EntityFramework Core 对 Cosmos DB 全文搜索的支持

EntityFramework Core 9.0 版本将增加对 Azure Cosmos DB 全文搜索功能的支持，这是继向量搜索功能后的又一重要增强。本文将详细介绍这一新特性的技术实现细节和使用场景。

全文搜索功能概述

Cosmos DB 的全文搜索功能目前处于预览阶段，它提供了比传统 CONTAINS 更强大的文本搜索能力。全文搜索支持词干提取、同义词扩展等高级功能，能够显著提升文本查询的相关性和准确性。

模型配置

开发人员可以通过 Fluent API 在实体模型配置中指定哪些属性需要建立全文搜索索引。EF Core 在创建或迁移 Cosmos 容器时，会自动配置相应的全文搜索策略和索引。

modelBuilder.Entity<Article>()
    .HasFullTextIndex(a => a.Content);

这种声明式配置简化了全文搜索基础设施的设置过程，开发者无需手动编写复杂的索引创建脚本。

查询转换

EF Core 将提供专门的查询转换支持，将 LINQ 查询转换为 Cosmos DB 的全文搜索函数：

1. 基本全文搜索：支持 FullTextContains 函数，对应 Cosmos DB 的 FULLTEXTSEARCH 函数
2. 多条件搜索：支持 FullTextContainsAll 和 FullTextContainsAny 函数，用于处理多条件搜索场景
3. 混合搜索：支持 RRF (Reciprocal Rank Fusion) 算法，实现向量搜索和全文搜索的混合结果排序

查询示例

// 基本全文搜索
var results = context.Articles
    .Where(a => EF.Functions.FullTextContains(a.Content, "机器学习"))
    .ToList();

// 多条件搜索(所有条件)
var results = context.Articles
    .Where(a => EF.Functions.FullTextContainsAll(a.Tags, new[] {"AI", "深度学习"}))
    .ToList();

// 混合搜索
var hybridResults = context.Articles
    .OrderBy(a => EF.Functions.Rrf(a.VectorScore, a.TextScore))
    .Take(10)
    .ToList();

设计考量

开发团队在实现时考虑了以下关键点：

1. 显式优于隐式：虽然可以考虑自动将 Contains 转换为全文搜索，但考虑到全文搜索会进行词干提取等处理，与普通字符串包含语义不同，最终决定提供显式的 API

2. API 设计：选择直接暴露 Cosmos DB 的原生函数，而不是尝试通过 LINQ 模式匹配来实现，这样既简化了实现，也提高了 API 的易发现性

3. 混合搜索支持：考虑到实际应用中常常需要结合向量搜索和全文搜索，专门实现了 RRF 算法的支持

适用场景

这一功能特别适合以下应用场景：

1. 内容管理系统中的高级文章搜索
2. 电子商务平台中的商品搜索
3. 知识库系统中的文档检索
4. 需要结合语义搜索和关键词搜索的混合搜索场景

总结

EntityFramework Core 对 Cosmos DB 全文搜索的支持将大大简化开发者在.NET应用中实现高级文本搜索功能的难度。通过声明式模型配置和强类型查询API，开发者可以轻松利用Cosmos DB强大的全文搜索能力，同时保持EF Core熟悉的开发体验。这一特性与之前实现的向量搜索功能相结合，为构建现代化的智能搜索应用提供了完整的解决方案。