搜索
1.创建搜索的索引目录
Directory directory = FSDirectory.open(new File("E:/Lucene/demo"));
2.创建搜索器
IndexSearcher searcher = IndexReader.open(directory);
3.创建搜索条件
Query query = new TermQuery(new Term(field,value)); //索引域field中含有值value的内容
4.执行搜索
TopDocs topDocs = searcher.search(query,count); //根据searcher搜索并返回TopDocs 返回count条
5.根据TopDocs获取ScoreDoc对象数组
ScoreDoc[] scoreDocs = topDocs.scoreDocs;
6.遍历ScoreDoc数组获取Document对象
for (ScoreDoc sd : scoreDocs) {
Document doc = searcher.doc(sd.doc);
String name = doc.get("name");
}
7.关闭IndexSearcher
searcher.close();
重难点:
查询条件的选择:
1.精确查询,索引域field=value的内容
Query query = new TermQuery(new Term(field,value));
2.模糊查询字符串,索引域field中以start开始end结尾的内上下区间都包括的内容
Query query = new TermRangeQuery(field, start, end, true, true);
3.模糊查询数值,索引域field中以start开始end结尾的内上下区间都包括的内容
Query query = NumericRangeQuery.newFloatRange(field, min, max, true, true); //newDoubleRange/newIntRange/newLongRange
4.模糊查询以X为前缀的内容,索引域field中以value开头的内容
Query query = new PrefixQuery(new Term(field,value));
5.模糊查询—*通配符查询,索引域field中=*value*的内容,分三种情况,*value/value*/*value*
Query query = new WildcardQuery(new Term(field,value));
6.
单例的Directory和IndexReader和IndexSearcher
private static IndexReader reader;
private static Directory directory;
static{
try {
//索引目录
directory = FSDirectory.open(new File("E:/Lucene/demo"));
//读取器
reader = IndexReader.open(directory);
} catch (CorruptIndexException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 获取查询器
* @return
* @author:qiuchen
*/
public static IndexSearcher getSearcher(){
try {
if(reader == null){
reader = IndexReader.open(directory);
}else{
//如果reader发生变化,重新创建
IndexReader ir = IndexReader.openIfChanged(reader);
if(ir != null){
reader.close(); //把原来的reader关闭
reader = ir; //重新给reader赋值
}
}
return new IndexSearcher(reader);
} catch (CorruptIndexException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
/**
* 关闭查询器
* @author:qiuchen
*/
public static void closeSearch(IndexSearcher searcher){
try {
if(searcher != null)
searcher.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
Lucene是一个高性能的java全文检索工具包,它使用的是倒排文件索引结构。该结构及相应的生成算法如下:
0)设有两篇文章1和2
文章1的内容为:Tom lives in Guangzhou,I live in Guangzhou too.
文章2的内容为:He once lived in Shanghai.
1)由于lucene是基于关键词索引和查询的,首先我们要取得这两篇文章的关键词,通常我们需要如下处理措施
a.我们现在有的是文章内容,即一个字符串,我们先要找出字符串中的所有单词,即分词。英文单词由于用空格分隔,比较好处理。中文单词间是连在一起的需要特殊的分词处理。
b.文章中的”in”, “once” “too”等词没有什么实际意义,中文中的“的”“是”等字通常也无具体含义,这些不代表概念的词可以过滤掉
c.用户通常希望查“He”时能把含“he”,“HE”的文章也找出来,所以所有单词需要统一大小写。
d.用户通常希望查“live”时能把含“lives”,“lived”的文章也找出来,所以需要把“lives”,“lived”还原成“live”
e.文章中的标点符号通常不表示某种概念,也可以过滤掉
在lucene中以上措施由Analyzer类完成
经过上面处理后
文章1的所有关键词为:[tom] [live] [guangzhou] [i] [live] [guangzhou]
文章2的所有关键词为:[he] [live] [shanghai]
2) 有了关键词后,我们就可以建立倒排索引了。上面的对应关系是:“文章号”对“文章中所有关键词”。倒排索引把这个关系倒过来,变成:“关键词”对“拥有该关键词的所有文章号”。文章1,2经过倒排后变成
关键词 文章号
guangzhou 1
he 2
i 1
live 1,2
shanghai 2
tom 1
通常仅知道关键词在哪些文章中出现还不够,我们还需要知道关键词在文章中出现次数和出现的位置,通常有两种位置:
a)字符位置,即记录该词是文章中第几个字符(优点是关键词亮显时定位快);
b)关键词位置,即记录该词是文章中第几个关键词(优点是节约索引空间、词组(phase)查询快),lucene中记录的就是这种位置。
加上“出现频率”和“出现位置”信息后,我们的索引结构变为:
关键词 文章号[出现频率] 出现位置
guangzhou 1[2] 3,6
he 2[1] 1
i 1[1] 4
live 1[2],2[1] 2,5,2
shanghai 2[1] 3
tom 1[1] 1
以live 这行为例我们说明一下该结构:live在文章1中出现了2次,文章2中出现了一次,它的出现位置为“2,5,2”这表示什么呢?我们需要结合文章号和出现频率来分析,文章1中出现了2次,那么“2,5”就表示live在文章1中出现的两个位置,文章2中出现了一次,剩下的“2”就表示live是文章2中第 2个关键字。
以上就是lucene索引结构中最核心的部分。我们注意到关键字是按字符顺序排列的(lucene没有使用B树结构),因此lucene可以用二元搜索算法快速定位关键词。
实现时 lucene将上面三列分别作为词典文件(Term Dictionary)、频率文件(frequencies)、位置文件 (positions)保存。其中词典文件不仅保存有每个关键词,还保留了指向频率文件和位置文件的指针,通过指针可以找到该关键字的频率信息和位置信息。
Lucene中使用了field的概念,用于表达信息所在位置(如标题中,文章中,url中),在建索引中,该field信息也记录在词典文件中,每个关键词都有一个field信息(因为每个关键字一定属于一个或多个field)。
为了减小索引文件的大小,Lucene对索引还使用了压缩技术。首先,对词典文件中的关键词进行了压缩,关键词压缩为<前缀长度,后缀>,例如:当前词为“阿拉伯语”,上一个词为“阿拉伯”,那么“阿拉伯语”压缩为<3,语>。其次大量用到的是对数字的压缩,数字只保存与上一个值的差值(这样可以减小数字的长度,进而减少保存该数字需要的字节数)。例如当前文章号是16389(不压缩要用3个字节保存),上一文章号是16382,压缩后保存7(只用一个字节)。
下面我们可以通过对该索引的查询来解释一下为什么要建立索引。
假设要查询单词 “live”,lucene先对词典二元查找、找到该词,通过指向频率文件的指针读出所有文章号,然后返回结果。词典通常非常小,因而,整个过程的时间是毫秒级的。
而用普通的顺序匹配算法,不建索引,而是对所有文章的内容进行字符串匹配,这个过程将会相当缓慢,当文章数目很大时,时间往往是无法忍受的。
1.1 什么是lucene
Lucene是一个全文搜索框架,而不是应用产品。因此它并不像www.baidu.com 或者google Desktop那么拿来就能用,它只是提供了一种工具让你能实现这些产品。
2 lucene的工作方式
lucene提供的服务实际包含两部分:一入一出。所谓入是写入,即将你提供的源(本质是字符串)写入索引或者将其从索引中删除;所谓出是读出,即向用户提供全文搜索服务,让用户可以通过关键词定位源。
2.1写入流程
源字符串首先经过analyzer处理,包括:分词,分成一个个单词;去除stopword(可选)。
将源中需要的信息加入Document的各个Field中,并把需要索引的Field索引起来,把需要存储的Field存储起来。
将索引写入存储器,存储器可以是内存或磁盘。
2.2读出流程
用户提供搜索关键词,经过analyzer处理。
对处理后的关键词搜索索引找出对应的Document。
用户根据需要从找到的Document中提取需要的Field。
3 一些需要知道的概念
3.1 analyzer
Analyzer是分析器,它的作用是把一个字符串按某种规则划分成一个个词语,并去除其中的无效词语,这里说的无效词语是指英文中的“of”、“the”,中文中的“的”、“地”等词语,这些词语在文章中大量出现,但是本身不包含什么关键信息,去掉有利于缩小索引文件、提高效率、提高命中率。
分词的规则千变万化,但目的只有一个:按语义划分。这点在英文中比较容易实现,因为英文本身就是以单词为单位的,已经用空格分开;而中文则必须以某种方法将连成一片的句子划分成一个个词语。具体划分方法下面再详细介绍,这里只需了解分析器的概念即可。
3.2 document
用户提供的源是一条条记录,它们可以是文本文件、字符串或者数据库表的一条记录等等。一条记录经过索引之后,就是以一个Document的形式存储在索引文件中的。用户进行搜索,也是以Document列表的形式返回。
3.3 field
一个Document可以包含多个信息域,例如一篇文章可以包含“标题”、“正文”、“最后修改时间”等信息域,这些信息域就是通过Field在Document中存储的。
Field有两个属性可选:存储和索引。通过存储属性你可以控制是否对这个Field进行存储;通过索引属性你可以控制是否对该Field进行索引。这看起来似乎有些废话,事实上对这两个属性的正确组合很重要,下面举例说明:还是以刚才的文章为例子,我们需要对标题和正文进行全文搜索,所以我们要把索引属性设置为真,同时我们希望能直接从搜索结果中提取文章标题,所以我们把标题域的存储属性设置为真,但是由于正文域太大了,我们为了缩小索引文件大小,将正文域的存储属性设置为假,当需要时再直接读取文件;我们只是希望能从搜索解果中提取最后修改时间,不需要对它进行搜索,所以我们把最后修改时间域的存储属性设置为真,索引属性设置为假。上面的三个域涵盖了两个属性的三种组合,还有一种全为假的没有用到,事实上Field不允许你那么设置,因为既不存储又不索引的域是没有意义的。
3.4 term
term是搜索的最小单位,它表示文档的一个词语,term由两部分组成:它表示的词语和这个词语所出现的field。
3.5 tocken
tocken是term的一次出现,它包含trem文本和相应的起止偏移,以及一个类型字符串。一句话中可以出现多次相同的词语,它们都用同一个term表示,但是用不同的tocken,每个tocken标记该词语出现的地方。
3.6 segment
添加索引时并不是每个document都马上添加到同一个索引文件,它们首先被写入到不同的小文件,然后再合并成一个大索引文件,这里每个小文件都是一个segment。
4 如何建索引
4.1 最简单的能完成索引的代码片断
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();
下面我们分析一下这段代码。
首先我们创建了一个writer,并指定存放索引的目录为“/data/index”,使用的分析器为StandardAnalyzer,第三个参数说明如果已经有索引文件在索引目录下,我们将覆盖它们。然后我们新建一个document。
我们向document添加一个field,名字是“title”,内容是“lucene introduction”,对它进行存储并索引。再添加一个名字是“content”的field,内容是“lucene works well”,也是存储并索引。
然后我们将这个文档添加到索引中,如果有多个文档,可以重复上面的操作,创建document并添加。
添加完所有document,我们对索引进行优化,优化主要是将多个segment合并到一个,有利于提高索引速度。
随后将writer关闭,这点很重要。
对,创建索引就这么简单!
当然你可能修改上面的代码获得更具个性化的服务。
4.2 索引文本文件
如果你想把纯文本文件索引起来,而不想自己将它们读入字符串创建field,你可以用下面的代码创建field:
Field field = new Field("content", new FileReader(file));
这里的file就是该文本文件。该构造函数实际上是读去文件内容,并对其进行索引,但不存储。