Apache Lucene介绍与使用

Lucene介绍

lucene官方使用手册： https://lucene.apache.org/core/8_5_0/index.html

1. Lucene简介

　　最受欢迎的java开源全文搜索引擎开发工具包。提供了完整的查询引擎和索引引擎，部分文本分词引擎（英文与德文两种西方语言）。Lucene的目的是为软件开发人员提供一个简单易用的工具包，以方便在目标系统中实现全文检索功能，或者是以此为基础建立起完整的全文检索引擎。是Apache的子项目，网址：http://lucene.apache.org/

2. Lucene用途

　　为软件开发人员提供一个简单易用的工具包，以方便在目标系统中实现全文检索功能，或者是以此为基础建立起完整的全文检索引擎。

3. Lucene适用场景

　　在应用中为数据库中的数据提供全文检索实现。

　　开发独立的搜索引擎服务、系统

4. Lucene的特性

　　1、稳定、索引性能高

　　　　每小时能够索引150GB以上的数据。

　　　　对内存的要求小——只需要1MB的堆内存

　　　　增量索引和批量索引一样快。

　　　　 索引的大小约为索引文本大小的20%~30%。

　　2、高效、准确、高性能的搜索算法

　　　　良好的搜索排序。

　　　　强大的查询方式支持：短语查询、通配符查询、临近查询、范围查询等。

　　　　支持字段搜索（如标题、作者、内容）。

　　　　可根据任意字段排序

　　　　支持多个索引查询结果合并

　　　　支持更新操作和查询操作同时进行

　　　　支持高亮、join、分组结果功能

　　　　速度快

　　　　可扩展排序模块，内置包含向量空间模型、BM25模型可选

　　　　可配置存储引擎

　　3、跨平台

　　　　纯java编写。

　　　　作为Apache开源许可下的开源项目，你可在商业或开源项目中使用。

　　　　 Lucene有多种语言实现版可选(如C、C++、Python等），不光是JAVA。

 

Lucene使用

1. 先引入依赖lucene依赖

    4.10.2



    
        junit
        junit
        4.12
    
    
    
        org.apache.lucene
        lucene-core
        ${lunece.version}
    
    
    
        org.apache.lucene
        lucene-queryparser
        ${lunece.version}
    
    
    
        org.apache.lucene
        lucene-analyzers-common
        ${lunece.version}
    
    
    
        org.apache.lucene
        lucene-highlighter
        ${lunece.version}
    

它的核心包结构

 

创建索引

 // 创建索引
    @Test
    public void testCreate() throws Exception{
        //1 创建文档对象
        Document document = new Document();
        // 创建并添加字段信息。参数：字段的名称、字段的值、是否存储，这里选Store.YES代表存储到文档列表。Store.NO代表不存储
        document.add(new StringField("id", "1", Field.Store.YES));
        // 这里我们title字段需要用TextField，即创建索引又会被分词。StringField会创建索引，但是不会被分词
        document.add(new TextField("title", "谷歌地图之父跳槽facebook", Field.Store.YES));

        //2 索引目录类,指定索引在硬盘中的位置
        Directory directory = FSDirectory.open(new File("d:\\indexDir"));
        //3 创建分词器对象
        Analyzer analyzer = new StandardAnalyzer();
        //4 索引写出工具的配置对象
        IndexWriterConfig conf = new IndexWriterConfig(Version.LATEST, analyzer);
        //5 创建索引的写出工具类。参数：索引的目录和配置信息
        IndexWriter indexWriter = new IndexWriter(directory, conf);

        //6 把文档交给IndexWriter
        indexWriter.addDocument(document);
        //7 提交
        indexWriter.commit();
        //8 关闭
        indexWriter.close();
 }

批量创建索引

// 批量创建索引
    @Test
    public void testCreate2() throws Exception{
        // 创建文档的集合
        Collection docs = new ArrayList<>();
        // 创建文档对象
        Document document1 = new Document();
        document1.add(new StringField("id", "1", Field.Store.YES));
        document1.add(new TextField("title", "谷歌地图之父跳槽facebook", Field.Store.YES));
        docs.add(document1);
        // 创建文档对象
        Document document2 = new Document();
        document2.add(new StringField("id", "2", Field.Store.YES));
        document2.add(new TextField("title", "谷歌地图之父加盟FaceBook", Field.Store.YES));
        docs.add(document2);
        // 创建文档对象
        Document document3 = new Document();
        document3.add(new StringField("id", "3", Field.Store.YES));
        document3.add(new TextField("title", "谷歌地图创始人拉斯离开谷歌加盟Facebook", Field.Store.YES));
        docs.add(document3);
        // 创建文档对象
        Document document4 = new Document();
        document4.add(new StringField("id", "4", Field.Store.YES));
        document4.add(new TextField("title", "谷歌地图之父跳槽Facebook与Wave项目取消有关", Field.Store.YES));
        docs.add(document4);
        // 创建文档对象
        Document document5 = new Document();
        document5.add(new StringField("id", "5", Field.Store.YES));
        document5.add(new TextField("title", "谷歌地图之父拉斯加盟社交网站Facebook", Field.Store.YES));
        docs.add(document5);

        // 索引目录类,指定索引在硬盘中的位置
        Directory directory = FSDirectory.open(new File("d:\\indexDir"));
        // 引入IK分词器
        Analyzer analyzer = new IKAnalyzer();
        // 索引写出工具的配置对象
        IndexWriterConfig conf = new IndexWriterConfig(Version.LATEST, analyzer);
        // 设置打开方式：OpenMode.APPEND 会在索引库的基础上追加新索引。OpenMode.CREATE会先清空原来数据，再提交新的索引
        conf.setOpenMode(IndexWriterConfig.OpenMode.CREATE);

        // 创建索引的写出工具类。参数：索引的目录和配置信息
        IndexWriter indexWriter = new IndexWriter(directory, conf);
        // 把文档集合交给IndexWriter
        indexWriter.addDocuments(docs);
        // 提交
        indexWriter.commit();
        // 关闭
        indexWriter.close();
    }

查询索引数据

@Test
    public void testSearch() throws Exception {
        // 索引目录对象
        Directory directory = FSDirectory.open(new File("d:\\indexDir"));
        // 索引读取工具
        IndexReader reader = DirectoryReader.open(directory);
        // 索引搜索工具
        IndexSearcher searcher = new IndexSearcher(reader);

        // 创建查询解析器,两个参数：默认要查询的字段的名称，分词器
        QueryParser parser = new QueryParser("title", new IKAnalyzer());
        // 创建查询对象
        Query query = parser.parse("谷歌");

        // 搜索数据,两个参数：查询条件对象要查询的最大结果条数
        // 返回的结果是 按照匹配度排名得分前N名的文档信息（包含查询到的总条数信息、所有符合条件的文档的编号信息）。
        TopDocs topDocs = searcher.search(query, 10);
        // 获取总条数
        System.out.println("本次搜索共找到" + topDocs.totalHits + "条数据");
        // 获取得分文档对象（ScoreDoc）数组.SocreDoc中包含：文档的编号、文档的得分
        ScoreDoc[] scoreDocs = topDocs.scoreDocs;
        for (ScoreDoc scoreDoc : scoreDocs) {
            // 取出文档编号
            int docID = scoreDoc.doc;
            // 根据编号去找文档
            Document doc = reader.document(docID);
            System.out.println("id: " + doc.get("id"));
            System.out.println("title: " + doc.get("title"));
            // 取出文档得分
            System.out.println("得分： " + scoreDoc.score);
        }
    }

特殊查询

public void search(Query query) throws Exception {
        // 索引目录对象
        Directory directory = FSDirectory.open(new File("indexDir"));
        // 索引读取工具
        IndexReader reader = DirectoryReader.open(directory);
        // 索引搜索工具
        IndexSearcher searcher = new IndexSearcher(reader);

        // 搜索数据,两个参数：查询条件对象要查询的最大结果条数
        // 返回的结果是 按照匹配度排名得分前N名的文档信息（包含查询到的总条数信息、所有符合条件的文档的编号信息）。
        TopDocs topDocs = searcher.search(query, 10);
        // 获取总条数
        System.out.println("本次搜索共找到" + topDocs.totalHits + "条数据");
        // 获取得分文档对象（ScoreDoc）数组.SocreDoc中包含：文档的编号、文档的得分
        ScoreDoc[] scoreDocs = topDocs.scoreDocs;

        for (ScoreDoc scoreDoc : scoreDocs) {
            // 取出文档编号
            int docID = scoreDoc.doc;
            // 根据编号去找文档
            Document doc = reader.document(docID);
            System.out.println("id: " + doc.get("id"));
            System.out.println("title: " + doc.get("title"));
            // 取出文档得分
            System.out.println("得分： " + scoreDoc.score);
        }
    }

词条查询

/*
     * 测试普通词条查询
     * 注意：Term(词条)是搜索的最小单位，不可再分词。值必须是字符串！
     */
    @Test
    public void testTermQuery() throws Exception {
        // 创建词条查询对象
        Query query = new TermQuery(new Term("title", "谷歌地图"));
        search(query);
    }

通配符查询

 /*
     * 测试通配符查询
     * 	? 可以代表任意一个字符
     * 	* 可以任意多个任意字符
     */
    @Test
    public void testWildCardQuery() throws Exception {
        // 创建查询对象
        Query query = new WildcardQuery(new Term("title", "*歌*"));
        search(query);
    }

模糊查询

 /*
     * 测试通配符查询
     * 	? 可以代表任意一个字符
     * 	* 可以任意多个任意字符
     */
    @Test
    public void testWildCardQuery() throws Exception {
        // 创建查询对象
        Query query = new WildcardQuery(new Term("title", "*歌*"));
        search(query);
    }

数值范围查询

/*
	 * 测试：数值范围查询
	 * 注意：数值范围查询，可以用来对非String类型的ID进行精确的查找
	 */
	@Test
	public void testNumericRangeQuery() throws Exception{
		// 数值范围查询对象，参数：字段名称，最小值、最大值、是否包含最小值、是否包含最大值
		Query query = NumericRangeQuery.newLongRange("id", 2L, 2L, true, true);
		
		search(query);
	}

组合查询

 /*
     * 布尔查询：
     * 	布尔查询本身没有查询条件，可以把其它查询通过逻辑运算进行组合！
     * 交集：Occur.MUST + Occur.MUST
     * 并集：Occur.SHOULD + Occur.SHOULD
     * 非：Occur.MUST_NOT
     */
    @Test
    public void testBooleanQuery() throws Exception{

        Query query1 = NumericRangeQuery.newLongRange("id", 1L, 3L, true, true);
        Query query2 = NumericRangeQuery.newLongRange("id", 2L, 4L, true, true);
        // 创建布尔查询的对象
        BooleanQuery query = new BooleanQuery();
        // 组合其它查询
        query.add(query1, BooleanClause.Occur.MUST_NOT);
        query.add(query2, BooleanClause.Occur.SHOULD);

        search(query);
    }

修改索引

/* 测试：修改索引
     * 注意：
     * 	A：Lucene修改功能底层会先删除，再把新的文档添加。
     * 	B：修改功能会根据Term进行匹配，所有匹配到的都会被删除。这样不好
     * 	C：因此，一般我们修改时，都会根据一个唯一不重复字段进行匹配修改。例如ID
     * 	D：但是词条搜索，要求ID必须是字符串。如果不是，这个方法就不能用。
     * 如果ID是数值类型，我们不能直接去修改。可以先手动删除deleteDocuments(数值范围查询锁定ID)，再添加。
     */
@Test
public void testUpdate() throws Exception{
    // 创建目录对象
    Directory directory = FSDirectory.open(new File("indexDir"));
    // 创建配置对象
    IndexWriterConfig conf = new IndexWriterConfig(Version.LATEST, new IKAnalyzer());
    // 创建索引写出工具
    IndexWriter writer = new IndexWriter(directory, conf);

    // 创建新的文档数据
    Document doc = new Document();
    doc.add(new StringField("id","1",Store.YES));
    doc.add(new TextField("title","谷歌地图之父跳槽facebook ",Store.YES));
    /* 修改索引。参数：
         * 	词条：根据这个词条匹配到的所有文档都会被修改
         * 	文档信息：要修改的新的文档数据
         */
    writer.updateDocument(new Term("id","1"), doc);
    // 提交
    writer.commit();
    // 关闭
    writer.close();
}

删除索引

/*
     * 演示：删除索引
     * 注意：
     * 	一般，为了进行精确删除，我们会根据唯一字段来删除。比如ID
     * 	如果是用Term删除，要求ID也必须是字符串类型！
     */
@Test
public void testDelete() throws Exception {
    // 创建目录对象
    Directory directory = FSDirectory.open(new File("indexDir"));
    // 创建配置对象
    IndexWriterConfig conf = new IndexWriterConfig(Version.LATEST, new IKAnalyzer());
    // 创建索引写出工具
    IndexWriter writer = new IndexWriter(directory, conf);

    // 根据词条进行删除
    //		writer.deleteDocuments(new Term("id", "1"));

    // 根据query对象删除,如果ID是数值类型，那么我们可以用数值范围查询锁定一个具体的ID
    //		Query query = NumericRangeQuery.newLongRange("id", 2L, 2L, true, true);
    //		writer.deleteDocuments(query);

    // 删除所有
    writer.deleteAll();
    // 提交
    writer.commit();
    // 关闭
    writer.close();
}