原文:http://jalorsoft.com/holen/holen_lucene_01.html
本文是Lucene研究文集的首篇，主要介紹了Lucene的起源、發展、現狀，以及Luence的初步應用，可以作為了解和學習Lucene的入門資料。
1． 起源與發展
Lucene是一個高性能、純Java的全文檢索引擎，而且免費、開源。Lucene幾乎適合于任何需要全文檢索的應用，尤其是跨平臺的應用。
Lucene的作者Doug Cutting是一個資深的全文檢索專家，剛開始，Doug Cutting將Lucene發表在自己的主頁上，2000年3月將其轉移到sourceforge，于2001年10捐獻給Apache，作為Jakarta的一個子工程。
2．使用現狀
經過多年的發展，Lucene在全文檢索領域已經有了很多的成功案例，并積累了良好的聲譽。
基于Lucene的全文檢索產品（Lucene本身只是一個組件，而非一個完整的應用）和應用Lucene的項目在世界各地已經非常之多，比較知名的有：
l Eclipse：主流Java開發工具，其幫助文檔采用Lucene作為檢索引擎
l Jive：知名論壇系統，其檢索功能基于Lucene
l Ifinder：出自德國的網站檢索系統，基于Lucene（http://ifinder.intrafind.org/）
l MIT DSpace Federation：一個文檔管理系統（http://www.dspace.org/）
國內外采用Lucene作為網站全文檢索引擎的也很多，比較知名的有：
l http://www.blogchina.com/weblucene/
l http://www.ioffer.com/
l http://search.soufun.com/
l http://www.taminn.com/
（更多案例，請參見http://wiki.apache.org/jakarta-lucene/PoweredBy）
在所有這些案例中，開源應用占了很大一部分，但更多的還是商化業產品和網站。毫不夸張的說，Lucene的出現，極大的推動了全文檢索技術在各個行業或領域中的深層次應用。
3．初步應用
前面提到，Lucene本身只是一個組件，而非一個完整的應用，所以若想讓Lucene跑起來，還得在Lucene基礎上進行必要的二次開發。
下載與安裝
首先，你需要到Lucene的官方網站http://jakarta.apache.org/lucene/ 去下載一份拷貝，最新版是1.4。下載后將得到一個名為lucene-1.4-final.zip的壓縮文件，將其解壓，里面有一個名為lucene-1.4-final.jar的文件，這就是Lucene組件包了，若需要在項目使用Lucene，只需要把lucene-1.4-final.jar置于類路徑下即可，至于解壓后的其他文件都是參考用的。
接下來，我用Eclipse建立一個工程，實現基于Lucene的建庫、記錄加載和記錄查詢等功能。
如上圖所示，這是開發完成后的工程，其中有三個源文件CreateDataBase.java，InsertRecords.java，QueryRecords.java，分別實現建庫、入庫、檢索的功能。
以下是對這三個源文件的分析。
建庫源碼及說明
|
CreateDataBase.java |
|
package com.holen.part1;
import java.io.File;
import org.apache.lucene.analysis.standard.StandardAnalyzer;
import org.apache.lucene.index.IndexWriter;
/**
* @author Holen Chen
* 初始化檢索庫
*/
public class CreateDataBase {
public CreateDataBase() {
}
public int createDataBase(File file){
int returnValue = 0;
if(!file.isDirectory()){
file.mkdirs();
}
try{
IndexWriter indexWriter = new IndexWriter(file,new StandardAnalyzer(),true);
indexWriter.close();
returnValue = 1;
}catch(Exception ex){
ex.printStackTrace();
}
return returnValue;
}
/**
* 傳入檢索庫路徑,初始化庫
* @param file
* @return
*/
public int createDataBase(String file){
return this.createDataBase(new File(file));
}
public static void main(String[] args) {
CreateDataBase temp = new CreateDataBase();
if(temp.createDataBase("e:\\lucene\\holendb") == 1){
System.out.println("db init succ");
}
}
}
|
說明：這里最關鍵的語句是IndexWriter indexWriter = new IndexWriter(file,new StandardAnalyzer(),true)。
第一個參數是庫的路徑，也就是說你準備把全文檢索庫保存在哪個位置，比如main方法中設定的“e:\\lucene\\holendb”，Lucene支持多庫，且每個庫的位置允許不同。
第二個參數是分析器，這里采用的是Lucene自帶的標準分析器，分析器用于對整篇文章進行分詞解析，這里的標準分析器實現對英文（或拉丁文，凡是由字母組成，由空格分開的文字均可）的分詞，分析器將把整篇英文按空格切成一個個的單詞（在全文檢索里這叫切詞，切詞是全文檢索的核心技術之一，Lucene默認只能切英文或其他拉丁文，默認不支持中日韓等雙字節文字，關于中文切詞技術將在后續章節重點探討）。
第三個參數是是否初始化庫，這里我設的是true，true意味著新建庫或覆蓋已經存在的庫，false意味著追加到已經存在的庫。這里新建庫，所以肯定需要初始化，初始化后，庫目錄下只存在一個名為segments的文件，大小為1k。但是當庫中存在記錄時執行初始化，庫中內容將全部丟失，庫回復到初始狀態，即相當于新建了該庫，所以真正做項目時，該方法一定要慎用。
加載記錄源碼及說明
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InsertRecords.java |
|
package com.holen.part1;
import java.io.File;
import java.io.FileReader;
import java.io.Reader;
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;
/**
* @author Holen Chen
* 記錄加載
*/
public class InsertRecords {
public InsertRecords() {
}
public int insertRecords(String dbpath,File file){
int returnValue = 0;
try{
IndexWriter indexWriter
= new IndexWriter(dbpath,new StandardAnalyzer(),false);
this.addFiles(indexWriter,file);
returnValue = 1;
}catch(Exception ex){
ex.printStackTrace();
}
return returnValue;
}
/**
* 傳入需加載的文件名
* @param file
* @return
*/
public int insertRecords(String dbpath,String file){
return this.insertRecords(dbpath,new File(file));
}
public void addFiles(IndexWriter indexWriter,File file){
Document doc = new Document();
try{
doc.add(Field.Keyword("filename",file.getName()));
//以下兩句只能取一句,前者是索引不存儲,后者是索引且存儲
//doc.add(Field.Text("content",new FileReader(file)));
doc.add(Field.Text("content",this.chgFileToString(file)));
indexWriter.addDocument(doc);
indexWriter.close();
}catch(Exception ex){
ex.printStackTrace();
}
}
/**
* 從文本文件中讀取內容
* @param file
* @return
*/
public String chgFileToString(File file){
String returnValue = null;
StringBuffer sb = new StringBuffer();
char[] c = new char[4096];
try{
Reader reader = new FileReader(file);
int n = 0;
while(true){
n = reader.read(c);
if(n > 0){
sb.append(c,0,n);
}else{
break;
}
}
reader.close();
}catch(Exception ex){
ex.printStackTrace();
}
returnValue = sb.toString();
return returnValue;
}
public static void main(String[] args) {
InsertRecords temp = new InsertRecords();
String dbpath = "e:\\lucene\\holendb";
//holen1.txt中包含關鍵字"holen"和"java"
if(temp.insertRecords(dbpath,"e:\\lucene\\holen1.txt") == 1){
System.out.println("add file1 succ");
}
//holen2.txt中包含關鍵字"holen"和"chen"
if(temp.insertRecords(dbpath,"e:\\lucene\\holen2.txt") == 1){
System.out.println("add file2 succ");
}
}
}
|
說明：這個類里面主要有3個方法insertRecords(String dbpath,File file)，addFiles(IndexWriter indexWriter,File file)，chgFileToString(File file)。
ChgFileToString方法用于讀取文本型文件到一個String變量中。
InsertRecords方法用于加載一條記錄，這里是將單個文件入全文檢索庫，第一個參數是庫路徑，第二個參數是需要入庫的文件。
InsertRecords需要調用addFiles，addFiles是文件入庫的真正執行者。AddFiles里有如下幾行重點代碼：
doc.add(Field.Keyword("filename",file.getName()));
注意，在Lucene里沒有嚴格意義上表，Lucene的表是通過Field類的方法動態構建的，比如Field.Keyword("filename",file.getName())就相當于在一條記錄加了一個字段，字段名為filename，該字段的內容為file.getName()。
常用的Field方法如下：
|
方法 |
切詞 |
索引 |
存儲 |
用途 |
|
Field.Text(String name, String value) |
Y |
Y |
Y |
標題，文章內容 |
|
Field.Text(String name, Reader value) |
Y |
Y |
N |
META信息 |
|
Field.Keyword(String name, String value) |
N |
Y |
Y |
作者 |
|
Field.UnIndexed(String name, String value) |
N |
N |
Y |
文件路徑 |
|
Field.UnStored(String name, String value) |
Y |
Y |
N |
與第二種類似 |
為了更深入的了解全文檢索庫，我們可以將全文檢索庫與通常的關系型數據庫（如Oracle，Mysql）作一下對比。
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全文檢索庫對關系型數據庫對比 |
|
對比項 |
全文檢索庫（Lucene） |
關系型數據庫（Oracle） |
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核心功能 |
以文本檢索為主，插入（insert）、刪除（delete）、修改（update）比較麻煩，適合于大文本塊的查詢。 |
插入（insert）、刪除（delete）、修改（update）十分方便，有專門的SQL命令，但對于大文本塊（如CLOB）類型的檢索效率低下。 |
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庫 |
與Oracle類似，都可以建多個庫，且各個庫的存儲位置可以不同。 |
可以建多個庫，每個庫一般都有控制文件和數據文件等，比較復雜。 |
|
表 |
沒有嚴格的表的概念，比如Lucene的表只是由入庫時的定義字段松散組成。 |
有嚴格的表結構，有主鍵，有字段類型等。 |
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記錄 |
由于沒有嚴格表的概念，所以記錄體現為一個對象，在Lucene里記錄對應的類是Document。 |
Record，與表結構對應。 |
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字段 |
字段類型只有文本和日期兩種，字段一般不支持運算，更無函數功能。
在Lucene里字段的類是Field，如document（field1,field2…） |
字段類型豐富，功能強大。
record（field1,field2…） |
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查詢結果集 |
在Lucene里表示查詢結果集的類是Hits，如hits（doc1,doc2,doc3…） |
在JDBC為例， Resultset（record1,record2,record3...） |
兩種庫對比圖如下：
doc(field1,field2..),doc(field1,field2..) |
Hits(doc(field1,field2..),doc(field1,field2..)...) |
record(field1,field2..),doc(field1,field2..) |
rResultset(record(field1,field2..),doc(field1,field2..)
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檢索源碼及說明
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QueryRecords.java |
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package com.holen.part1;
import java.util.ArrayList;
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.search.Searcher;
/**
* @author Holen Chen
* 檢索查詢
*/
public class QueryRecords {
public QueryRecords() {
}
/**
* 檢索查詢,將結果集返回
* @param searchkey
* @param dbpath
* @param searchfield
* @return
*/
public ArrayList queryRecords(String searchkey,String dbpath,String searchfield){
ArrayList list = null;
try{
Searcher searcher = new IndexSearcher(dbpath);
Query query
= QueryParser.parse(searchkey,searchfield,new StandardAnalyzer());
Hits hits = searcher.search(query);
if(hits != null){
list = new ArrayList();
int temp_hitslength = hits.length();
Document doc = null;
for(int i = 0;i < temp_hitslength; i++){
doc = hits.doc(i);
list.add(doc.get("filename"));
}
}
}catch(Exception ex){
ex.printStackTrace();
}
return list;
}
public static void main(String[] args) {
QueryRecords temp = new QueryRecords();
ArrayList list = null;
list = temp.queryRecords("holen","e:\\lucene\\holendb","content");
for(int i=0;i< list.size();i++){
System.out.println((String)list.get(i));
}
}
}
|
說明：該類中Searcher負責查詢，并把查詢結果以Hits對象集方式返回，Hits好比JDBC中的RecordSet，Hits是Document的集合，每個Document相當于一條記錄，Document中包含一個或多個字段，可以通過Document.get(“字段名”)方法得到每個字段的內容。
通過這三個類，就完成了一個簡單的基于Lucene的全文檢索應用。
4．總結
Lucene十分精練純粹，就一個jar包，引入到你的工程中，調用其接口，就可以為你的應用增添全文檢索功能。
通過上一節的初步應用會發現，Lucene使用起來很簡單，與JDBC有些類似，應用時重點掌握好IndexWriter，Document，Field，Searcher等幾個類即可。
Lucene的結構很清晰，每個package司職一項，比如org.apache.Lucene.search負責檢索，org.apache.Lucene.index索引，org.apache.Lucene.analysis切詞等，且Lucene的主要動作都采用了抽象類，擴展起來十分方便。
相對于一些商業化全文檢索，Lucene的入庫速度更快。因為它的存儲采取分步合并的方法，先建立小索引，待時機成熟才把小索引合并到大索引樹上。因此，我們在操作應用數據時可以同步進行全文檢索庫的操作而不會（或許很少）影響系統的效能。
Lucene性能穩定，使用簡單，而且開源免費，有Apache基金在后面做支撐，資金和技術力量都十分雄厚，這兩年也一直是穩步更新，每次新版本的推出，業界均爭相報導。
參考資料
1． Introduction to Text Indexing with Apache Jakarta Lucene（Otis Gospodnetic）
2． Lucene Introduction in Chinese（車東）
3． Lucene Tutorial（Steven J. Owens）
作者簡介
陳光 － J2EE項目經理，熟悉EJB、XML，致力于Aapche Jakarta項目的應用與推廣，可通過holen@263.net與作者聯系。
posted on 2005-06-28 16:01
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