大漠驼铃

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Lucene入门与使用

http://www.wujianrong.com/archives/2007/03/lucene-4.html

1.1 Lucene 历史

org.apache.lucene包是纯java语言的全文索引检索工具包。
Lucene的作者是资深的全文索引/检索专家,最开始发布在他本人的主页上,2001年10月贡献给APACHE,成为APACHE基金的一个子项目。
目前,lucene广泛用于全文索引/检索的项目中。
lucene也被翻译成C#版本,目前发展为Lucene.Net(不过最近好象有流产的消息)。

1.2 Lucene 原理

lucene的检索算法属于索引检索,即用空间来换取时间,对需要检索的文件、字符流进行全文索引,在检索的时候对索引进行快速的检索,得到检索位置,这个位置记录检索词出现的文件路径或者某个关键词。
在 使用数据库的项目中,不使用数据库进行检索的原因主要是:数据库在非精确查询的时候使用查询语言“like %keyword%”,对数据库进行查询是对所有记录遍历,并对字段进行“%keyword%”匹配,在数据库的数据庞大以及某个字段存储的数据量庞大的 时候,这种遍历是致命的,它需要对所有的记录进行匹配查询。因此,lucene主要适用于文档集的全文检索,以及海量数据库的模糊检索,特别是对数据库的 xml或者大数据的字符类型。


2.Lucene的下载和配置


2.1 Lucene的下载


lucene项目的发布主页:http://lucene.apache.org/。以下主要针对windows用户,其它用户请在上面的地址中查找相关下载。


lucene的.jar包的下载(包括.jar和一个范例demo):
http://www.apache.org/dist/jakarta/lucene/binaries/lucene-1.4.3.zip


lucene的源代码下载:
http://www.apache.org/dist/jakarta/lucene/source/lucene-1.4.3-src.zip


lucene的api地址:http://lucene.apache.org/java/docs/api/index.html


本文使用lucene版本:lucene-1.4-final.jar。


2.2 lucene的配置


首先请确定你的机子已经进行了java使用环境的基本配置,即确保在某个平台下能够运行java源代码,否则请查阅相关文档进行配置。
接下来进入lucene的配置:
普通使用者:在环境变量的CLASSPATH中添加lucene的位置。比如:“D:/java /lucene-1.4-final/lucene-1.4-final.jar;”。
jbuilder使用者:在“Project”--“Project Properties”--“Required Libraries”进行添加。
Jsp使用者:也可以直接将lucene-1.4-final.jar文件放到/WEB-INF/classes下。


3. Lucene 的范例(Demo )


3.1 Demo说明

可 以得到的Demo包括:lucene-demos-1.4-final、XMLIndexingDemo,lucene-demos-1.4-final 中包括对普通文件和html文件的两种索引,XMLIndexingDemo针对xml文件的索引。他们的区别主要在于:对普通文件进行索引时只要对文件 的全文进行索引,而针对html、xml文件时,对标签类型不能进行索引,在实现上:html、xml的索引需要额外的数据流分析器,以分析哪些内容有用 哪些无用。因此,在后两者实现上,索引的时间额外开支,甚至超过索引本身时间,而检索时间没有区别。


以上Demo中,lucene-demos-1.4-final自带于lucene-1.4-final.zip中,XMLIndexingDemo的下载地址:
http://cvs.apache.org/viewcvs.cgi/jakarta-lucene-sandbox/contributions/XML-Indexing-Demo/


3.2 Demo的运行


首先将demo.jar的路径添加如环境变量的CLASSPATH中,例如:“D:/java/lucene-1.4-final/lucene-demos-1.4-final.jar;”,同时确保已经添加lucene-1.4-final.jar。


然 后进行文件的全文索引,在dos控制台中,输入命令“java org.apache.lucene.demo.IndexFiles {full-path-to-lucene}/src”,后面的路径为所要进行索引的文件夹,例如:“java org.apache.lucene.demo.IndexFiles c:/test”。


接着对索引进行检索,敲入“java org.apache.lucene.demo.SearchFiles”,在提示“Query:”后输入检索词,程序将进行检索列出检索得到的结果(检索词出现的文件路径)。
其他Demo的运行请参考/docs/demo.html。
在运行Demo后请阅读Demo的源代码以便深入学习。

4. 利用Lucene进行索引


进行lucene的熟悉后,我们将学习如何使用Lucene。
一段索引的应用实例:

//需要捕捉IOException异常
//建立一个IndexWriter,索引保存目录为“index”
String[] stopStrs = {
"他奶奶的", "***"};
StandardAnalyzer analyzer = new StandardAnalyzer(stopStrs);
IndexWriter writer = new IndexWriter("index", analyzer, true);

//添加一条文档
Document doc = new Document();
doc.add(Field.UnIndexed("id", "1"));//“id”为字段名,“1”为字段值
doc.add(Field.Text("text", "***,他奶奶的,入门与使用"));
writer.addDocument(doc);

//索引完成后的处理
writer.optimize();
writer.close();

看完这段实例后,我们开始熟悉lucene的使用:

4.1 Lucene的索引接口


在学习索引的时候,首先需要熟悉几个接口:


4.1.1分析器Analyzer


分析器主要工作是筛选,一段文档进来以后,经过它,出去的时候只剩下那些有用的部分,其他则剔除。而这个分析器也可以自己根据需要而编写。
org.apache.lucene.analysis.Analyzer:这是一个虚构类,以下两个借口均继承它而来。


org.apache.lucene.analysis.SimpleAnalyzer:分析器,支持最简单拉丁语言。


org.apache.lucene.analysis.standard.StandardAnalyzer: 标准分析器,除了拉丁语言还支持亚洲语言,并在一些匹配功能上进行完善。在这个接口中还有一个很重要的构造函数:StandardAnalyzer (String[] stopWords),可以对分析器定义一些使用词语,这不仅可以免除检索一些无用信息,而且还可以在检索中定义禁止的政治性、非法性的检索关键词。


4.1.2 IndexWriter


IndexWriter的构造函数有三种接口,针对目录Directory、文件File、文件路径String三种情况。
例如IndexWriter(String path, Analyzer a, boolean create),path为文件路径,a为分析器,create标志是否重建索引(true:建立或者覆盖已存在的索引,false:扩展已存在的索引。)
一些重要的方法:

接口名

备注

addDocument(Document doc)

索引添加一个文档

addIndexes(Directory[] dirs)

将目录中已存在索引添加到这个索引

addIndexes(IndexReader[] readers)

将提供的索引添加到这个索引

optimize()

合并索引并优化

close()

关闭


IndexWriter为了减少大量的io维护操作,在每得到一定量的索引后建立新的小索引文件(笔者测试索引批量的最小单位为10),然后再定期将它们整合到一个索引文件中,因此在索引结束时必须进行wirter. optimize(),以便将所有索引合并优化。


4.1.3 org.apache.lucene.document


以下介绍两种主要的类:
a)org.apache.lucene.document.Document:
Document文档类似数据库中的一条记录,可以由好几个字段(Field)组成,并且字段可以套用不同的类型(详细见b)。Document的几种接口:

接口名

备注

add(Field field)

添加一个字段(Field)到Document

String get(String name)

从文档中获得一个字段对应的文本

Field getField(String name)

由字段名获得字段值

Field[] getFields(String name)

由字段名获得字段值的集


b)org.apache.lucene.document.Field
即上文所说的“字段”,它是Document的片段section。
Field的构造函数:
Field(String name, String string, boolean store, boolean index, boolean token)。
Indexed:如果字段是Indexed的,表示这个字段是可检索的。
Stored:如果字段是Stored的,表示这个字段的值可以从检索结果中得到。
Tokenized: 如果一个字段是Tokenized的,表示它是有经过Analyzer转变后成为一个tokens序列,在这个转变过程tokenization中, Analyzer提取出需要进行索引的文本,而剔除一些冗余的词句(例如:a,the,they等,详见 org.apache.lucene.analysis.StopAnalyzer.ENGLISH_STOP_WORDS和 org.apache.lucene.analysis.standard.StandardAnalyzer(String[] stopWords)的API)。Token是索引时候的基本单元,代表一个被索引的词,例如一个英文单词,或者一个汉字。因此,所有包含中文的文本都必 须是Tokenized的。
Field的几种接口:

Name

Stored

Indexed

Tokenized

use

Keyword(String name,

String value)

Y

Y

N

date,url

Text(String name, Reader value)

N

Y

Y

short text fields:

title,subject

Text(String name, String value)

Y

Y

Y

longer text fields,

like “body”

UnIndexed(String name,

String value)

Y

N

N


UnStored(String name,

String value)

N

Y

Y



5. 利用Lucene进行检索


5.1 一段简单的检索代码

//需要捕捉IOException,ParseException异常
//处理检索条件
Query query = QueryParser.parse("入门", "text", analyzer);

//检索
Searcher searcher = new IndexSearcher("./index");//"index"指定索引文件位置
Hits hits = searcher.search(query);

//打印结果值集
for (int i = 0; i < hits.length(); i++) {
Document doc = hits.doc(i);
String id = doc.get("id");
System.out.println("found " + "入门" + " on the id:" + id);
}

5.2 利用Lucene的检索接口


5.2.1 Query与QueryParser


主要使用方法:
QueryParser .parse(String query, String field, Analyzer analyzer),例如:
Query query = QueryParser.parse("入门", "text", analyzer);
"入门"为检索词, "text"为检索的字段名, analyzer为分析器


5.2.2 Hits与Searcher


Hits的主要使用接口:

接口名

备注

Doc(int n)

返回第n个的文档的所有字段

length()

返回这个集中的可用个数


6. Lucene的其他使用


6.1 Lucene 的索引修改


下面给出一段修改索引的代码,请根据Lucene的API解读:


/**
* 对已有的索引添加新的一条索引
* @param idStr String:要修改的id
* @param doc Document:要修改的值
*/
public void addIndex(String idStr, String valueStr) {
StandardAnalyzer analyzer = new StandardAnalyzer();
IndexWriter writer = null;
try {
writer = new IndexWriter(indexPath, analyzer, false);
writer.mergeFactor = 2; //修正lucene 1.4.2 bug,否则不能正确反映修改

Document doc = new Document();
doc.add(Field.UnIndexed("id", idStr));//“id”为字段名,“1”为字段值
doc.add(Field.Text("text", valueStr));
writer.addDocument(doc);

writer.optimize();
writer.close();
}
catch (IOException ioe) {
ioe.printStackTrace();
}
}

/**
* 删除索引
*
* @param idStr String
*/
public void deleteIndex(String idStr) {
try {
Directory dirt = FSDirectory.getDirectory(indexPath, false);
IndexReader reader = IndexReader.open(dirt);
Term term = new Term("text", idStr);
reader.delete(term);
reader.close();
dirt.close();
}
catch (IOException ioe) {
ioe.printStackTrace();
}
}


6.2 Lucene 的检索结果排序


Lucene 的排序主要是对org.apache.lucene.search.Sort的使用。Sort可以直接根据字段Field生成,也可以根据标准的 SortField生成,但是作为Sort的字段,必须符合以下的条件:唯一值以及Indexed。可以对Integers, Floats, Strings三种类型排序。
对整数型的ID检索结果排序只要进行以下的简单操作:

Sort sort = new Sort("id");
Hits hits = searcher.search(query, sort);

用户还可以根据自己定义更加复杂的排序,详细请参考API。


7 总结


Lucene给java的全文索引检索带来了非常强大的力量,以上仅对Lucene进行简单的入门说明。

posted on 2009-03-03 11:27 草原上的骆驼 阅读(141) 评论(0)  编辑  收藏


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