1、 lucenesolr 全文检索 Lucene&Solr(1)1.案例案例 实现一个文件的搜索功能,通过关键字搜索文件,凡是文件名或文件内容包括关键字的文件都需要找出来。还可以根据中文词语进行查询,并且需要支持多个条件查询。本案例中的原始内容就是磁盘上的文件,如下图:2.需求分析需求分析 数据库搜索数据库搜索 数据库中的搜索很容易实现,通常都是使用 sql 语句进行查询,而且能很快的得到查询结果。为什么数据库搜索很容易?因为数据库中的数据存储是有规律的,有行有列而且数据格式、数据长度都是固定的。数据分类数据分类 我们生活中的数据总体分为两种:结构化数据和非结构化数据。结构化数据:指具有固定格式
2、或有限长度的数据,如数据库,元数据等。非结构化数据:指不定长或无固定格式的数据,如邮件,word文档等磁盘上的文件 非结构化数据查询方法非结构化数据查询方法(1)顺序扫描法(Serial Scanning)所谓顺序扫描,比如要找内容包含某一个字符串的文件,就是一个文档一个文档的看,对于每一个文档,从头看到尾,如果此文档包含此字符串,则此文档为我们要找的文件,接着看下一个文件,直到扫描完所有的文件。如利用 windows 的搜索也可以搜索文件内容,只是相当的慢。(2)全文检索(Full-text Search)将非结构化数据中的一部分信息提取出来,重新组织,使其变得有一定结构,然后对此有一定结构
3、的数据进行搜索,从而达到搜索相对较快的目的。这部分从非结构化数据中提取出的然后重新组织的信息,我们称之索引。例如:字典。字典的拼音表和部首检字表就相当于字典的索引,对每一个字的解释是非结构化的,如果字典没有音节表和部首检字表,在茫茫辞海中找一个字只能顺序扫描。然而字的某些信息可以提取出来进行结构化处理,比如读音,就比较结构化,分声母和韵母,分别只有几种可以一一列举,于是将读音拿出来按一定的顺序排列,每一项读音都指向此字的详细解释的页数。我们搜索时按结构化的拼音搜到读音,然后按其指向的页数,便可找到我们的非结构化数据也即对字的解释。这种先建立索引,再对索引进行搜索的过程就叫全文检索(Full-t
4、ext Search)。虽然创建索引的过程也是非常耗时的,但是索引一旦创建就可以多次使用,全文检索主要处理的是查询,所以耗时间创建索引是值得的。如何实现全文检索如何实现全文检索 可以使用 Lucene实现全文检索。Lucene是 apache下的一个开放源代码的全文检索引擎工具包。提供了完整的查询引擎和索引引擎,部分文本分析引擎。Lucene的目的是为软件开发人员提供一个简单易用的工具包,以方便的在目标系统中实现全文检索的功能。全文检索的应用场景全文检索的应用场景 对于数据量大、数据结构不固定的数据可采用全文检索方式搜索,比如 XX、Google等搜索引擎、论坛站内搜索、电商网站站内搜索等。3
5、.Lucene 实现全文检索的流程实现全文检索的流程 索引和搜索流程图索引和搜索流程图 1、绿色表示索引过程,对要搜索的原始内容进行索引构建一个索引库,索引过程包括:确定原始内容即要搜索的内容采集文档创建文档分析文档索引文档 2、红色表示搜索过程,从索引库中搜索内容,搜索过程包括:用户通过搜索界面创建查询执行搜索,从索引库搜索渲染搜索结果 创建索引创建索引 对文档索引的过程,将用户要搜索的文档内容进行索引,索引存储在索引库(index)中。这里我们要搜索的文档是磁盘上的文本文件,根据案例描述:凡是文件名或文件内容包括关键字的文件都要找出来,这里要对文件名和文件内容创建索引。获得原始文档获得原始
6、文档 原始文档是指要索引和搜索的内容。原始内容包括互联网上的网页、数据库中的数据、磁盘上的文件等。本案例中的原始内容就是磁盘上的文件,如下图:从互联网上、数据库、文件系统中等获取需要搜索的原始信息,这个过程就是信息采集,信息采集的目的是为了对原始内容进行索引。在 Internet 上采集信息的软件通常称为爬虫或蜘蛛,也称为网络机器人,爬虫访问互联网上的每一个网页,将获取到的网页内容存储起来。Lucene不提供信息采集的类库,需要自己编写一个爬虫程序实现信息采集,也可以通过一些开源软件实现信息采集,如下:Nutch(http:/lucene.apache.org/nutch),Nutch 是 a
7、pache的一个子项目,包括大规模爬虫工具,能够抓取和分辨 web网站数据。jsoup(http:/jsoup.org/),jsoup 是一款 Java 的 HTML解析器,可直接解析某个URL地址、HTML文本内容。它提供了一套非常省力的 API,可通过 DOM,CSS 以及类似于 jQuery的操作方法来取出和操作数据。heritrix(http:/ 是一个由 java 开发的、开源的网络爬虫,用户可以使用它来从网上抓取想要的资源。其最出色之处在于它良好的可扩展性,方便用户实现自己的抓取逻辑。本案例我们要获取磁盘上文件的内容,可以通过文件流来读取文本文件的内容,对于 pdf、doc、xls
8、 等文件可通过第三方提供的解析工具读取文件内容,比如 Apache POI读取 doc和 xls 的文件内容。创建文档对象创建文档对象 获取原始内容的目的是为了索引,在索引前需要将原始内容创建成文档(Document),文档中包括一个一个的域(Field),域中存储内容。这里我们可以将磁盘上的一个文件当成一个 document,Document 中包括一些Field(file_name文件名称、file_path 文件路径、file_size文件大小、file_content 文件内容),如下图:注意:每个 Document 可以有多个 Field,不同的 Document可以有不同的 Fie
9、ld,同一个 Document可以有相同的 Field(域名和域值都相同)每个文档都有一个唯一的编号,就是文档 id。分析文档分析文档 将原始内容创建为包含域(Field)的文档(document),需要再对域中的内容进行分析,分析的过程是经过对原始文档提取单词、将字母转为小写、去除标点符号、去除停用词等过程生成最终的语汇单元,可以将语汇单元理解为一个一个的单词。比如下边的文档经过分析如下:原文档内容:Lucene is a Java full-text search engine.Lucene is not a complete application,but rather a code l
10、ibrary and API that can easily be used to add search capabilities to applications.分析后得到的语汇单元:lucene、java、full、search、engine。每个单词叫做一个 Term,不同的域中拆分出来的相同的单词是不同的 term。term中包含两部分一部分是文档的域名,另一部分是单词的内容。例如:文件名中包含 apache和文件内容中包含的 apache是不同的 term。创建索引创建索引 对所有文档分析得出的语汇单元进行索引,索引的目的是为了搜索,最终要实现只搜索被索引的语汇单元从而找到 Docu
11、ment(文档)。注意:创建索引是对语汇单元索引,通过词语找文档,这种索引的结构叫倒排索引结构。传统方法是根据文件找到该文件的内容,在文件内容中匹配搜索关键字,这种方法是顺序扫描方法,数据量大、搜索慢。倒排索引结构是根据内容(词语)找文档,如下图:倒排索引结构也叫反向索引结构,包括索引和文档两部分,索引即词汇表,它的规模较小,而文档集合较大。查询索引查询索引 查询索引也是搜索的过程。搜索就是用户输入关键字,从索引(index)中进行搜索的过程。根据关键字搜索索引,根据索引找到对应的文档,从而找到要搜索的内容(这里指磁盘上的文件)。用户查询接口用户查询接口 全文检索系统提供用户搜索的界面供用户提
12、交搜索的关键字,搜索完成展示搜索结果。比如:Lucene不提供制作用户搜索界面的功能,需要根据自己的需求开发搜索界面。创建查询创建查询 用户输入查询关键字执行搜索之前需要先构建一个查询对象,查询对象中可以指定查询要搜索的 Field 文档域、查询关键字等,查询对象会生成具体的查询语法,例如:语法“fileName:lucene”表示要搜索 Field域的内容为“lucene”的文档 执行查询执行查询 搜索索引过程:根据查询语法在倒排索引词典表中分别找出对应搜索词的索引,从而找到索引所链接的文档链表。比如搜索语法为“fileName:lucene”表示搜索出 fileName域中包含 Lucen
13、e 的文档。搜索过程就是在索引上查找域为 fileName,并且关键字为 Lucene的 term,并根据term 找到文档 id列表。渲染结果渲染结果 以一个友好的界面将查询结果展示给用户,用户根据搜索结果找自己想要的信息,为了帮助用户很快找到自己的结果,提供了很多展示的效果,比如搜索结果中将关键字高亮显示,XX 提供的快照等。4.配置开发环境配置开发环境 Lucene 下载下载 Lucene是开发全文检索功能的工具包,从官方网站下载 Lucene4.10.3,并解压。官方网站:http:/lucene.apache.org/版本:lucene4.10.3 Jdk 要求:1.7以上 IDE:
14、Eclipse 使用的使用的 jar 包包 Lucene包:lucene-core-4.10.3.jar lucene-analyzers-common-4.10.3.jar lucene-queryparser-4.10.3.jar 其它:commons-io-2.4.jar junit-4.9.jar 5.功能一:创建索引库功能一:创建索引库 使用 indexwriter对象创建索引 实现步骤实现步骤 第一步:创建一个 java 工程,并导入 jar包。第二步:创建一个 indexwriter对象。1)指定索引库的存放位置 Directory对象 2)指定一个分析器,对文档内容进行分析。第
15、二步:创建 document 对象。第三步:创建 field 对象,将 field 添加到 document 对象中。第四步:使用 indexwriter 对象将 document 对象写入索引库,此过程进行索引创建。并将索引和 document 对象写入索引库。第五步:关闭 IndexWriter 对象。Field 域的属性域的属性 是否分析:是否对域的内容进行分词处理。前提是我们要对域的内容进行查询。是否索引:将 Field 分析后的词或整个 Field 值进行索引,只有索引方可搜索到。比如:商品名称、商品简介分析后进行索引,订单号、身份证号不用分析但也要索引,这些将来都要作为查询条件。是
16、否存储:将 Field 值存储在文档中,存储在文档中的 Field才可以从 Document中获取 比如:商品名称、订单号,凡是将来要从 Document 中获取的 Field 都要存储。是否存储的标准:是否要将内容展示给用户 Field 类 数据类型 Analyzed 是否分析 Indexed 是否索引 Stored 是否存储 说明 StringField(FieldName,FieldValue,Store.YES)字符串 N Y Y 或N 这个 Field用来构建一个字符串Field,但是不会进行分析,会将整个串存储在索引中,比如(订单号,姓名等)是否存储在文档中用Store.YES 或Store.NO决定 LongField(FieldName,FieldValue,Store.YES)Long型 Y Y Y 或N 这个 Field用来构建一个Long数字型Field,进行分析和索引,比如(价格)是否存储在文档中用Store.YES 或Store.NO决定 StoredField(FieldName,FieldValue)重载方法,支持多种类型 N N Y 这个 Field用来
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