3、Lucene实现全文检索的流程

1.1 案例描述 我们以一个案例来研究全文检索系统架构：实现一个文件的搜索功能，通过关键字搜索文件，凡是文件名或文件内容包括关键字的文件都需要找出来。  

1.2索引和搜索流程图

1、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à采集文档à创建文档à分析文档à索引文档          2、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à创建查询à执行搜索，从索引库搜索à渲染搜索结果   1.3索引流程 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。     1.3.1    原始内容 原始内容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。 本案例中的原始内容就是磁盘上的文件，如下图：

1.3.2    获取原始内容（信息采集） 从互联网上、数据库、文件系统中等获取需要搜索的原始信息，这个过程就是信息采集，信息采集的目的是为了对原始内容进行索引。 在Internet上采集信息的软件通常称为爬虫或蜘蛛，也称为网络机器人，爬虫访问互联网上的每一个网页，将获取到的网页内容存储起来。     Lucene不提供信息采集的类库，需要自己编写一个爬虫程序实现信息采集，也可以通过一些开源软件实现信息采集，如下：     Solr（http://lucene.apache.org/solr） ，solr是apache的一个子项目，支持从关系数据库、xml文档中提取原始数据。     Nutch（http://lucene.apache.org/nutch）, Nutch是apache的一个子项目，包括大规模爬虫工具，能够抓取和分辨web网站数据。     jsoup（http://jsoup.org/ ），jsoup 是一款Java 的HTML解析器，可直接解析某个URL地址、HTML文本内容。它提供了一套非常省力的API，可通过DOM，CSS以及类似于jQuery的操作方法来取出和操作数据。     heritrix（http://sourceforge.net/projects/archive-crawler/files/），Heritrix 是一个由 java 开发的、开源的网络爬虫，用户可以使用它来从网上抓取想要的资源。其最出色之处在于它良好的可扩展性，方便用户实现自己的抓取逻辑。 本案例我们要获取磁盘上文件的内容，可以通过文件流来读取文本文件的内容，对于pdf、doc、xls等文件可通过第三方提供的解析工具读取文件内容，比如Apache POI读取doc和xls的文件内容。    1.3.3    创建文档 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document，Document中包括一些Field（file_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。   1.3.4    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term。term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。   1.3.5    索引文档 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。  1.4搜索流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）。 1.4.1    用户用户可以是自然人，也可以是远程调用的程序。 1.4.2    用户搜索界面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。  1.4.3    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，比如：语法 “fileName:spring.txt”表示要搜索Field域的内容为“spring.txt”的文档语法 “lucene AND java” 表示要搜索即包括关键字“lucene”也包括“java”的文档。 1.4.4    执行搜索搜索索引过程：1.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“lucene AND java”表示搜索出的文档中即要包括lucene也要包括java。
2、由于是AND，所以要对包含lucene或java词语的链表进行交集，得到文档链表应该包括每一个搜索词语3、获取文档中的Field域数据。 1.4.5    展示结果 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。