Lucene自学之路（四）—— 索引的搜索

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2022-01-26 22:47 224阅读 0赞

上章节已经讲解了索引的创建。不清楚看第三章节即可。  
索引创建的目的是为了为后续的全文检索提供支持，方便更快捷找出需要的信息。  
比如我需要找出一篇具有Lucene关键字的信息，传统的方式可以使用like 来实现，但是正在实际操作中这是不可能的

如果是百万级的数据，可想而知，效率是有多么底下，而且如果是需要在多表检索哪怎么实现了！

## 一、提供LuceneUtils工具类，包含索引操作核心对象，不需要每次还要创建 ##

package com.springboot.main.eimm.search.util;
    
    import java.io.File;
    import org.apache.lucene.analysis.Analyzer;
    import org.apache.lucene.index.DirectoryReader;
    import org.apache.lucene.index.IndexReader;
    import org.apache.lucene.index.IndexWriter;
    import org.apache.lucene.index.IndexWriterConfig;
    import org.apache.lucene.search.IndexSearcher;
    import org.apache.lucene.store.Directory;
    import org.apache.lucene.store.FSDirectory;
    import org.apache.lucene.util.Version;
    import org.wltea.analyzer.lucene.IKAnalyzer;
    
    /**
     * 
     * @method Lucene索引操作对象工具类
     * @author Mr yi
     * @time 2019年5月23日
     */
    public class LuceneUtils {
    
        private static Directory directory  = null;
    
        private static IndexWriterConfig indexWriterConfig = null; 
    
        private static Analyzer analyzer = null;
        
        private static Version matchVersion = null;
        
        //static 代码块随着类的加载，只加载一次。作用是初始化类。
        static{
            try {
            	//在 6.6 以上版本中 version 不再是必要的，并且，存在无参构造方法，可以直接使用默认的 StandardAnalyzer 分词器。
                matchVersion = Version.LUCENE_8_1_0;
                //索引存放的位置，设置在当前目录中（项目根路径下）
                final String INDEXURL = "./index_dir/search";
                directory = FSDirectory.open(new File(INDEXURL).toPath());
                //analyzer = new StandardAnalyzer(); // 标准分词器，适用于英文[支持中文采用的方法为单字切分。他会将词汇单元转换成小写形式，并去除停用词和标点符号]
                //analyzer = new SmartChineseAnalyzer();//中文分词
                //analyzer = new ComplexAnalyzer();//中文分词
            	//analyzer = new IKAnalyzer();//中文分词
                 analyzer = new IKAnalyzer();//中文分词
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
        public static Directory getDirectory() {
            return directory;
        }
    
        /**
         * 
         * @method 返回用于操作索引的对象
         * @author Mr yi
         * @time 2019年5月23日
         * @return
         * @throws Exception
         */
        public static IndexWriter getIndexWriter() throws Exception{
        	//创建索引写入配置
            indexWriterConfig = new IndexWriterConfig(analyzer);
            //创建索引写入对象
            IndexWriter indexWriter = new IndexWriter(directory, indexWriterConfig);
            return indexWriter;
        }
    
        /**
         * 
         * @method 返回用于读取索引的对象
         * @author Mr yi
         * @time 2019年5月23日
         * @return
         * @throws Exception
         */
        public static IndexSearcher getIndexSearcher() throws Exception{
            IndexReader indexReader  = DirectoryReader.open(directory);
            IndexSearcher indexSearcher = new IndexSearcher(indexReader);
            return indexSearcher;
        }
    
        /**
         * 
         * @method 返回当前版本
         * @author Mr yi
         * @time 2019年5月23日
         * @return
         */
        public static Version getMatchVersion() {
            return matchVersion;
        }
    
        /**
         * 
         * @method 返回当前使用的分词器
         * @author Mr yi
         * @time 2019年5月23日
         * @return
         */
        public static Analyzer getAnalyzer() {
            return analyzer;
        }
        
        
      
     
    }

## 二、SearchUtils核心类，提供操作索引的相关方法，我这里基本列出大部分常用的方法，按照自己项目需求修改即可使用。 ##

package com.springboot.main.eimm.search.util;
    
    import java.io.IOException;
    import java.io.StringReader;
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    import java.util.Map;
    import org.apache.commons.collections.MapUtils;
    import org.apache.lucene.analysis.Analyzer;
    import org.apache.lucene.analysis.TokenStream;
    import org.apache.lucene.analysis.tokenattributes.CharTermAttribute;
    import org.apache.lucene.document.Document;
    import org.apache.lucene.document.StringField;
    import org.apache.lucene.document.TextField;
    import org.apache.lucene.document.Field.Store;
    import org.apache.lucene.index.IndexWriter;
    import org.apache.lucene.index.IndexableField;
    import org.apache.lucene.index.Term;
    import org.apache.lucene.queryparser.classic.MultiFieldQueryParser;
    import org.apache.lucene.queryparser.classic.QueryParser;
    import org.apache.lucene.search.BooleanClause;
    import org.apache.lucene.search.BooleanQuery;
    import org.apache.lucene.search.FuzzyQuery;
    import org.apache.lucene.search.IndexSearcher;
    import org.apache.lucene.search.PhraseQuery;
    import org.apache.lucene.search.PrefixQuery;
    import org.apache.lucene.search.Query;
    import org.apache.lucene.search.ScoreDoc;
    import org.apache.lucene.search.TermQuery;
    import org.apache.lucene.search.TopDocs;
    import org.apache.lucene.search.WildcardQuery;
    import org.apache.lucene.search.highlight.Formatter;
    import org.apache.lucene.search.highlight.Highlighter;
    import org.apache.lucene.search.highlight.QueryScorer;
    import org.apache.lucene.search.highlight.SimpleFragmenter;
    import org.apache.lucene.search.highlight.SimpleHTMLFormatter;
    import com.springboot.main.eimm.search.entity.Search;
    import com.springboot.main.function.article.entity.Article;
    
    public class SearchUtils {
    
    	/**
    	 * 
    	 * @method 将Article数据转换为Document
    	 * @author Mr yi
    	 * @time 2019年5月23日
    	 * @param article 对象
    	 * @return
    	 */
    	public static Document articleToDocument(Article article) {
    
    		if (article == null)
    			return null;
    
    		Document document = new Document();
    		IndexableField idField = new StringField("id", article.getId(), Store.YES);
    		IndexableField titleField = new StringField("artitle_title", article.getArtitle_title(), Store.YES);
    		IndexableField contentField = new TextField("artitle_content", article.getArtitle_content(), Store.YES);
    		IndexableField urlField = new StringField("artitle_url", article.getArtitle_url(), Store.YES);
    		IndexableField authorField = new StringField("artitle_author", article.getArtitle_author(), Store.YES);
    		IndexableField stateField = new StringField("artitle_state", article.getArtitle_state(), Store.YES);
    		IndexableField typeField = new StringField("artitle_type", article.getArtitle_type(), Store.YES);
    
    		document.add(idField);
    		document.add(titleField);
    		document.add(contentField);
    		document.add(urlField);
    		document.add(authorField);
    		document.add(stateField);
    		document.add(typeField);
    		return document;
    	}
    
    	/**
    	 * 
    	 * @method 将map数据转换为Document
    	 * @author Mr yi
    	 * @time 2019年5月23日
    	 * @param map    存放一个对象具有的数据
    	 * @param search 保存字段信息
    	 * @return
    	 */
    	public static Document mapToDocument(Map<String, Object> map, Search search) {
    
    		if (search == null)
    			return null;
    		Document document = new Document();
    		// doc.add(new IntPoint("id", id));
    		IndexableField idField = new StringField("id", MapUtils.getString(map, "id", ""), Store.YES);
    		IndexableField titleField = new StringField("title", MapUtils.getString(map, search.getTitle(), ""), Store.YES);
    		IndexableField contentField = new TextField("content", MapUtils.getString(map, search.getContent(), ""),
    				Store.YES);
    		IndexableField authorField = new StringField("author", MapUtils.getString(map, search.getAuthor(), ""),
    				Store.YES);
    		IndexableField typeField = new StringField("type", search.getType(), Store.YES);
    		IndexableField dateField = new StringField("create_time", MapUtils.getString(map, search.getCreate_time(), ""),
    				Store.YES);
    
    		document.add(idField);
    		document.add(titleField);
    		document.add(contentField);
    		document.add(authorField);
    		document.add(typeField);
    		document.add(dateField);
    		return document;
    	}
    
    	/**
    	 * 
    	 * @method 添加索引
    	 * @author Mr yi
    	 * @time 2019年5月24日
    	 * @param document
    	 * @throws Exception
    	 */
    	public static void addIndex(Document document) throws Exception {
    		// 获取indexWrite对象
    		IndexWriter indexWriter = LuceneUtils.getIndexWriter();
    		try {
    			// 将document写入磁盘中
    			indexWriter.addDocument(document);
    		} finally {// 定要注意关闭indexWrite. 包括异常下,用finally关闭.否则会导致下一次写索引失败.，修改程序后，直接删除write.lock文件后就可以
    			indexWriter.close();
    		}
    
    	}
    
    	/**
    	 * 
    	 * @method 搜索索引（高亮显示文字)
    	 * @author Mr yi
    	 * @time 2019年5月23日
    	 * @param keywords 搜索关键词
    	 * @return
    	 * @throws Exception
    	 */
    	public static List<Search> findIndex(String keywords) throws Exception {
    		List<Search> searchs = new ArrayList<Search>();
    		// Lucene的搜索方法
    		IndexSearcher indexSearcher = LuceneUtils.getIndexSearcher();
    		// 需要检索的字段
    		String fields[] = { "title", "content", "author", "create_time" };
    		// 在Lucene中查询的方式还有很多，这里使用简单的MultiPhraseQuery查询
    		MultiFieldQueryParser queryParser = new MultiFieldQueryParser(fields, LuceneUtils.getAnalyzer());
    		Query query = queryParser.parse(keywords);
    		TopDocs topDocs = indexSearcher.search(query, 500);
    		ScoreDoc[] scoreDocs = topDocs.scoreDocs;
    
    		// 将查询出的数据封装成search对象集合
    		for (int i = 0; i < scoreDocs.length; i++) {
    			Search search = new Search();
    			int doc = scoreDocs[i].doc;
    			Document document = indexSearcher.doc(doc);
    
    			search.setId(document.get("id"));
    
    			// 高亮处理
    			String title = Highlighter(query, "title", document.get("title"));
    			if (title != null) {
    				search.setTitle(title);
    			} else {
    				search.setTitle(document.get("title"));
    			}
    
    			String content = Highlighter(query, "content", document.get("content"));
    			if (title != null) {
    				search.setContent(content);
    			} else {
    				search.setContent(document.get("content"));
    			}
    
    			search.setAuthor(document.get("author"));
    			search.setType(document.get("type"));
    
    			String create_time = Highlighter(query, "create_time", document.get("create_time"));
    			if (create_time != null) {
    				search.setCreate_time(create_time);
    			} else {
    				search.setCreate_time(document.get("create_time"));
    			}
    
    			searchs.add(search);
    
    		}
    		return searchs;
    	}
    
    	/**
    	 * 
    	 * @method 控制文字高亮显示，本质上是添加了html标签样式
    	 * @author Mr yi
    	 * @time 2019年5月23日
    	 * @param query
    	 * @param field
    	 * @param value
    	 * @return
    	 * @throws Exception
    	 */
    	private static String Highlighter(Query query, String field, String value) throws Exception {
    		QueryScorer queryScorer = new QueryScorer(query);
    		// 所要添加的样式
    		Formatter formatter = new SimpleHTMLFormatter("<span style='color:red;'>", "</span>");
    		// 设置高亮分词器
    		Highlighter highlighter = new Highlighter(formatter, queryScorer);
    		highlighter.setTextFragmenter(new SimpleFragmenter(100));
    		String text = highlighter.getBestFragment(LuceneUtils.getAnalyzer(), field, value);
    		return text;
    	}
    
    	/**
    	 * 
    	 * @method 删除文档
    	 * @author Mr yi
    	 * @time 2019年5月24日
    	 * @throws IOException
    	 */
    	public void deleteDocuments() throws Exception {
    		// 获取indexWrite对象
    		IndexWriter indexWriter = LuceneUtils.getIndexWriter();
    		// 删除title中含有关键词“Spark”的文档
    		long count = indexWriter.deleteDocuments(new Term("title", "Spark"));
    		// 除此之外IndexWriter还提供了以下方法：
    		// DeleteDocuments(Query query):根据Query条件来删除单个或多个Document
    		// DeleteDocuments(Query[] queries):根据Query条件来删除单个或多个Document
    		// DeleteDocuments(Term term):根据Term来删除单个或多个Document
    		// DeleteDocuments(Term[] terms):根据Term来删除单个或多个Document
    		// DeleteAll():删除所有的Document
    
    		// 使用IndexWriter进行Document删除操作时，文档并不会立即被删除，而是把这个删除动作缓存起来，当IndexWriter.Commit()或IndexWriter.Close()时，删除操作才会被真正执行。
    		indexWriter.commit();
    		indexWriter.close();
    		System.out.println("删除完成:" + count);
    	}
    	
    	
    
    	/**
    	 * @method 更新文档(实际上就是删除后新增一条)
    	 * @author Mr yi
    	 * @time 2019年5月24日
    	 * @param document Document文档对象
    	 * @param id 原数据id
    	 * @throws Exception
    	 */
    	public void updateDocumentTest(Document document, String id) throws Exception {
    		// 获取indexWrite对象
    		IndexWriter indexWriter = LuceneUtils.getIndexWriter();
    		//本质上是先删除id为1的索引数据，然后又添加一个更新后的Document文档
    		long count = indexWriter.updateDocument(new Term("id", id), document);
    		System.out.println("更新文档:" + count);
    		indexWriter.close();
    	}
    	
    	/**
    	 * 
    	 * @method 按词条搜索[TermQuery是最简单、也是最常用的Query。TermQuery可以理解成为“词条搜索”，
    	 * 在搜索引擎中最基本的搜索就是在索引中搜索某一词条，而TermQuery就是用来完成这项工作的。
    	 * 在Lucene中词条是最基本的搜索单位，从本质上来讲一个词条其实就是一个名/值对。
    	 * 只不过这个“名”是字段名，而“值”则表示字段中所包含的某个关键字。
    	 * @author Mr yi
    	 * @time 2019年5月24日
    	 * @param keyword
    	 * @throws IOException
    	 */
    	public void termQuery(String keyword) throws Exception {
    		String searchField = "title";
    		//这是一个条件查询的api，用于添加条件
    		TermQuery query = new TermQuery(new Term(searchField, keyword));
    		//执行查询，并打印查询到的记录数
    		executeQuery(query);
    	}
    	
    	/**
    	 * 
    	 * @method 执行查询，并打印查询到的记录数
    	 * @author Mr yi
    	 * @time 2019年5月24日
    	 * @param query
    	 * @throws Exception
    	 */
    	public void executeQuery(Query query) throws Exception {
    		IndexSearcher indexSearcher = LuceneUtils.getIndexSearcher();
    		TopDocs topDocs = indexSearcher.search(query, 100);
    		//打印查询到的记录数
    		System.out.println("总共查询到" + topDocs.totalHits + "个文档");
    		for (ScoreDoc scoreDoc : topDocs.scoreDocs) {
    			//取得对应的文档对象
    			Document document = indexSearcher.doc(scoreDoc.doc);
    			System.out.println("id：" + document.get("id"));
    			System.out.println("title：" + document.get("title"));
    			System.out.println("content：" + document.get("content"));
    			System.out.println("author：" + document.get("author"));
    		}
    	}
    	
    	/**
    	 * 
    	 * @method 分词打印
    	 * @author Mr yi
    	 * @time 2019年5月24日
    	 * @param analyzer
    	 * @param text
    	 * @throws IOException
    	 */
    	public void printAnalyzerDoc(Analyzer analyzer,String text) throws Exception {
    		TokenStream tokenStream = analyzer.tokenStream("content", new StringReader(text));
    		CharTermAttribute charTermAttribute = tokenStream.addAttribute(CharTermAttribute.class);
    		try {
    			tokenStream.reset();
    			while (tokenStream.incrementToken()) {
    				System.out.println(charTermAttribute.toString());
    			}
    			tokenStream.end();
    		} finally {
    			tokenStream.close();
    			analyzer.close();
    		}
    	}
    	
    	/**
    	 * 
    	 * @method 多条件查询[BooleanQuery也是实际开发过程中经常使用的一种Query。 它其实是一个组合的Query，在使用时可以把各种Query对象添加进去并标明它们之间的逻辑关系。
    	 * BooleanQuery本身来讲是一个布尔子句的容器，它提供了专门的API方法往其中添加子句，标明它们之间的关系，以下代码为BooleanQuery提供的用于添加子句的API接口：]
    	 * @author Mr yi
    	 * @time 2019年5月24日
    	 * @throws Exception
    	 */
    	public void BooleanQuery() throws Exception {
    		String searchField1 = "title";
    		String searchField2 = "content";
    		Query query1 = new TermQuery(new Term(searchField1, "标题"));
    		Query query2 = new TermQuery(new Term(searchField2, "内容"));
    		BooleanQuery.Builder builder = new BooleanQuery.Builder();
    		// BooleanClause用于表示布尔查询子句关系的类，
    		// 包 括：
    		// BooleanClause.Occur.MUST，
    		// BooleanClause.Occur.MUST_NOT，
    		// BooleanClause.Occur.SHOULD。
    		// 必须包含,不能包含,可以包含三种.有以下6种组合：
    		// 1．MUST和MUST：取得连个查询子句的交集。
    		// 2．MUST和MUST_NOT：表示查询结果中不能包含MUST_NOT所对应得查询子句的检索结果。
    		// 3．SHOULD与MUST_NOT：连用时，功能同MUST和MUST_NOT。
    		// 4．SHOULD与MUST连用时，结果为MUST子句的检索结果,但是SHOULD可影响排序。
    		// 5．SHOULD与SHOULD：表示“或”关系，最终检索结果为所有检索子句的并集。
    		// 6．MUST_NOT和MUST_NOT：无意义，检索无结果。
    		builder.add(query1, BooleanClause.Occur.SHOULD);
    		builder.add(query2, BooleanClause.Occur.SHOULD);
    		BooleanQuery query = builder.build();
    
    		//执行查询，并打印查询到的记录数
    		executeQuery(query);
    	}
    
    	/**
    	 * 
    	 * @method 匹配前缀[ PrefixQuery用于匹配其索引开始以指定的字符串的文档。就是文档中存在xxx%]
    	 * @author Mr yi
    	 * @time 2019年5月24日
    	 * @throws IOException
    	 */
    	public void prefixQueryTest() throws Exception {
    		String searchField = "title";
    		Term term = new Term(searchField, "Lucen"); //可以匹配到Lucen%格式
    		Query query = new PrefixQuery(term);
    		//执行查询，并打印查询到的记录数
    		executeQuery(query);
    	}
    	
    	/**
    	 * 
    	 * @method 短语搜索 
    	 * [所谓PhraseQuery，就是通过短语来检索，比如我想查“big car”这个短语，那么如果待匹配的document的指定项里包含了"big car"这个短语，
    	 * 这个document就算匹配成功。可如果待匹配的句子里包含的是“big black car”，那么就无法匹配成功了，如果也想让这个匹配，就需要设定slop，
    	 * 先给出slop的概念：slop是指两个项的位置之间允许的最大间隔距离
    	 * @author Mr yi
    	 * @time 2019年5月24日
    	 * @throws Exception
    	 */
    	public void phraseQueryTest() throws Exception {
    
    		String searchField = "content";
    		String query1 = "apache";
    		String query2 = "spark";
    		PhraseQuery.Builder builder = new PhraseQuery.Builder();
    		builder.add(new Term(searchField, query1));
    		builder.add(new Term(searchField, query2));
    		builder.setSlop(0);
    		PhraseQuery phraseQuery = builder.build();
    		//执行查询，并打印查询到的记录数
    		executeQuery(phraseQuery);
    	}
    	
    	/**
    	 * 
    	 * @method 相近词语搜索
    	 * [FuzzyQuery是一种模糊查询，它可以简单地识别两个相近的词语。]
    	 * @author Mr yi
    	 * @time 2019年5月24日
    	 * @throws Exception
    	 */
    	public void fuzzyQueryTest() throws Exception {
    		String searchField = "content";
    		Term t = new Term(searchField, "大规模");
    		Query query = new FuzzyQuery(t);
    		//执行查询，并打印查询到的记录数
    		executeQuery(query);
    	}
    	
    	/**
    	 * 
    	 * @method 通配符搜索
    	 * [ Lucene也提供了通配符的查询，这就是WildcardQuery。通配符“?”代表1个字符，而“*”则代表0至多个字符。]
    	 * @author Mr yi
    	 * @time 2019年5月24日
    	 * @throws Exception
    	 */
    	public void wildcardQueryTest() throws Exception {
    		String searchField = "content";
    		Term term = new Term(searchField, "大*规模");
    		Query query = new WildcardQuery(term);
    		//执行查询，并打印查询到的记录数
    		executeQuery(query);
    	}
    
    	/**
    	 * 
    	 * @method 分词查询
    	 * @author Mr yi
    	 * @time 2019年5月24日
    	 * @throws Exception
    	 */
    	public void queryParser() throws Exception {
    		Analyzer analyzer =LuceneUtils.getAnalyzer();
    		String searchField = "content";
    		//指定搜索字段和分析器
    		QueryParser parser = new QueryParser(searchField, analyzer);
    		//用户输入内容
    		Query query = parser.parse("计算引擎");
    		//执行查询，并打印查询到的记录数
    		executeQuery(query);
    	}
    	
    	/**
    	 * 
    	 * @method 多个 Field 分词查询
    	 * @author Mr yi
    	 * @time 2019年5月24日
    	 * @throws Exception
    	 */
    	public void multiFieldQueryParser() throws Exception  {
    		Analyzer analyzer =LuceneUtils.getAnalyzer();
    		String[] filedStr = new String[]{"title", "content"};
    		//指定搜索字段和分析器
    		QueryParser queryParser = new MultiFieldQueryParser(filedStr, analyzer);
    		//用户输入内容
    		Query query = queryParser.parse("Spark");
    		//执行查询，并打印查询到的记录数
    		executeQuery(query);
    	}
    	
    	/**
    	 * 
    	 * @method 中文分词器[选择不同analyzer分词器会有不同结果]
    	 * @author Mr yi
    	 * @time 2019年5月24日
    	 * @throws Exception
    	 */
    	public void AnalyzerTest() throws Exception {
    		Analyzer analyzer =LuceneUtils.getAnalyzer();
    		String text = "Apache Spark 是专为大规模数据处理而设计的快速通用的计算引擎";
    		printAnalyzerDoc(analyzer, text);
    		 
    	}
    }

## 三、根据关键字搜索 ##

/**
    	 * 
    	 * @method 根据关键字查找索引，返回符合关键字的全部数据
    	 * @author Mr yi
    	 * @time 2019年5月27日
    	 * @param model
    	 * @param keyword
    	 * @return
    	 * @throws Exception
    	 */
    	@RequestMapping("/search")
    	public String search(Model model,@RequestParam("keyword") String keyword) throws Exception{
    	    List<Search> list=SearchUtils.findIndex(keyword);
    	    System.out.println(list);
    	    model.addAttribute("list", list);
    		return "search/search_list";

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