1 lucene簡介
1.1 什么是lucene
Lucene是一個全文搜索框架,而不是應(yīng)用產(chǎn)品。因此它并不像www.baidu.com 或者google Desktop那么拿來就能用,它只是提供了一種工具讓你能實現(xiàn)這些產(chǎn)品。
1.2 lucene能做什么
要回答這個問題,先要了解lucene的本質(zhì)。實際上lucene的功能很單一,說到底,就是你給它若干個字符串,然后它為你提供一個全文搜索服務(wù),告訴你你要搜索的關(guān)鍵詞出現(xiàn)在哪里。知道了這個本質(zhì),你就可以發(fā)揮想象做任何符合這個條件的事情了。你可以把站內(nèi)新聞都索引了,做個資料庫;你可以把一個數(shù)據(jù)庫表的若干個字段索引起來,那就不用再擔(dān)心因為“%like%”而鎖表了;你也可以寫個自己的搜索引擎……
1.3 你該不該選擇lucene
下面給出一些測試數(shù)據(jù),如果你覺得可以接受,那么可以選擇。
測試一:250萬記錄,300M左右文本,生成索引380M左右,800線程下平均處理時間300ms。
測試二:37000記錄,索引數(shù)據(jù)庫中的兩個varchar字段,索引文件2.6M,800線程下平均處理時間1.5ms。
2 lucene的工作方式 下載
lucene提供的服務(wù)實際包含兩部分:一入一出。所謂入是寫入,即將你提供的源(本質(zhì)是字符串)寫入索引或者將其從索引中刪除;所謂出是讀出,即向用戶提供全文搜索服務(wù),讓用戶可以通過關(guān)鍵詞定位源。
2.1寫入流程
源字符串首先經(jīng)過analyzer處理,包括:分詞,分成一個個單詞;去除stopword(可選)。
將源中需要的信息加入Document的各個Field中,并把需要索引的Field索引起來,把需要存儲的Field存儲起來。
將索引寫入存儲器,存儲器可以是內(nèi)存或磁盤。
2.2讀出流程 下載
用戶提供搜索關(guān)鍵詞,經(jīng)過analyzer處理。
對處理后的關(guān)鍵詞搜索索引找出對應(yīng)的Document。
用戶根據(jù)需要從找到的Document中提取需要的Field。
3 一些需要知道的概念
lucene用到一些概念,了解它們的含義,有利于下面的講解。
3.1 analyzer 下載
Analyzer 是分析器,它的作用是把一個字符串按某種規(guī)則劃分成一個個詞語,并去除其中的無效詞語,這里說的無效詞語是指英文中的“of”、 “the”,中文中的 “的”、“地”等詞語,這些詞語在文章中大量出現(xiàn),但是本身不包含什么關(guān)鍵信息,去掉有利于縮小索引文件、提高效率、提高命中率。
分詞的規(guī)則千變?nèi)f化,但目的只有一個:按語義劃分。這點在英文中比較容易實現(xiàn),因為英文本身就是以單詞為單位的,已經(jīng)用空格分開;而中文則必須以某種方法將連成一片的句子劃分成一個個詞語。具體劃分方法下面再詳細(xì)介紹,這里只需了解分析器的概念即可。
3.2 document
用戶提供的源是一條條記錄,它們可以是文本文件、字符串或者數(shù)據(jù)庫表的一條記錄等等。一條記錄經(jīng)過索引之后,就是以一個Document的形式存儲在索引文件中的。用戶進(jìn)行搜索,也是以Document列表的形式返回。
3.3 field
一個Document可以包含多個信息域,例如一篇文章可以包含“標(biāo)題”、“正文”、“最后修改時間”等信息域,這些信息域就是通過Field在Document中存儲的。
Field有兩個屬性可選:存儲和索引。通過存儲屬性你可以控制是否對這個Field進(jìn)行存儲;通過索引屬性你可以控制是否對該Field進(jìn)行索引。這看起來似乎有些廢話,事實上對這兩個屬性的正確組合很重要,下面舉例說明:
還是以剛才的文章為例子,我們需要對標(biāo)題和正文進(jìn)行全文搜索,所以我們要把索引屬性設(shè)置為真,同時我們希望能直接從搜索結(jié)果中提取文章標(biāo)題,所以我們把標(biāo)題域的存儲屬性設(shè)置為真,但是由于正文域太大了,我們?yōu)榱丝s小索引文件大小,將正文域的存儲屬性設(shè)置為假,當(dāng)需要時再直接讀取文件;我們只是希望能從搜索解果中提取最后修改時間,不需要對它進(jìn)行搜索,所以我們把最后修改時間域的存儲屬性設(shè)置為真,索引屬性設(shè)置為假。上面的三個域涵蓋了兩個屬性的三種組合,還有一種全為假的沒有用到,事實上Field不允許你那么設(shè)置,因為既不存儲又不索引的域是沒有意義的。
3.4 term 下載
term是搜索的最小單位,它表示文檔的一個詞語,term由兩部分組成:它表示的詞語和這個詞語所出現(xiàn)的field。
3.5 tocken
tocken是term的一次出現(xiàn),它包含trem文本和相應(yīng)的起止偏移,以及一個類型字符串。一句話中可以出現(xiàn)多次相同的詞語,它們都用同一個term表示,但是用不同的tocken,每個tocken標(biāo)記該詞語出現(xiàn)的地方。
3.6 segment
添加索引時并不是每個document都馬上添加到同一個索引文件,它們首先被寫入到不同的小文件,然后再合并成一個大索引文件,這里每個小文件都是一個segment。
4 lucene的結(jié)構(gòu)
lucene包括core和sandbox兩部分,其中core是lucene穩(wěn)定的核心部分,sandbox包含了一些附加功能,例如highlighter、各種分析器。
Lucene core有七個包:analysis,document,index,queryParser,search,store,util。
4.1 analysis
Analysis包含一些內(nèi)建的分析器,例如按空白字符分詞的WhitespaceAnalyzer,添加了stopwrod過濾的StopAnalyzer,最常用的StandardAnalyzer。
4.2 document
Document包含文檔的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),例如Document類定義了存儲文檔的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),F(xiàn)ield類定義了Document的一個域。
4.3 index
Index 包含了索引的讀寫類,例如對索引文件的segment進(jìn)行寫、合并、優(yōu)化的IndexWriter類和對索引進(jìn)行讀取和刪除操作的 IndexReader類,這里要注意的是不要被IndexReader這個名字誤導(dǎo),以為它是索引文件的讀取類,實際上刪除索引也是由它完成, IndexWriter只關(guān)心如何將索引寫入一個個segment,并將它們合并優(yōu)化;IndexReader則關(guān)注索引文件中各個文檔的組織形式。 下載
4.4 queryParser
QueryParser 包含了解析查詢語句的類,lucene的查詢語句和sql語句有點類似,有各種保留字,按照一定的語法可以組成各種查詢。 Lucene有很多種 Query類,它們都繼承自Query,執(zhí)行各種特殊的查詢,QueryParser的作用就是解析查詢語句,按順序調(diào)用各種 Query類查找出結(jié)果。
4.5 search
Search包含了從索引中搜索結(jié)果的各種類,例如剛才說的各種Query類,包括TermQuery、BooleanQuery等就在這個包里。
4.6 store
Store包含了索引的存儲類,例如Directory定義了索引文件的存儲結(jié)構(gòu),F(xiàn)SDirectory為存儲在文件中的索引,RAMDirectory為存儲在內(nèi)存中的索引,MmapDirectory為使用內(nèi)存映射的索引。
4.7 util
Util包含一些公共工具類,例如時間和字符串之間的轉(zhuǎn)換工具。
5 如何建索引
5.1 最簡單的能完成索引的代碼片斷 下載
IndexWriter writer = new IndexWriter(“/data/index/”, new StandardAnalyzer(), true);
Document doc = new Document();
doc.add(new Field("title", "lucene introduction", Field.Store.YES, Field.Index.TOKENIZED));
doc.add(new Field("content", "lucene works well", Field.Store.YES, Field.Index.TOKENIZED));
writer.addDocument(doc);
writer.optimize();
writer.close();
下面我們分析一下這段代碼。 下載
首先我們創(chuàng)建了一個writer,并指定存放索引的目錄為“/data/index”,使用的分析器為StandardAnalyzer,第三個參數(shù)說明如果已經(jīng)有索引文件在索引目錄下,我們將覆蓋它們。
然后我們新建一個document。
我們向document添加一個field,名字是“title”,內(nèi)容是“l(fā)ucene introduction”,對它進(jìn)行存儲并索引。
再添加一個名字是“content”的field,內(nèi)容是“l(fā)ucene works well”,也是存儲并索引。
然后我們將這個文檔添加到索引中,如果有多個文檔,可以重復(fù)上面的操作,創(chuàng)建document并添加。
添加完所有document,我們對索引進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化主要是將多個segment合并到一個,有利于提高索引速度。
隨后將writer關(guān)閉,這點很重要。
對,創(chuàng)建索引就這么簡單!
當(dāng)然你可能修改上面的代碼獲得更具個性化的服務(wù)。
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