2.Lucene的使用

Zephery约 2046 字大约 7 分钟

2.Lucene的使用

首先，帮忙点击一下我的网站http://www.wenzhihuai.com/ 。谢谢啊，如果可以，GitHub上麻烦给个star，以后面试能讲讲这个项目，GitHub地址https://github.com/Zephery/newblog 。

Lucene的整体架构

搜索引擎的几个重要概念：

倒排索引：将文档中的词作为关键字，建立词与文档的映射关系，通过对倒排索引的检索，可以根据词快速获取包含这个词的文档列表。倒排索引一般需要对句子做去除停用词。
停用词：在一段句子中，去掉之后对句子的表达意向没有印象的词语，如“非常”、“如果”，中文中主要包括冠词，副词等。
排序：搜索引擎在对一个关键词进行搜索时，可能会命中许多文档，这个时候，搜索引擎就需要快速的查找的用户所需要的文档，因此，相关度大的结果需要进行排序，这个设计到搜索引擎的相关度算法。

Lucene中的几个概念

文档（Document）：文档是一系列域的组合，文档的域则代表一系列域文档相关的内容。
域（Field）：每个文档可以包含一个或者多个不同名称的域。
词（Term）：Term是搜索的基本单元，与Field相对应，包含了搜索的域的名称和关键词。
查询（Query）：一系列Term的条件组合，成为TermQuery，但也有可能是短语查询等。
分词器（Analyzer）：主要是用来做分词以及去除停用词的处理。

索引的建立

索引的搜索

lucene在本网站的使用：

搜索 2. 自动分词

一、搜索

注意：本文使用最新的lucene，版本6.6.0。lucene的版本更新很快，每跨越一次大版本，使用方式就不一样。首先需要导入lucene所使用的包。使用maven：

<dependency>
    <groupId>org.apache.lucene</groupId>
    <artifactId>lucene-core</artifactId><!--lucene核心-->
    <version>${lucene.version}</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.lucene</groupId>
    <artifactId>lucene-analyzers-common</artifactId><!--分词器-->
    <version>${lucene.version}</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.lucene</groupId>
    <artifactId>lucene-analyzers-smartcn</artifactId><!--中文分词器-->
    <version>${lucene.version}</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.lucene</groupId>
    <artifactId>lucene-queryparser</artifactId><!--格式化-->
    <version>${lucene.version}</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.lucene</groupId>
    <artifactId>lucene-highlighter</artifactId><!--lucene高亮-->
    <version>${lucene.version}</version>
</dependency>

构建索引

Directory dir = FSDirectory.open(Paths.get("blog_index"));//索引存储的位置
SmartChineseAnalyzer analyzer = new SmartChineseAnalyzer();//简单的分词器
IndexWriterConfig config = new IndexWriterConfig(analyzer);
IndexWriter writer = new IndexWriter(dir, config);
Document doc = new Document();
doc.add(new TextField("title", blog.getTitle(), Field.Store.YES)); //对标题做索引
doc.add(new TextField("content", Jsoup.parse(blog.getContent()).text(), Field.Store.YES));//对文章内容做索引
writer.addDocument(doc);
writer.close();

更新与删除

IndexWriter writer = getWriter();
Document doc = new Document();
doc.add(new TextField("title", blog.getTitle(), Field.Store.YES));
doc.add(new TextField("content", Jsoup.parse(blog.getContent()).text(), Field.Store.YES));
writer.updateDocument(new Term("blogid", String.valueOf(blog.getBlogid())), doc);   //更新索引
writer.close();

查询

private static void search_index(String keyword) {
    try {
        Directory dir = FSDirectory.open(Paths.get("blog_index")); //获取要查询的路径，也就是索引所在的位置
        IndexReader reader = DirectoryReader.open(dir);
        IndexSearcher searcher = new IndexSearcher(reader);
        SmartChineseAnalyzer analyzer = new SmartChineseAnalyzer();
        QueryParser parser = new QueryParser("content", analyzer); //查询解析器
        Query query = parser.parse(keyword); //通过解析要查询的String，获取查询对象
        TopDocs docs = searcher.search(query, 10);//开始查询，查询前10条数据，将记录保存在docs中,
        for (ScoreDoc scoreDoc : docs.scoreDocs) { //取出每条查询结果
            Document doc = searcher.doc(scoreDoc.doc); //scoreDoc.doc相当于docID,根据这个docID来获取文档
            System.out.println(doc.get("title")); //fullPath是刚刚建立索引的时候我们定义的一个字段
        }
        reader.close();
    } catch (IOException | ParseException e) {
        logger.error(e.toString());
    }
}

高亮

Fragmenter fragmenter = new SimpleSpanFragmenter(scorer);
SimpleHTMLFormatter simpleHTMLFormatter = new SimpleHTMLFormatter("<b><font color='red'>", "</font></b>");
Highlighter highlighter = new Highlighter(simpleHTMLFormatter, scorer);
highlighter.setTextFragmenter(fragmenter);
for (ScoreDoc scoreDoc : docs.scoreDocs) { //取出每条查询结果
    Document doc = searcher.doc(scoreDoc.doc); //scoreDoc.doc相当于docID,根据这个docID来获取文档
    String title = doc.get("title");
    TokenStream tokenStream = analyzer.tokenStream("title", new StringReader(title));
    String hTitle = highlighter.getBestFragment(tokenStream, title);
    System.out.println(hTitle);
}

结果

<b><font color='red'>Java</font></b>堆.栈和常量池 笔记

分页
目前lucene分页的方式主要有两种：
(1). 每次都全部查询，然后通过截取获得所需要的记录。由于采用了分词与倒排索引，所有速度是足够快的，但是在数据量过大的时候，占用内存过大，容易造成内存溢出
(2). 使用searchAfter把数据保存在缓存里面，然后再去取。这种方式对大量的数据友好，但是当数据量比较小的时候，速度会相对慢。
lucene中使用searchafter来筛选顺序

ScoreDoc lastBottom = null;//相当于pageSize
BooleanQuery.Builder booleanQuery = new BooleanQuery.Builder();
QueryParser parser1 = new QueryParser("title", analyzer);//对文章标题进行搜索
Query query1 = parser1.parse(q);
booleanQuery.add(query1, BooleanClause.Occur.SHOULD);
TopDocs hits = search.searchAfter(lastBottom, booleanQuery.build(), pagehits);  //lastBottom（pageSize），pagehits（pagenum）

使用效果
全部代码放在这里，代码写的不太好，光从代码规范上就不咋地。在网页上的使用效果如下：

二、lucene自动补全

百度、谷歌等在输入文字的时候会弹出补全框，如下图：

在搭建lucene自动补全的时候，也有考虑过使用SQL语句中使用like来进行，主要还是like对数据库压力会大，而且相关度没有lucene的高。主要使用了官方suggest库以及autocompelte.js这个插件。
suggest的原理看这,以及索引结构看这。

使用：

导入maven包

<dependency>
    <groupId>org.apache.lucene</groupId>
    <artifactId>lucene-suggest</artifactId>
    <version>6.6.0</version>
</dependency>

如果想将结果反序列化，声明实体类的时候要加上：

public class Blog implements Serializable {

实现InputIterator接口

InputIterator的几个方法：
long weight():返回的权重值，大小会影响排序，默认是1L
BytesRef payload():对某个对象进行序列化
boolean hasPayloads():是否有设置payload信息
Set<BytesRef> contexts():存入context，context里可以是任意的自定义数据，一般用于数据过滤
boolean hasContexts():判断是否有下一个，默认为false

public class BlogIterator implements InputIterator {
    /**
     * logger
     */
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(BlogIterator.class);
    private Iterator<Blog> blogIterator;
    private Blog currentBlog;

    public BlogIterator(Iterator<Blog> blogIterator) {
        this.blogIterator = blogIterator;
    }

    @Override
    public boolean hasContexts() {
        return true;
    }

    @Override
    public boolean hasPayloads() {
        return true;
    }

    public Comparator<BytesRef> getComparator() {
        return null;
    }

    @Override
    public BytesRef next() {
        if (blogIterator.hasNext()) {
            currentBlog = blogIterator.next();
            try {
                //返回当前Project的name值，把blog类的name属性值作为key
                return new BytesRef(Jsoup.parse(currentBlog.getTitle()).text().getBytes("utf8"));
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
                return null;
            }
        } else {
            return null;
        }
    }

    /**
     * 将Blog对象序列化存入payload
     * 可以只将所需要的字段存入payload，这里对整个实体类进行序列化，方便以后需求，不建议采用这种方法
     */
    @Override
    public BytesRef payload() {
        try {
            ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(bos);
            out.writeObject(currentBlog);
            out.close();
            BytesRef bytesRef = new BytesRef(bos.toByteArray());
            return bytesRef;
        } catch (IOException e) {
            logger.error("", e);
            return null;
        }
    }

    /**
     * 文章标题
     */
    @Override
    public Set<BytesRef> contexts() {
        try {
            Set<BytesRef> regions = new HashSet<BytesRef>();
            regions.add(new BytesRef(currentBlog.getTitle().getBytes("UTF8")));
            return regions;
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            throw new RuntimeException("Couldn't convert to UTF-8");
        }
    }

    /**
     * 返回权重值，这个值会影响排序
     * 这里以产品的销售量作为权重值，weight值即最终返回的热词列表里每个热词的权重值
     */
    @Override
    public long weight() {
        return currentBlog.getHits();   //change to hits
    }
}

ajax 建立索引

/**
 * ajax建立索引
 */
@Override
public void ajaxbuild() {
    try {
        Directory dir = FSDirectory.open(Paths.get("autocomplete"));
        SmartChineseAnalyzer analyzer = new SmartChineseAnalyzer();
        AnalyzingInfixSuggester suggester = new AnalyzingInfixSuggester(dir, analyzer);
        //创建Blog测试数据
        List<Blog> blogs = blogMapper.getAllBlog();
        suggester.build(new BlogIterator(blogs.iterator()));
    } catch (IOException e) {
        System.err.println("Error!");
    }
}

查找
因为有些文章的标题是一样的，先对list排序，将标题短的放前面，长的放后面，然后使用LinkHashSet来存储。

@Override
public Set<String> ajaxsearch(String keyword) {
    try {
        Directory dir = FSDirectory.open(Paths.get("autocomplete"));
        SmartChineseAnalyzer analyzer = new SmartChineseAnalyzer();
        AnalyzingInfixSuggester suggester = new AnalyzingInfixSuggester(dir, analyzer);
        List<String> list = lookup(suggester, keyword);
        list.sort(new Comparator<String>() {
            @Override
            public int compare(String o1, String o2) {
                if (o1.length() > o2.length()) {
                    return 1;
                } else {
                    return -1;
                }
            }
        });
        Set<String> set = new LinkedHashSet<>();
        for (String string : list) {
            set.add(string);
        }
        ssubSet(set, 7);
        return set;
    } catch (IOException e) {
        System.err.println("Error!");
        return null;
    }
}

controller层

@RequestMapping("ajaxsearch")
public void ajaxsearch(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {
    String keyword = request.getParameter("keyword");
    if (StringUtils.isEmpty(keyword)) {
        return;
    }
    Set<String> set = blogService.ajaxsearch(keyword);
    Gson gson = new Gson();
    response.getWriter().write(gson.toJson(set));//返回的数据使用json
}

ajax来提交请求
autocomplete.js源代码与介绍：https://github.com/xdan/autocomplete

<link rel="stylesheet" href="js/autocomplete/jquery.autocomplete.css">
<script src="js/autocomplete/jquery.autocomplete.js" type="text/javascript"></script>
<script type="text/javascript">
    /******************** remote start **********************/
    $('#remote_input').autocomplete({
        source: [
            {
                url: "ajaxsearch.html?keyword=%QUERY%",
                type: 'remote'
            }
        ]
    });
    /********************* remote end ********************/
</script>

效果：

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参考：
https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-lucene1/

http://iamyida.iteye.com/blog/2205114