【Lucene3.0 初窥】索引创建(2)：DocumentWriter 处理流程一

1.3 索引创建过程

DocumentsWriter是由IndexWriter调用来负责对多个document建立索引的核心类，但整个索引过程并不是由一个对象来完成的。而是有一系列的对象组成的处理链(IndexingChain)来完成的(这个过程就像流水线生产汽车)。下面是DocumentWriter开始建立索引的源代码。

//由IndexWriter调用的方法
boolean addDocument(Document doc, Analyzer analyzer){
      return updateDocument(doc, analyzer, null);
}

boolean updateDocument(Document doc, Analyzer analyzer, Term delTerm){
    final DocumentsWriterThreadState state = getThreadState(doc, delTerm);
    final DocState docState = state.docState;
    docState.doc = doc;
    docState.analyzer = analyzer;
    boolean success = false;
    try {
          //调用处理链的源头DocFieldProcessorPerThread开始对Document对象建立索引结构
          final DocWriter perDoc = state.consumer.processDocument();

          finishDocument(state, perDoc);
          success = true;
     } 
      .......
}

1.3.1 第一车间——DocFieldProcessorPerThread

DocFieldProcessorPerThread类是索引创建处理链的第一步。其基本任务：将document对象原料中所有相同名字的field合并成一个 DocFieldProcessorPerThread对象，然后更新FieldInfo信息，最后对不同名字的Field构成一个 DocFieldProcessorPerThread[]对象数组。这个数组就是下一个车间DocInverterPerField要加工的原料了。

DocFieldProcessorPerThread类完成第一步处理的核心方法就是processDocument()。在介绍这个方法之前，我们先来看看两个重要的类DocFieldProcessorPerField和FieldInfo

(1) DocFieldProcessorPerField 类是一个合并了相同名字Field的类(可见下图黄色区域)。它是后面DocInverterPerField要处理的单位原料。源码如下：

final class DocFieldProcessorPerField {

      final DocFieldConsumerPerField consumer;
     //记录field的名字、是否要检索，是否要存储等信息
     final FieldInfo fieldInfo;
     //指向下一个DocFieldProcessorPerField的指针
     DocFieldProcessorPerField next;
     int lastGen = -1;
     //包含相同名字的field的数量
     int fieldCount;
     //包含的相同名字的field
     Fieldable[] fields = new Fieldable[1];

    public DocFieldProcessorPerField(final DocFieldProcessorPerThread perThread, final FieldInfo fieldInfo) {
         this.consumer = perThread.consumer.addField(fieldInfo);
         this.fieldInfo = fieldInfo;
    }

    public void abort() {
         consumer.abort();
    }
}

(2) FieldInfo 类并不是指一个Field的全部信息，而是相同名字的Field合并之后的信息。合并过程重要通过update()方法将Field的其他不同属性统一起来(可见下图蓝色区域)。部分源码如下：

final class FieldInfo {
    //Field的相同名字
    String name;
    //是否要索引
    boolean isIndexed;
    //编号
    int number;
    ....
    //构造器
    FieldInfo(..){
    ...
    } 
    //FieldInfo更新的准则是：
    //原来的Field和新的Field有一个要索引(isIndexed=true)，则更新后的也索引。
    //如果新的Field不需要索引，则其他操作指标不变
    //如果新的Field需要索引，则只要有一个操作指标为真，就更新后的也为真
    void update(...){
    ...
    }
}

下面我们重点看看processDocument()方法是如何把Document对象加工成DocFieldProcessorPerThread[]数组的。

final class DocFieldProcessorPerThread extends DocConsumerPerThread {
//存储最后处理的结构：DocFieldProcessorPerField[]数组
DocFieldProcessorPerField[] fields = new DocFieldProcessorPerField[1];
int fieldCount;

//以Field名字作为关键字的DocFieldProcessorPerField哈希表结构
DocFieldProcessorPerField[] fieldHash = new DocFieldProcessorPerField[2];


/**
 * 扩大DocFieldProcessorPerField的Hash表容量
 * 每一次扩大到原来容量的2倍，并且将原来存储的DocFieldProcessorPerField对象顺序移动到Hash的最大位置处
 * 比如：原来的容量为2,扩大之后的容量为4，将fieldHash[1]->fieldHash[3],fieldHash[0]->fieldHash[2]
 */
private void rehash() {
....
}

/**
 *第一加工车间处理核心流程
 */
public DocumentsWriter.DocWriter processDocument() {
    //初始化各项数据
    consumer.startDocument();
    fieldsWriter.startDocument();

    //要处理的document对象
    final Document doc = docState.doc;
    assert docFieldProcessor.docWriter.writer.testPoint("DocumentsWriter.ThreadState.init start");

    //记录处理过程中生成的DocFieldProcessorPerField的数量
    fieldCount = 0;

    //当前的DocFieldProcessorPerField
    final int thisFieldGen = fieldGen++;

    final List<Fieldable> docFields = doc.getFields();
    final int numDocFields = docFields.size();

    for(int i=0;i<numDocFields;i++) {
        //得到doc的每个Field
        Fieldable field = docFields.get(i);
        final String fieldName = field.name();

        //以Field的名字为key，定位到fieldHash[]的位置号hashPos
        final int hashPos = fieldName.hashCode() & hashMask;
        //确定fieldHash[]上指定的hashPos位置是否已经有了数据，也就是是否产生冲突
        DocFieldProcessorPerField fp = fieldHash[hashPos];
        //如果Field的名字不同，但fieldHash[]的hashPos位置产生了Hash冲突，则采用Hash链表结构加入到冲突位置上的链表末尾。
        while(fp != null && !fp.fieldInfo.name.equals(fieldName))
             fp = fp.next;
        //如果fieldHash[]的hashPos位置上没有数据，则将新的Field包装成DocFieldProcessorPerField对象加入到Hash表中
        if (fp == null) {
            FieldInfo fi = fieldInfos.add(fieldName, field.isIndexed(), field.isTermVectorStored(),field.isStorePositionWithTermVector(), field.isStoreOffsetWithTermVector(),field.getOmitNorms(), false, field.getOmitTermFreqAndPositions());

            fp = new DocFieldProcessorPerField(this, fi);
            fp.next = fieldHash[hashPos];
            fieldHash[hashPos] = fp;
            totalFieldCount++;
            //如果DocFieldProcessorPerField的Hash表存储总数量已经尝过了总容量的1/2，则扩大容量
            if (totalFieldCount >= fieldHash.length/2)
                rehash();
         }else{ //如果产生了冲突，并且冲突位置上的Field的名字与要加入的Field名字相同，则更新冲突位置上的FieldInfo
             fp.fieldInfo.update(field.isIndexed(), field.isTermVectorStored(),
                            field.isStorePositionWithTermVector(), field.isStoreOffsetWithTermVector(),
                            field.getOmitNorms(), false, field.getOmitTermFreqAndPositions());
         }
      
          //如果具有相同名字的Field，则将同名的Field合并到同一个DocFieldProcessorPerField中的Fieldable[]中
          if (thisFieldGen != fp.lastGen) {
               fp.fieldCount = 0;
               //如果fields[]已经存满，则扩大2倍的fields[]的容量
               if (fieldCount == fields.length) {
               final int newSize = fields.length*2;
               DocFieldProcessorPerField newArray[] = new DocFieldProcessorPerField[newSize];
               System.arraycopy(fields, 0, newArray, 0, fieldCount);
               fields = newArray;
           }
        
           fields[fieldCount++] = fp;
           fp.lastGen = thisFieldGen;
        }
        //如果具有相同的Field名字，而DocFieldProcessorPerField中的Fieldable[]已经存满，则扩大2倍的此数组容量用于存放相同名字的Field
        if (fp.fieldCount == fp.fields.length) {
           Fieldable[] newArray = new Fieldable[fp.fields.length*2];
           System.arraycopy(fp.fields, 0, newArray, 0, fp.fieldCount);
           fp.fields = newArray;
        }
      
        fp.fields[fp.fieldCount++] = field;
        if (field.isStored()) {
            fieldsWriter.addField(field, fp.fieldInfo);
        }
   }
   //将fields数组按field名字排序
   quickSort(fields, 0, fieldCount-1);
   //调用下一加工车间DocInverterPerField对每个DocFieldProcessorPerField对象进行处理
   for(int i=0;i<fieldCount;i++)
        fields[i].consumer.processFields(fields[i].fields, fields[i].fieldCount);

    .......
}

用个图例来说明一下DocFieldProcessorPerThread类所做的工作。我们拿《索引创建(1):IndexWriter索引器》1.1节前期工作中的doc1来作为DocFieldProcessorPerThread的原料。

原料：Document doc1 (为了说明相同Field的合并工作，我们加了一个相同名字，值不同的content Field)

Field name	Field value	isIndex	isStore
name	1	false	true
path	e:\\content\\1.txt	false	true
content	The lucene is a good IR. I hope I can lean.	true	true
content	Lucene 3.0 like a teacher. I love it.	true	true

半成品： DocFieldProcessorPerField[] fields

注意，上图中的DocFieldProcessorPerField的next域都指向了null。其实，如果有Field1的名字name1与Field2的名字name2满足 HashCode(name1)=HashCode(name2) && !name1.equals(name2) 的情况下。Field2所构成的DocFieldProcessorPerField对象将加在Field1所构成的DocFieldProcessorPerField对象的next链表后面。这种组织方法便于我们在后面要讲到的建立倒排索引的处理。

总结： DocFieldProcessorPerThread 类的作用就是把Document对象加工成 DocFieldProcessorPerField [] (上图黄色区域) 。然后把每个DocField ProcessorPerThread .Fieldable[] (上图红色区域)

交给第二车间DocInverterPerField 的processFields (《索引创建(3)：DocmentWriter 处理流程二》 )方法来完成了。

【Lucene3.0 初窥】索引创建(2)：DocumentWriter 处理流程一

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