new(768, Distance::Cosine).on_disk(true))
.hnsw_config(HnswConfigDiffBuilder::default().on_disk(true)),
)
.await?;
import io.qdrant.client.QdrantClient;
import io.qdrant.client.QdrantGrpcClient;
import io.qdrant.client.grpc.Collections.CreateCollection;
import io.qdrant.client.grpc.Collections.Distance;
import io.qdrant.client.grpc.Collections.HnswConfigDiff;
import io.qdrant.client.grpc.Collections.VectorParams;
import io.qdrant.client.grpc.Collections.VectorsConfig;
QdrantClient client =
new QdrantClient(QdrantGrpcClient.newBuilder("localhost", 6334, false).build());
client
.createCollectionAsync(
CreateCollection.newBuilder()
.setCollectionName("{collection_name}")
.setVectorsConfig(
VectorsConfig.newBuilder()
.setParams(
VectorParams.newBuilder()
.setSize(768)
.setDistance(Distance.Cosine)
.setOnDisk(true)
.build())
.build())
.setHnswConfig(HnswConfigDiff.newBuilder().setOnDisk(true).build())
.build())
.get();
using Qdrant.Client;
using Qdrant.Client.Grpc;
var client = new QdrantClient("localhost", 6334);
await client.CreateCollectionAsync(
collectionName: "{collection_name}",
vectorsConfig: new VectorParams { Size = 768, Distance = Distance.Cosine, OnDisk = true },
hnswConfig: new HnswConfigDiff { OnDisk = true }
);
import (
"context"
"github.com/qdrant/go-client/qdrant"
)
client, err := qdrant.NewClient(&qdrant.Config{
Host: "localhost",
Port: 6334,
})
client.CreateCollection(context.Background(), &qdrant.CreateCollection{
CollectionName: "{collection_name}",
VectorsConfig: qdrant.NewVectorsConfig(&qdrant.VectorParams{
Size: 768,
Distance: qdrant.Distance_Cosine,
OnDisk: qdrant.PtrOf(true),
}),
HnswConfig: &qdrant.HnswConfigDiff{
OnDisk: qdrant.PtrOf(true),
},
})
负载(Payload)存储
Qdrant 支持两种类型的负载存储:InMemory(内存)和 OnDisk(磁盘)。
InMemory 负载存储的组织方式与内存向量相同。负载数据在服务启动时加载到 RAM 中,而磁盘和 Gridstore 仅用于持久化。这种存储类型运行速度很快,但如果负载包含较大的值(如文本摘要或图像),则可能需要大量空间将所有数据保存在 RAM 中。
对于较大的负载值,使用 OnDisk 负载存储可能更好。此存储类型会直接读取和写入 RocksDB 中的负载,因此不需要占用大量 RAM。然而,缺点是访问延迟。如果您需要根据某些基于负载的条件查询向量,检查存储在磁盘上的值可能会耗费太多时间。在这种情况下,我们建议为过滤条件中使用的每个字段创建负载索引,以避免磁盘访问。一旦创建了字段索引,无论使用哪种负载存储类型,Qdrant 都会在 RAM 中保留索引字段的所有值。
您可以通过配置文件或在创建集合时使用集合参数 on_disk_payload 来指定所需的负载存储类型。
版本控制
为确保数据完整性,Qdrant 分两个阶段执行所有数据更改。第一步,将数据写入预写日志 (WAL),该日志对所有操作进行排序并分配序列号。
一旦更改被添加到 WAL,即使断电也不会丢失。然后更改进入分段。每个分段存储应用于它的最新更改版本以及每个独立点的版本。如果新更改的序列号小于该点的当前版本,更新程序将忽略该更改。这种机制允许 Qdrant 在异常关机的情况下安全且高效地从 WAL 恢复存储。