Lucene全文检索的流程

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1. 索引和搜索流程图
这里写图片描述

(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—获得文档—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
2. 索引流程

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。

2.1. 原始内容
原始内容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。

2.2. 获得文档(采集数据)
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,采集数据的目的是为了对原始内容进行索引

采集数据分类:
1、对于互联网上网页,可以使用工具将网页抓取到本地生成html文件。
2、数据库中的数据,可以直接连接数据库读取表中的数据。
3、文件系统中的某个文件,可以通过I/O操作读取文件的内容。

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:
Solr(http://lucene.apache.org/solr) ,solr是apache的一个子项目,支持从关系数据库、xml文档中提取原始数据。
Nutch(http://lucene.apache.org/nutch), Nutch是apache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。

2.3. 创建文档
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
注意:每个Document可以有多个Field,不同的Document可以有不同的Field,同一个Document可以有相同的Field(域名和域值都相同)

2.4. 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,分析成为一个一个的单词。

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 library and API that can easily be used
to add search capabilities to applications.

分析后得到的词:
lucene、java、full、search、engine。。。。

2.5. 索引文档
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Document(文档)。

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。

倒排索引结构是根据内容(词汇)找文档,如下图:
这里写图片描述

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。

3. 搜索流程
搜索就是用户输入关键字,从索引中进行搜索的过程。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。

3.1. 用户
就是使用搜索的角色,用户可以是自然人,也可以是远程调用的程序。

3.2. 用户搜索界面
全文检索系统提供用户搜索的界面供用户提交搜索的关键字,搜索完成展示搜索结果。例如:百度和谷歌的搜索。

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。

3.3. 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查询关键字、要搜索的Field文档域等,查询对象会生成具体的查询语法,比如:
name:lucene表示要搜索name这个Field域中,内容为“lucene”的文档。
desc:lucene AND desc:java 表示要搜索即包括关键字“lucene”也包括“java”的文档。

3.4. 执行搜索

搜索索引过程:

1.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。
例如搜索语法为“desc:lucene AND desc:java”表示搜索出的文档中既要包括lucene也要包括java。

2、由于是AND,所以要对包含lucene或java词语的链表进行交集,得到文档链表应该包括每一个搜索词语。

3、获取文档中的Field域数据。

3.5. 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,百度提供的快照等。

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