Lucene实现全文检索的流程

倾然丶 夕夏残阳落幕 提交于 2019-11-29 23:24:46

索引和搜索流程图

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

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

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。

1)获得原始文档

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。

2)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documentDocument中包括一些Fieldfile_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Field,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

3)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 library 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termterm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

4)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Document(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)。

1)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。

2)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。

3)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Lucene的文档。

搜索过程就是在索引上查找域为fileName,并且关键字为Luceneterm,并根据term找到文档id列表。

4)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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