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作者:
永恒の_☆ 地址:
http://blog.csdn.net/chenghui0317/article/details/10281311

一、前言

前面简单介绍了Lucene,以及如何使用Lucene将索引 写入内存,地址:http://blog.csdn.net/chenghui0317/article/details/10052103

但是其中出现很多问题,具体如下:

1、使用IndexWriter 写入的索引全部是放在内存中的,一旦程序挂了 也就什么都没有了,并且如果生成的索引很大,那么很容易导致内存溢出。

2、使用SimpleAnalyzer作为分词器,根据关键字查询的时候 只会匹配根据空格分隔的字符、字母或者数字,并且插入的索引统一变为小写,但是查询的时候没有变为小写,所以检索关键字中出现大写字母 就永远都查不出结果;

3、之后使用StandardAnalyzer作为分词器,因为它是标准来分中文的,所以也只会对中文有分词的效果。尽管这样,仍然不能满足实际开发需求。

在一个真实的项目中如果出现这样的情况,非得为每一个索引的词组中前后添加空格来满足查询,并且所有的关键字必须小写,显然用户体验是非常差的,根本不能满足实际开发需求,这样子的话 还不如不用Lucene 直接去模糊查询数据表记录好了。

接下来介绍一个新的分词器:IKAnalyzer。

二、IKAnalyzer的介绍

IKAnalyzer是一个开源的,基于java语言开发的轻量级的中文分词语言包,它是以Lucene为应用主体,结合词典分词和文法分析算法的中文词组组件。 从3.0版本开始,IK发展为面向java的公用分词组件,独立Lucene项目,同时提供了对Lucene的默认优化实现。 IKAnalyzer实现了简单的分词歧义排除算法,标志着IK分词器从单独的词典分词想模拟语义化分词衍生。

IKAnalyzer 的新特性:

1、.采用了特有的“正向迭代最细粒度切分算法“,支持细粒度和智能分词两种切分模式;

2、在系统环境:Core2 i7 3.4G双核,4G内存,window 7 64位, Sun JDK 1.6_29 64位 普通pc环境测试,IK2012具有160万字/秒(3000KB/S)的高速处理能力。

3、2012版本的智能分词模式支持简单的分词排歧义处理和数量词合并输出。

4、采用了多子处理器分析模式,支持:英文字母、数字、中文词汇等分词处理,兼容韩文、日文字符

5、优化的词典存储,更小的内存占用。支持用户词典扩展定义。特别的,在2012版本,词典支持中文,英文,数字混合词语。

三、IKAnalyzer的准备条件

IKAnalyzer3.2.5table.jar

下载地址:http://download.csdn.net/detail/ch656409110/5971413

四、使用Lucene实战

1、使用Lucene将索引 写入磁盘,IKAnalyzer作为分词器检索索引文件

实现的思路如下:

<1> 原先使用的是内存目录对象RAMDirectory 对象,Lucene同时还提供了磁盘目录对象SimpleFSDirectory对象,至于索引写入器IndexWriter 还是和以前一样 ;

<2>利用索引写入器将指定的数据存入磁盘目录对象中;

<3>创建IndexSearch 索引查询对象,然后根据关键字封装Query查询对象;

<4>调用search()方法,将查询的结果返回给TopDocs ,迭代里面所有的Document对象,显示查询结果;

<5>关闭IndexWriter ,关闭directory目录对象。
具体代码如下:

package com.lucene.test;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.io.StringReader;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List; import org.apache.lucene.analysis.Analyzer;
import org.apache.lucene.analysis.SimpleAnalyzer;
import org.apache.lucene.analysis.TokenStream;
import org.apache.lucene.analysis.tokenattributes.CharTermAttribute;
import org.apache.lucene.document.Document;
import org.apache.lucene.document.Field;
import org.apache.lucene.index.CorruptIndexException;
import org.apache.lucene.index.IndexReader;
import org.apache.lucene.index.IndexWriter;
import org.apache.lucene.index.IndexWriterConfig;
import org.apache.lucene.queryParser.MultiFieldQueryParser;
import org.apache.lucene.queryParser.ParseException;
import org.apache.lucene.queryParser.QueryParser;
import org.apache.lucene.search.IndexSearcher;
import org.apache.lucene.search.Query;
import org.apache.lucene.search.ScoreDoc;
import org.apache.lucene.search.Sort;
import org.apache.lucene.search.SortField;
import org.apache.lucene.search.TopDocs;
import org.apache.lucene.search.highlight.Highlighter;
import org.apache.lucene.search.highlight.InvalidTokenOffsetsException;
import org.apache.lucene.search.highlight.QueryScorer;
import org.apache.lucene.search.highlight.SimpleFragmenter;
import org.apache.lucene.search.highlight.SimpleHTMLFormatter;
import org.apache.lucene.store.Directory;
import org.apache.lucene.store.FSDirectory;
import org.apache.lucene.store.SimpleFSDirectory;
import org.apache.lucene.util.Version;
import org.wltea.analyzer.lucene.IKAnalyzer; import com.lucene.entity.Article; public class SimpleFSDirectoryDemo {
    /* 创建简单中文分析器 创建索引使用的分词器必须和查询时候使用的分词器一样,否则查询不到想要的结果 */
    private Analyzer analyzer = new IKAnalyzer(true);
    // 索引保存目录
    private File indexFile = new File("./indexDir/");     /**
     * 创建索引文件到磁盘中永久保存
     */
    public void createIndexFile() {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("*****************创建索引开始**********************");
        Directory directory = null;
        IndexWriter indexWriter = null;
        try {
            // 创建哪个版本的IndexWriterConfig,根据参数可知lucene是向下兼容的,选择对应的版本就好
            IndexWriterConfig indexWriterConfig = new IndexWriterConfig(Version.LUCENE_36, analyzer);
            // 创建磁盘目录对象
            directory = new SimpleFSDirectory(indexFile);
            indexWriter = new IndexWriter(directory, indexWriterConfig);
            // indexWriter = new IndexWriter(directory, analyzer, true,IndexWriter.MaxFieldLength.UNLIMITED);
            // 这上面是使用内存保存索引的创建索引写入对象的例子,和这里的实现方式不一样,但是效果是一样的             Article article0 = new Article(1, "Simple Analyzer","这个分词是一段一段话进行分 ");
            Article article1 = new Article(2, "Standard Analyzer","标准分词拿来分中文和ChineseAnalyzer一样的效果");
            Article article2 = new Article(3, "PerField AnalyzerWrapper","这个很有意思,可以封装很多分词方式,还可以于先设置field用那个分词分!牛 ");
            Article article3 = new Article(4, "CJK Analyzer","这个分词方式是正向退一分词(二分法分词),同一个字会和它的左边和右边组合成一个次,每个人出现两次,除了首字和末字 ");
            Article article4 = new Article(5, "Chinese Analyzer","这个是专业的中文分词器,一个一个字分 ");
            Article article5 = new Article(6, " BrazilianAnalyzer", "巴西语言分词 ");
            Article article6 = new Article(7, " CzechAnalyzer", "捷克语言分词 ");
            Article article7 = new Article(8, "DutchAnalyzer", "荷兰语言分词 ");
            Article article8 = new Article(9, "FrenchAnalyzer", "法国语言分词 ");
            Article article9 = new Article(10, "沪K123", "这是一个车牌号,包含中文,字母,数字");
            Article article10 = new Article(11, "沪K345", "上海~!@~!@");
            Article article11 = new Article(12, "沪B678", "京津沪");
            Article article12 = new Article(13, "沪A3424", "沪K345 沪K3 沪K123 沪K111111111 沪ABC");
            Article article13 = new Article(14, "沪 B2222", "");
            Article article14 = new Article(15, "沪K3454653", "沪K345");
            Article article15 = new Article(16, "123 123 1 2 23 3", "沪K123");
            List<Article> articleList = new ArrayList<Article>();
            articleList.add(article0);
            articleList.add(article1);
            articleList.add(article2);
            articleList.add(article3);
            articleList.add(article4);
            articleList.add(article5);
            articleList.add(article6);
            articleList.add(article7);
            articleList.add(article8);
            articleList.add(article9);
            articleList.add(article10);
            articleList.add(article11);
            articleList.add(article12);
            articleList.add(article13);
            articleList.add(article14);
            articleList.add(article15);
            // 为了避免重复插入数据,每次测试前 先删除之前的索引
            indexWriter.deleteAll();
            // 获取实体对象
            for (int i = 0; i < articleList.size(); i++) {
                Article article = articleList.get(i);
                // indexWriter添加索引
                Document doc = new Document();
                doc.add(new Field("id", article.getId().toString(),Field.Store.YES, Field.Index.NOT_ANALYZED));
                doc.add(new Field("title", article.getTitle().toString(),Field.Store.YES, Field.Index.ANALYZED));
                doc.add(new Field("content", article.getContent().toString(),Field.Store.YES, Field.Index.ANALYZED));
                // 添加到索引中去
                indexWriter.addDocument(doc);
                System.out.println("索引添加成功:第" + (i + 1) + "次!!");
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (indexWriter != null) {
                try {
                    indexWriter.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (directory != null) {
                try {
                    directory.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("创建索引文件成功,总共花费" + (endTime - startTime) + "毫秒。");
        System.out.println("*****************创建索引结束**********************");
    }     /**
     * 直接读取索引文件,查询索引记录
     *
     * @throws IOException
     */
    public void openIndexFile() {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("*****************读取索引开始**********************");
        List<Article> articles = new ArrayList<Article>();
        // 得到索引的目录
        Directory directory = null;
        IndexReader indexReader = null;
        try {
            directory = new SimpleFSDirectory(indexFile);
            // 根据目录打开一个indexReader
            indexReader = IndexReader.open(directory);
            //indexReader = IndexReader.open(directory,false);
            System.out.println("在索引文件中总共插入了" + indexReader.maxDoc() + "条记录。");
            // 获取第一个插入的document对象
            Document minDoc = indexReader.document(0);
            // 获取最后一个插入的document对象
            Document maxDoc = indexReader.document(indexReader.maxDoc() - 1);
            // document对象的get(字段名称)方法获取字段的值
            System.out.println("第一个插入的document对象的标题是:" + minDoc.get("title"));
            System.out.println("最后一个插入的document对象的标题是:" + maxDoc.get("title"));
            //indexReader.deleteDocument(0);
            int docLength = indexReader.maxDoc();
            for (int i = 0; i < docLength; i++) {
                Document doc = indexReader.document(i);
                Article article = new Article();
                if (doc.get("id") == null) {
                    System.out.println("id为空");
                } else {
                    article.setId(Integer.parseInt(doc.get("id")));
                    article.setTitle(doc.get("title"));
                    article.setContent(doc.get("content"));
                    articles.add(article);
                }
            }
            System.out.println("显示所有插入的索引记录:");
            for (Article article : articles) {
                System.out.println(article);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (indexReader != null) {
                try {
                    indexReader.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (directory != null) {
                try {
                    directory.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("直接读取索引文件成功,总共花费" + (endTime - startTime) + "毫秒。");
        System.out.println("*****************读取索引结束**********************");
    }     /**
     * 查看IKAnalyzer 分词器是如何将一个完整的词组进行分词的
     *
     * @param text
     * @param isMaxWordLength
     */
    public void splitWord(String text, boolean isMaxWordLength) {
        try {
            // 创建分词对象
            Analyzer analyzer = new IKAnalyzer(isMaxWordLength);
            StringReader reader = new StringReader(text);
            // 分词
            TokenStream ts = analyzer.tokenStream("", reader);
            CharTermAttribute term = ts.getAttribute(CharTermAttribute.class);
            // 遍历分词数据
            System.out.print("IKAnalyzer把关键字拆分的结果是:");
            while (ts.incrementToken()) {
                System.out.print("【" + term.toString() + "】");
            }
            reader.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println();
    }     /**
     * 根据关键字实现全文检索
     */
    public void searchIndexFile(String keyword) {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("*****************查询索引开始**********************");
        IndexReader indexReader = null;
        IndexSearcher indexSearcher = null;
        List<Article> articleList = new ArrayList<Article>();
        try {
            indexReader = IndexReader.open(FSDirectory.open(indexFile));
            // 创建一个排序对象,其中SortField构造方法中,第一个是排序的字段,第二个是指定字段的类型,第三个是是否升序排列,true:升序,false:降序。
            Sort sort = new Sort(new SortField[] {new SortField("title", SortField.STRING, false),new SortField("content", SortField.STRING, false) });
            //Sort sort = new Sort();
            // 创建搜索类
            indexSearcher = new IndexSearcher(indexReader);
            // 下面是创建QueryParser 查询解析器
            // QueryParser支持单个字段的查询,但是MultiFieldQueryParser可以支持多个字段查询,建议用后者这样可以实现全文检索的功能。
            // QueryParser queryParser = new QueryParser(Version.LUCENE_36, "title", analyzer);
            QueryParser queryParser = new MultiFieldQueryParser(Version.LUCENE_36, new String[] { "title", "content" },analyzer);
            // 利用queryParser解析传递过来的检索关键字,完成Query对象的封装
            Query query = queryParser.parse(keyword);
            splitWord(keyword, true); // 显示拆分结果
            // 执行检索操作
            TopDocs topDocs = indexSearcher.search(query, 5, sort);
            System.out.println("一共查到:" + topDocs.totalHits + "记录");
            ScoreDoc[] scoreDoc = topDocs.scoreDocs;
            // 像百度,谷歌检索出来的关键字如果有,除了显示在列表中之外还会高亮显示。Lucenen也支持高亮功能,正常应该是<font color='red'></font>这里用【】替代,使效果更加明显
            SimpleHTMLFormatter simpleHtmlFormatter = new SimpleHTMLFormatter("【", "】");
            // 具体怎么实现的不用管,直接拿来用就好了。
            Highlighter highlighter = new Highlighter(simpleHtmlFormatter,new QueryScorer(query));             for (int i = 0; i < scoreDoc.length; i++) {
                // 内部编号 ,和数据库表中的唯一标识列一样
                int doc = scoreDoc[i].doc;
                // 根据文档id找到文档
                Document mydoc = indexSearcher.doc(doc);                 String id = mydoc.get("id");
                String title = mydoc.get("title");
                String content = mydoc.get("content");
                TokenStream tokenStream = null;
                if (title != null && !title.equals("")) {
                    tokenStream = analyzer.tokenStream("title",new StringReader(title));
                    title = highlighter.getBestFragment(tokenStream, title);
                }
                if (content != null && !content.equals("")) {
                    tokenStream = analyzer.tokenStream("content",new StringReader(content));
                    // 传递的长度表示检索之后匹配长度,这个会导致返回的内容不全
                    //highlighter.setTextFragmenter(new SimpleFragmenter(content.length()));
                    content = highlighter.getBestFragment(tokenStream, content);
                }
                // 需要注意的是 如果使用了高亮显示的操作,查询的字段中没有需要高亮显示的内容 highlighter会返回一个null回来。
                articleList.add(new Article(Integer.valueOf(id),title == null ? mydoc.get("title") : title,content == null ? mydoc.get("content") : content));
            }
        } catch (CorruptIndexException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidTokenOffsetsException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ParseException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (indexSearcher != null) {
                try {
                    indexSearcher.close();
                } catch (IOException e1) {
                    e1.printStackTrace();
                }
            }
            if (indexReader != null) {
                try {
                    indexReader.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        System.out.println("根据关键字" + keyword + "检索到的结果如下:");
        for (Article article : articleList) {
            System.out.println(article);
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("全文索引文件成功,总共花费" + (endTime - startTime) + "毫秒。");
        System.out.println("*****************查询索引结束**********************");
    }     public static void main(String[] args) {
        SimpleFSDirectoryDemo luceneInstance = new SimpleFSDirectoryDemo();
        // 建立要索引的文件
        luceneInstance.createIndexFile();
        // 从索引文件中查询数据
        // luceneInstance.openIndexFile();
        // 查看IKAnalyzer分词结果
        /*
         * String[] keywords = new
         * String[]{"IKAnalyzer是一个基于java语言开发的轻量级的中文分词工具包"
         * ,"我正在学习Lucene3.6,看一下效果如何"
         * ,"鄂尔多斯"," Java做服务器端时如何接收和处理android客户端base64编码过的图片呢?"};
         * luceneInstance.splitWord(keywords[0], true);
         * luceneInstance.splitWord(keywords[0], false);
         * luceneInstance.splitWord(keywords[1], true);
         * luceneInstance.splitWord(keywords[1], false);
         * luceneInstance.splitWord(keywords[2], true);
         * luceneInstance.splitWord(keywords[2], false);
         * luceneInstance.splitWord(keywords[3], true);
         * luceneInstance.splitWord(keywords[3], false);
         */
        // 获得结果,然后交由相关应用程序处理
        String[] searchKeywords = new String[]{"analyzer","沪B123","沪K123","沪K123 上海","沪K3454653"};
        luceneInstance.searchIndexFile(searchKeywords[1]);
    }
}

上面代码关联的实体类代码如下:

package com.lucene.entity;

public class Article {

	private Integer id;
private String title;
private String content; public Article() {
super();
}
public Article(Integer id, String title, String content) {
super();
this.id = id;
this.title = title;
this.content = content;
}
public synchronized Integer getId() {
return id;
}
public synchronized void setId(Integer id) {
this.id = id;
}
public synchronized String getTitle() {
return title;
}
public synchronized void setTitle(String title) {
this.title = title;
}
public synchronized String getContent() {
return content;
}
public synchronized void setContent(String content) {
this.content = content;
}
@Override
public String toString() {
return "Article [id=" + id + ", title=" + title + ", content=" + content + "]";
} }

代码有点长,其中包括了如何将索引写入磁盘,以及IKAnalyzer 分词是如何将检索关键字进行分词的,然后如何实现全文检索操作的。

首先看看createIndexFile()这个方法,该方法用于创建索引,将索引写入磁盘,执行该方法的效果如下:

根据提示索引添加成功,然后去当前项目下的indexDir目录中查看索引文件,具体截图如下:

截图中展示全是非文本文件,所以看不到具体存储的什么,但是Lucene知道,我们只需要知道如何利用它去完成自己想要的功能即可。

需要注意的是:

1、如果添加一次索引,那么该目录的大多文件都会发生改变,如果添加索引的时候发现文件的修改时间没有改变 肯定没有添加成功;

2、如果在创建索引的时候使用的是IKAnalyzer分词器,那么查询的索引的时候同样也要使用IkAnalyzer分词器,否则查询不到结果。

然后,索引创建成功之后,接下来看看openIndexFile()这个方法,它使用的是IndexWriter直接读取索引文件,查询索引记录。

执行该方法的具体效果如下:

从截图中看出,Lucene添加的索引全是按照索引下标一个一个按照添加顺序添加进去的, 直接根据这个下标就可以返回对应的Document对象。    另外操作IndexReader 获取的Document对象 还蛮简单的,跟Arraylist有点相似,只不过方法名称不一样。

为了验证 是否和Arraylist一样,删除其中的索引之后,后面的下标是否会向前移动。修改代码:

indexReader 的是否只读属性改为false,默认是true,如果不改为false 删除索引会报错:

Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException: This IndexReader cannot make any changes to the index (it was opened with readOnly = true)

具体修改如下: indexReader = IndexReader.open(directory,false);

然后添加 删除索引的代码:indexReader.deleteDocument(0);

实践发现,该方法没有真正删除索引, 我在重新调用openIndexFile()方法一样返回所有的记录, 但是indexDir目录中确实有索引文件被修改的痕迹, 并且如果使用IndexSearch调用search()方法确检索不到,可见indexReader.deleteDocument(0);没有真正删除索引,只不过在使用IndexSearch检索的时候检索不到罢了。

然后再看下IKAnalyzer分词器到底有什么效果,为什么这么多特性,它是如何实现分词效果的,运行splitWord()方法,具体效果如下:

由截图可见:

1、IKAnalyzer分词器在分词的时候会把传递过来的字母统一转换成小写,这样子非常有效的避免的添加索引的时候全部小写 而导致大小写不一样检索不到的情况;

2、IKAnalyzer拆分关键字分两种,分别是“最细粒度切分算法”和“智能切分算法”,分别对应的值是false 和 true ,所以如果不想切分的太细小化就传递true,默认值是false;

源代码:

    public IKAnalyzer(boolean isMaxWordLength)
{
this.isMaxWordLength = false;
setMaxWordLength(isMaxWordLength);
}

多尝试几次就知道它的具体好处了。

现在对IKAnalyzer分词已经有所了解了,接下来看看searchIndexFile() 如何实现全文检索的。

传递关键字“沪B123”,执行一下searchIndexFile()方法,具体效果如下图所示:

从截图中看到 共有7条记录,但是只显示了5条,是因为传递的nDocs参数限制了返回的结果数。

但是显示的 content内容只有高亮的部分,其他全部被截去了。

如果把highlighter.setTextFragmenter(new SimpleFragmenter(content.length())); 这行代码注释掉就ok了,具体效果如下:

现在可以看到完整的内容了,但是明明第二条的信息匹配度要高于第一条,却放在了第二行显示,这是因为 传递的sort对象 先按title排序,然后再按内容排序,要达到最有匹配的效果,索性传递一个空的sort 即可,具体效果如下:

图中最后一条记录中出现的“沪”共有6次,"123"也出现了1次,却被排在了最后一行,费解。。。可以看做是当中一个bug, 具体原因还需要慢慢咀嚼。也许是IKAnalyzer中不完善导致的。

另外如果传递的参数是“analyzer”,具体效果如下:

在截图中与插入的数据作对比,发现如果录入索引的内容中的字母以“analyzer”单独为一个词组才可以查询到,就是“analyzer”这个单词的前后有空格,否则查询不到, 但是如果和中文与数字挨在一起却没问题,在上一个例子中可以看到效果。

反复多尝试几次,得出如下结论:

<1> 如果录入的索引为字母必须和中文或者数字挨在一起,后者空格隔开分为一个词组 才能查询到,否则IKAnalyzer 会认为是一个整体,不会分词。简而言之,字母与字母挨在一起 会被当做一个完整的词组,数字和数字挨在一起也会被当做一个完整的词组,只有完全匹配才会被检索出来;

<2>如果在检索的时候发现排序不会,最有匹配的并没有放在最上面,这是由于sort排序导致的,它会根据字段的先后顺序和指定的是否升序 来重新排序,多多少少会对实际的效果产生影响。

使用IKAnalyzer 这个中文分词器之后 较以前的检索能力大大的提高了,最优匹配度也比之前好多了,从而提高了用户的体验度。。

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