Lucene In Depth（1）--介绍

 

摘要

Lucene是apache软件基金会jakarta项目组的一个子项目，是一个开放源代码的全文检索引擎工具包，即它不是一个完整的全文检索引擎，而是一个全文检索引擎的架构，提供了完整的查询引擎和索引引擎，部分文本分析引擎（英文与德文两种西方语言）。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，或者是以此为基础建立起完整的全文检索引擎。

 

Lucene的原作者是Doug Cutting，他是一位资深全文索引/检索专家，曾经是V-Twin搜索引擎的主要开发者，后在Excite担任高级系统架构设计师，目前从事于一些Internet底层架构的研究。早先发布在作者自己的http://www.lucene.com/，后来发布在SourceForge，2001年年底成为apache软件基金会jakarta的一个子项目：http://jakarta.apache.org/lucene/。

 

引子

      Lucene作为开源社区里面大名鼎鼎的全文检索系统被广泛传播，网上关于Lucene的资料可以说是俯首皆是，也有很多的其他全文检索系统或多或少的借鉴了Lucene的设计思想，比如国内刚刚出现的FirTex项目。因为一直非常信任Apache，也比较关注开源项目的发展，所以应该很好几年前就知道了Lucene，但总感觉他离我很远。也曾试图去深入的学习一下，最终不了了之。

     直到最近，因为要设计一个系统，当中会用到全文检索技术，于是重拾Lucene，决定好好研究一下。搜遍了互联网，看到的大部分资料是讲解如何使用Lucene的，对Lucene深入讲解的不多，包括比较流行的《Lucene In Action》，都让我大失所望。我希望能深入的了解Lucene的设计思想，Lucene文件的数据结构，创建索引和检索的过程，为何可以做到如此高效。

       看来只能自己慢慢啃了，我知道这个系统的复杂性，但当看到源代码时还是大吃一惊，竟然有4万多行。虽然以前曾经有过研习ICTCLAS源代码的经历，但它大概只有1万行左右，已经花费了我很长的时间才把各个细节部分搞清楚。看来这次又是一个攻坚战！

 

初探

       虽然Lucene的源代码很庞大，很复杂，但对于使用者来说还是非常简单的，没有几行代码就可以实现完整的创建索引和检索的全过程。我们来看两个例子:

//检索数据
package org.apache.lucene.demo2;

import java.io.File;
import java.util.Date;

import org.apache.lucene.analysis.standard.StandardAnalyzer;
import org.apache.lucene.document.Document;
import org.apache.lucene.queryParser.QueryParser;
import org.apache.lucene.search.Hits;
import org.apache.lucene.search.IndexSearcher;
import org.apache.lucene.search.Query;
import org.apache.lucene.store.Directory;
import org.apache.lucene.store.FSDirectory;

public class Searcher ...{

    /** *//**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) ...{
        try ...{
            File indexDir = new File("test2/index");
            String q = "mscomctl.ocx";
            if (!indexDir.exists() || !indexDir.isDirectory()) ...{
                throw new Exception(indexDir + " does not exist or is not a directory.");
            }
            search(indexDir, q);
        } catch (Exception e) ...{
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void search(File indexDir, String q) throws Exception ...{
        Directory fsDir = FSDirectory.getDirectory(indexDir, false);
        IndexSearcher is = new IndexSearcher(fsDir);
        QueryParser parser = new QueryParser("contents", new StandardAnalyzer());
        Query query = parser.parse(q);
        long start = new Date().getTime();
        Hits hits = is.search(query);
        long end = new Date().getTime();
        System.err.println("Found " + hits.length() + " document(s) (in " + (end - start) + " milliseconds) that matched query '" + q + "':");
        for (int i = 0; i < hits.length(); i++) ...{
            Document doc = hits.doc(i);
            System.out.println(doc.get("filename"));
        }
    }
}

 

//创建索引
package org.apache.lucene.demo2;

import java.io.File;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.util.Date;

import org.apache.lucene.analysis.standard.StandardAnalyzer;
import org.apache.lucene.document.Document;
import org.apache.lucene.document.Field;
import org.apache.lucene.index.IndexWriter;

public class Inderer ...{
 
    public static void main(String[] args) ...{
        try ...{
            File dataDir = new File("test2/data");
            File indexDir = new File("test2/index");
            long start = new Date().getTime();
            int numIndexed = index(indexDir, dataDir);
            long end = new Date().getTime();
            System.out.println("Indexing " + numIndexed + " files took " + (end - start) + " milliseconds");
        } catch (IOException e) ...{
            e.printStackTrace();
        }
    }

    // open an index and start file directory traversal
    public static int index(File indexDir, File dataDir) throws IOException ...{
        if (!dataDir.exists() || !dataDir.isDirectory()) ...{
            throw new IOException(dataDir + " does not exist or is not a directory");
        }
        IndexWriter writer = new IndexWriter(indexDir, new StandardAnalyzer(), true);
        writer.setUseCompoundFile(false);
        indexDirectory(writer, dataDir);
        int numIndexed = writer.docCount();
        writer.optimize();
        writer.close();
        return numIndexed;
    }

    // recursive method that calls itself when it finds a directory
    private static void indexDirectory(IndexWriter writer, File dir) throws IOException ...{
        File[] files = dir.listFiles();
        for (int i = 0; i < files.length; i++) ...{
            File f = files[i];
            if (f.isDirectory()) ...{
                indexDirectory(writer, f);
            } else if (f.getName().endsWith(".txt")) ...{
                indexFile(writer, f);
            }
        }
    }

    // method to actually index a file using Lucene
    private static void indexFile(IndexWriter writer, File f) throws IOException ...{
        if (f.isHidden() || !f.exists() || !f.canRead()) ...{
            return;
        }
        System.out.println("Indexing " + f.getCanonicalPath());
        Document doc = new Document();
        doc.add(new Field("contents", new FileReader(f)));
        doc.add(new Field("filename", f.getCanonicalPath(), Field.Store.YES, Field.Index.NO));
        // System.out.println(doc);
        writer.addDocument(doc);
    }
}

参考

1.       FirTex：www.firtex.org

2.       lucene中国：www.lucene.com.cn