lucene基本架构

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lucene各个模块用途

建立索引和检索图解

以一个Demo来查看查询代码粗略逻辑

public class TestDemo extends LuceneTestCase {

  public void testDemo() throws IOException, ParseException {
     //创建一个分词器使用Whitespace-lowercasing analyzer,且无停用词.
    Analyzer analyzer = new MockAnalyzer( random);

    //保存索引到内存:
    //Directory directory = newDirectory();
    //会创建2个文件segements.gen（内容为索引的field字段）/segement_N（内容为空）
    // 如果要保存到硬盘，用下面替换:
    Directory directory = FSDirectory. open( new File("D:\\index" ));
    RandomIndexWriter iwriter = new RandomIndexWriter( random, directory, analyzer);
    //maxFieldLength 长度溢出将在这里打印
    iwriter.w.setInfoStream(VERBOSE ? System. out : null);
    //新建文档
    Document doc = new Document();
    //需要索引的值
    String text = "This is the text to be indexed.";
    //建立索引,此时不创建文件放内存,第三个参数设置用来判断是否要分词。
    doc.add(newField("fieldname" , text, Field.Store.YES, Field.Index.ANALYZED));
    //创建2个文件.fdt.ftx但是没有填充值
    iwriter.addDocument(doc);
    //这里默认commit了，填充了值，合并段，合并文档等，还创建了其他各种文件
    iwriter.close();
   
    // 查询索引:
    IndexReader ireader = IndexReader.open(directory); // read-only=true
    IndexSearcher isearcher = new IndexSearcher(ireader);
    //创建个默认查询，文字："text":
    QueryParser parser = new QueryParser( TEST_VERSION_CURRENT, "fieldname", analyzer);
    Query query = parser.parse("text");
    TopDocs hits = isearcher.search(query, null, 1);

    // 循环结果集:
    for (int i = 0; i < hits. scoreDocs. length; i++) {
      Document hitDoc = isearcher.doc(hits. scoreDocs[i]. doc);
      assertEquals("This is the text to be indexed." , hitDoc.get("fieldname"));
    }

    // 测试短语
    query = parser.parse("\"to be\"");
    assertEquals (1, isearcher.search(query, null, 1).totalHits);

    //记得手动关闭
    isearcher.close();
    ireader.close();
    directory.close();
  }
}

Document.add()方法流程

这个方法主要功能是将field字段和值保存到缓存中去，等待close()方法调用时写入文件。其中为了增加效率启用了多线程创建索引分词。分词组件可以自己实现只要继承Analyzer类。在分词组件里面重载incrementToken(不大记得好像是)或者自己实现一个类继承Tocken，在类里面重载incrementToken方法。这样，如果索引字段的定义了需要分词的话，就会调用你重载的这个方法，以此实现自定义分词效果。

  public TokenStream reusableTokenStream(String fieldName, Reader reader)
      throws IOException;

看了4.9+的代码，这个方法以及被定义为final。作者开发了另一个方法来提供用户重载，实现一样效果。

 protected Analyzer.TokenStreamComponents createComponents(String fieldName, Reader reader);

下面贴一个程序运行的关键代码，以及基于4.7.0实现的一个Analyzer.

//保证多个进程同时读取Directory不出问题。对一个lockFactory的引用来锁定文件
public abstract class Directory implements Closeable {
     protected LockFactory lockFactory;
}
//锁定文件，因为采用多个线程同时进行分词，同时只能有一个线程对缓存进行读写
public abstract class LockFactory {
     public abstract Lock makeLock(String lockName);
     abstract public void clearLock(String lockName) throws IOException;
}
//保存索引文件的原文档
public final class Document implements java.io.Serializable {
  List<Fieldable> fields = new ArrayList<Fieldable>();
}
//分词组件，有2个重载方法。功能：1、分词。2、停词。3、去掉标点。可以自己实现分词
public final class MockAnalyzer extends Analyzer {
  private final int pattern;
  private final boolean lowerCase;
  private final CharArraySet filter;
  private final boolean enablePositionIncrements;
  private int positionIncrementGap;
  private final Random random;
  private Map<String,Integer > previousMappings = new HashMap<String,Integer>();
  private boolean enableChecks = true;
  private int maxTokenLength = MockTokenizer.DEFAULT_MAX_TOKEN_LENGTH ;

  maybePayload() {
    //影响词的评分
    token.setPayload(new PayLoad((Field)_id.getByte()));
  }

  //这个方法返回一个TokenStreamComponents，设置reader，filters,token。（lucene4.10这个方法为final不可继承）
  public TokenStream reusableTokenStream(String fieldName, Reader reader)
      throws IOException {
     @SuppressWarnings("unchecked" ) Map<String,SavedStreams> map = (Map) g     etPreviousTokenStream();
    if (map == null) {
      map = new HashMap<String,SavedStreams>();
      setPreviousTokenStream(map);
    }
   
    SavedStreams saved = map.get(fieldName);
    if (saved == null) {
      saved = new SavedStreams();
      saved.tokenizer = new MockTokenizer(reader, pattern, lowerCase, maxTokenLength);
      saved.tokenizer.setEnableChecks( enableChecks);
      StopFilter filt = new StopFilter(LuceneTestCase.TEST_VERSION_CURRENT ,                saved.tokenizer , filter);
      filt.setEnablePositionIncrements(enablePositionIncrements );
      //这里用的是责任链模式。类似saved.filter=A,A.filter=B,B..filter=c以此类推
      saved.filter = filt;
      //是否使用跳跃表，不设置的话，如果索引一旦增长（根据分词判断是否使用同一个字典链表）过长，lucene会自动使用。
      saved.filter = maybePayload(saved. filter, fieldName);
      //关键是这一行，将filter放入map,可以放入多个，类型为TokenFilter
      map.put(fieldName, saved);
      return saved. filter;
    } else {
      saved.tokenizer.reset (reader);
      return saved. filter;
    }
  }
}
//filter超类
public class Token {
    //默认对是否进行使用跳跃表的实现
    private Payload payload;
}

writer.close()方法的流程（用画图工具画的，超级烂。下次引以为戒）

关键的一部分代码：

//创建、写入文件segments
public class IndexWriter implements Closeable, TwoPhaseCommit {
    //这里创建segments.gen,segments_N文件以及保存数据
    private synchronized final void finishCommit() throws CorruptIndexException, IOException {
        pendingCommit .finishCommit(directory);
    }
     
    //入口
    private void closeInternal(boolean waitForMerges) throws CorruptIndexException, IOException {
        //创建各种文件，（除segments*,.fdt.fdx），先组装数据，后合并数据，写入文件操作
        flush(waitForMerges, true);
        //会调用到finishCommit()
        commitInternal(null);      
    } 
}

英文单词大小写处理
lucene用他自带的standardAnalyzer在建立索引的时候是区分大小写的。在查询query的时候会通通转成小写，导致查询不到。那么可以复制一份源代码，放到本地改一下。调用本地就可以

  protected TokenStreamComponents createComponents(final String fieldName, final Reader reader) {
    final StandardTokenizer src = new StandardTokenizer(matchVersion, reader);
    src.setMaxTokenLength(maxTokenLength);
    src.setReplaceInvalidAcronym(replaceInvalidAcronym);
    TokenStream tok = new StandardFilter(matchVersion, src);
    //注释掉这一句
    //tok = new LowerCaseFilter(matchVersion, tok);
    tok = new StopFilter(matchVersion, tok, stopwords);
    return new TokenStreamComponents(src, tok) {
      @Override
      protected boolean reset(final Reader reader) throws IOException {
        src.setMaxTokenLength(StandardAnalyzer.this.maxTokenLength);
        return super.reset(reader);
      }
    };

参考：
因为lucene虽然版本升级，方法上有很多改变，我感觉用户体验明显好多了。但是目前他整体的架构没看得大改变。所以以前的一些书籍还是可以看得。记录一下文档地址,这是一本很好的书：http://www.open-open.com/doc/view/f92fa668d8b84626abd20a05b6eb014e