自己动手搭建搜索工具

自己动手搭建搜索工具

作者 白宁超

2016年4月12日16:31:48

摘要：搜索已经作为生活中不可缺少的一部分，诸如：百度、google、还是在微信上寻找好友或者通过一段文本查找关键字。另外亚马逊、京东、天猫、苏宁等电商在搜索中也是别有洞天（多面搜索等）。对于开发人员，搜索往往是大部分应用的关键功能，特别是对大规模文本数据驱动应用更是如此。另一类搜索像语音智能检索，其采用分类、聚类、神经网络等方法进行模型评估，反馈给用户比较理想的匹配结果，这里需要强调的是其采用评分机制反馈的模糊近似查询结果，与传统精确采用是不一样的。这种结果的反馈评分主要依托正确率和召回率。这里自己构建搜索工具好处在于：灵活性、开发费用低、自己更了解自己的搜索工具、价格当然是免费的啦。本文作者花费大量时间，经过资料收集，研究和实验所得，旨在技术分享。（本文原创，转载需说明出处：自己动手搭建搜索工具。）

目录

【文本挖掘（0）】快速了解什么是自然语言处理

【文本挖掘（1）】OpenNLP：驾驭文本，分词那些事

【文本挖掘（2）】【NLP】Tika 文本预处理：抽取各种格式文件内容

【文本挖掘（3）】自己动手搭建搜索工具

1 Apache Solr搜索服务器简介

1.1. Solr 是什么？

Solr它是一种开放源码的、基于 Lucene Java 的搜索服务器，易于加入到 Web 应用程序中。Solr 提供了层面搜索(就是统计)、命中醒目显示并且支持多种输出格式（包括XML/XSLT 和JSON等格式）。它易于安装和配置，而且附带了一个基于HTTP 的管理界面。可以使用 Solr 的表现优异的基本搜索功能，也可以对它进行扩展从而满足企业的需要。Solr的特性包括：

• 高级的全文搜索功能
• 专为高通量的网络流量进行的优化
• 基于开放接口（XML和HTTP）的标准
• 综合的HTML管理界面
• 可伸缩性－能够有效地复制到另外一个Solr搜索服务器
• 使用XML配置达到灵活性和适配性
• 可扩展的插件体系

2. Lucene 是什么？

Lucene是一个基于Java的全文信息检索工具包，它不是一个完整的搜索应用程序，而是为你的应用程序提供索引和搜索功能。Lucene 目前是 Apache Jakarta(雅加达) 家族中的一个开源项目。也是目前最为流行的基于Java开源全文检索工具包。目前已经有很多应用程序的搜索功能是基于 Lucene ，比如Eclipse 帮助系统的搜索功能。Lucene能够为文本类型的数据建立索引，所以你只要把你要索引的数据格式转化的文本格式，Lucene 就能对你的文档进行索引和搜索。

3. Solr vs Lucene

Solr与Lucene 并不是竞争对立关系，恰恰相反Solr 依存于Lucene，因为Solr底层的核心技术是使用Lucene 来实现的，Solr和Lucene的本质区别有以下三点：搜索服务器，企业级和管理。Lucene本质上是搜索库，不是独立的应用程序，而Solr是。Lucene专注于搜索底层的建设，而Solr专注于企业应用。Lucene不负责支撑搜索服务所必须的管理，而Solr负责。所以说，一句话概括 Solr: Solr是Lucene面向企业搜索应用的扩展。Solr使用Lucene并且扩展了它！一个真正的拥有动态字段(Dynamic Field)和唯一键(Unique Key)的数据模式(Data Schema)

• 对Lucene查询语言的强大扩展！
• 支持对结果进行动态的分组和过滤
• 高级的，可配置的文本分析
• 高度可配置和可扩展的缓存机制
• 性能优化
• 支持通过XML进行外部配置
• 拥有一个管理界面
• 可监控的日志
• 支持高速增量式更新(Fast incremental Updates)和快照发布(Snapshot Distribution)

2 安装下载最新的Solr

1）本文使用Solr4.8版本，Solr 最新版本有出入请以官方网站内容为准。Solr官方网站下载地址：http://www.apache.org/dyn/closer.cgi/lucene/solr/

Solr 程序包的部分目录结构

dist ：存放Solr 构建完成的JAR 文件、WAR 文件和Solr 依赖的JAR 文件。

example ：是一个安装好的Jetty 中间件，其中包括一些样本数据和Solr 的配置信息。

example/etc ：Jetty 的配置文件。

example/multicore ：当安装Slor multicore 时，用来放置多个Solr 主目录。

example/solr ：默认安装时一个Solr 的主目录。

example/webapps ：Solr 的WAR 文件部署在这里。

Solr 的主目录展开后为如下结构：

bin ：建议将集群复制脚本放在这个目录下。

conf ：放置配置文件。

conf/schema.xml ：建立索引的schema 包含了字段类型定义和其相关的分析器。

conf/solrconfig.xml ：这个是Solr 主要的配置文件。

conf/xslt ：包含了很多xslt 文件，这些文件能将Solr 的XML 的查询结果转换为特定的格式，比如：Atom/RSS。

data ：放置Lucene 产生的索引数据。

lib ：放置可选的JAR 文件比如对Slor 扩展的插件，这些JAR 文件将会在Solr 启动时加载。

2）在example目录有start.jar文件，启动：浏览器访问：http://localhost:8983/solr/，你看到的就是solr的管理界面

cd  C:\\Users\\bnc\\Desktop\\NPL\\apache-solr\\example
java -jar start.jar

目前你看到的界面没有任何数据，你可以通过POSTing命令向Solr中添加（更新）文档，删除文档，在exampledocs目录包含一些示例文件，运行命令：

cd exampledocs
java -jar post.jar *.xml

3 Solr在tomcat下配置集成与启动验证

1  下载solr源文件与tomcat源文件

2  建立文件夹命名solr放置3个文件夹：

       solr-4.8.0\example\solr文件夹改名home

       tomcat改名server  

       solr-4.8.0\dist下solr-4.8.0.war改名solr.war放在solr\server\webapps下

3  打开solr\server\conf下server.xml  <Host></Host>放入

<Context path="" docBase="solr" reloadable="false" crosscontext="true">
       <Environment name="sole/home" type="java.lang.String"  value="C:\Users\bnc\Desktop\solr\home" override="true" />
</Context>

4  solr-4.8.0\example\lib\ext下库文件放在solr\server\lib

5  配置solr\server\bin下setclasspath.bat

set "JAVA_HOME=C:\Program Files\Java\jdk1.7.0_79"

6  打开solr\server\bin下点击startup.sh

7 启动验证

  1）Tomcat（server）添加role和user  \solr\server\conf下  tomcat-user.xml 添加

     <role rolename="solr" />

 <user username="admin" password="admin" roles="solr" />

   2）solr\server\webapps\solr\WEB-INF和solr\server\webapps\ROOT\WEB-INF下web.xml

<security-constraint>
    <web-resource-collection>
           <web-resource-name>Solr Lockdown</web-recource-name>
           <url-pattern>/</url-pattern>
    </web-resource-collection>
    <auth-constraint>
          <role-name>solr</role-name>
          <role-name>admin</role-name>
    </auth-constraint>
</security-constraint>
 
 <login-config>
   <auth-method>BASIC</auth-method>
   <realm-name>Solr</realm-name>
 </login-config>

4 solr中文分词（MMSEG4j）：配置中文分词和验证中文分词

1  下载分词工具

mmseg4j-analysis-*.jar
mmseg4j-core-*.jar
mmseg4j-solr-*.jar

2 拷贝到solr\server\webapps\solr\WEB-INF\lib和solr\server\webapps\ROOT\WEB-INF\lib

3 打开 \solr\home\collection1\conf下schema.xml添加

<fieldtype name="textComplex" class="solr.TextField" positionIncrementGap="100">
<analyzer>
     <tokenizer class="com.chenlb.mmseg4j.solr.MMSegTokenizerFactory" mode="complex" dicPath="../dic"/>
</analyzer>
</fieldtype>
 
<fieldtype name="textMaxWord" class="solr.TextField" positionIncrementGap="100">
<analyzer>
      <tokenizer class="com.chenlb.mmseg4j.solr.MMSegTokenizerFactory" mode="max-word" />
</analyzer>
</fieldtype>
 
<fieldtype name="textSimple" class="solr.TextField" positionIncrementGap="100">
<analyzer>
      <tokenizer class="com.chenlb.mmseg4j.solr.MMSegTokenizerFactory" mode="simple" dicPath="../dic" />
</analyzer>
</fieldtype>

然后修改

<field name="title" type="textComplex" indexed="true" stored="true" multiValued="true"/>
   <field name="subject" type="textComplex" indexed="true" stored="true"/>
   <field name="description" type="textComplex" indexed="true" stored="true"/>
   <field name="comments" type="textComplex" indexed="true" stored="true"/>
   <field name="author" type="textComplex" indexed="true" stored="true"/>
   <field name="keywords" type="textComplex" indexed="true" stored="true"/>
   <field name="category" type="textComplex" indexed="true" stored="true"/>
   <field name="resourcename" type="textComplex" indexed="true" stored="true"/>
   <field name="url" type="textComplex" indexed="true" stored="true"/>
   <field name="content_type" type="string" indexed="true" stored="true" multiValued="true"/>
   <field name="last_modified" type="date" indexed="true" stored="true"/>
   <field name="links" type="string" indexed="true" stored="true" multiValued="true"/>　

4 启动server/bin/start.bat文件

5 配置collection1 并在分析字段和字段类型配置中文分词工具textComplex即可

5 solrJ后台的使用

1） solr-4.8.0\dist\solrj-lib下所有jar文件和solr-solrj-4.8.0.jar复制到java工程lib里面。

2） SolrJ客户端插入数据

//Solr4.x版本插入数据
	public void add(String id,String name) throws SolrServerException, IOException{
		for(int i=0;i<5;i++){
			SolrInputDocument doc=new SolrInputDocument();
			doc.addField("id", id+i);
			doc.addField("name", "The "+name+" is "+i);
			server.add(doc);
		}
	}

3） SolrJ客户端更数据

//Solr4.x版本插入数据
	public void add(String id,String name) throws SolrServerException, IOException{
		for(int i=0;i<5;i++){
			SolrInputDocument doc=new SolrInputDocument();
			doc.addField("id", id+i);
			doc.addField("name", "The "+name+" is "+i);
			server.add(doc);
		}
	}

4） SolrJ客户端查询数据　　

//solr查询数据
	public void select() throws SolrServerException{
		ModifiableSolrParams params = new ModifiableSolrParams();
		params.set("q", "id:*");
		params.set("start", "0");
 
		QueryResponse response = server.query(params);
		SolrDocumentList results = response.getResults();
		for (int i = 0; i < results.size(); ++i) {
			System.out.println(results.get(i));
		}
	}

5） SolrJ客户端删除数据

//删除solr中的视频文档:按照规则删除
	public void delete() throws SolrServerException, IOException{
		server.deleteByQuery("*:*");
		server.commit();
	}

6） 完整solrJ工具类源码

package SolrSearch;
 
import java.io.IOException;
 
import org.apache.solr.client.solrj.SolrServerException;
import org.apache.solr.client.solrj.impl.CloudSolrServer;
import org.apache.solr.client.solrj.impl.HttpSolrServer;
import org.apache.solr.client.solrj.response.QueryResponse;
import org.apache.solr.common.SolrDocumentList;
import org.apache.solr.common.SolrInputDocument;
import org.apache.solr.common.params.ModifiableSolrParams;
 
/**
 * Solr工具类
 * @author 白宁超
 * @version 2016年4月11日12:57:01
 */
public class SolrUtils {
    //baseURL是固定的访问地址
    public static final String SOLL_URL="http://localhost:8080/solr/"; 
    private final HttpSolrServer server;   
    
    public SolrUtils(){
        server=new HttpSolrServer(SOLL_URL);
        server.setAllowCompression(true);     //减少服务器交换的数据量
        //server.setSoTimeout(72000); //设置收索超时
    }
    //Solr4.x版本插入视频文档
    public void add(Vidio vidio) throws SolrServerException, IOException{
        SolrInputDocument doc=new SolrInputDocument();
        doc.addField("id", vidio.getId());
        doc.addField("name", vidio.getName());
        doc.addField("type", vidio.getType());
        server.add(doc);
        server.commit();
    }
    //Solr4.x版本插入数据
    public void add(String id,String name) throws SolrServerException, IOException{
        for(int i=0;i<100;i++){
            SolrInputDocument doc=new SolrInputDocument();
            doc.addField("id", id+i);
            doc.addField("name", "The "+name+" is "+i);
            server.add(doc);
        }
        server.commit();
    }
    //SolrCloud插入数据
    public static void addCloud(String id,String name) throws SolrServerException, IOException {
        String zkHost = "localhost:8080";
        String defaultCollection = "collection1";
        CloudSolrServer server = new CloudSolrServer(zkHost);
        System.out.println();
 
        for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
            SolrInputDocument doc = new SolrInputDocument();
            doc.addField("id", "book-" + i);
            doc.addField("name", "The Legend of Po part " + i);
            server.add(doc);
        }
        server.commit();
    }
    
    //更新solr中的视频文档
    public void update(Vidio vidio) throws SolrServerException, IOException {
        add(vidio);
    }
    //更新solr中信息
        public void update(String id,String name) throws SolrServerException, IOException {
            add(id,name);
        }
    //删除solr中的视频文档:按照规则删除
    public void delete() throws SolrServerException, IOException{
        server.deleteByQuery("*:*");
        server.commit();
    }
    //删除solr中的视频文档:按照规则删除
    public void deleteById(Vidio vidio) throws SolrServerException, IOException{
        server.deleteById(vidio.getId() +"");
        server.commit();
    }
    //solr查询数据
    public void select() throws SolrServerException{
        ModifiableSolrParams params = new ModifiableSolrParams();
        params.set("q", "id:*");
        params.set("start", "0");
 
        QueryResponse response = server.query(params);
        SolrDocumentList results = response.getResults();
        for (int i = 0; i < results.size(); ++i) {
            System.out.println(results.get(i));
        }
    }
    
    
}

View Code

6  本文总结

 1）如何启动solr？

1、解压solr-4.8.0.zip到你想到存放的路径，比如：d:/solr

2、cmd打开命令行窗口，进入d:/solr/example目录

3、执行命令：java -jar start.jar

4、通过第三步以后，系统会启动solr自带的jetty服务器，通过http://localhost:8983/solr/便可访问solr。

2)如何创建索引？

此时solr已安装并启动，但是还没有索引，只有创建好索引，搜索才能有结果

1、cmd进入/solr/example/exampledocs目录

2、执行命令：java -jar post.jar solr.xml monitor.xml，此时你已成功提交了2个solr文档

3、执行完第二步后，我们可以通过浏览器访问：http://localhost:8983/solr/collection1/select?q=solr&wt=xml

如果你想导入更多的文档，执行命令：java -jar post.jar *.xml

3）如何更新索引？

    当你重复执行命令：java -jar post.jar *.xml后，发现搜索的结果没有出现重复的数据，原因：example目录下的schema.xml中指定了列id为uniqueKey（即：唯一），所以当你重复提交数据到索引库时，id相同的数据会替换原来document中的数据。

如果你想要得到重复的数据，你可以通过修改exampledocs目录下*.xml中id值的方式实现

4）如何删除索引？

1、执行命令：java -Ddata=args -Dcommit=false -jar post.jar “<delete><id>SP2514N</id></delete>”，可以删除id为SP2514N的document

2、执行第一步后，再去搜索发现搜索结果中还有id为SP2514N的数据，难道我们第一步删除不成功吗？其实不是，因为第一步的命令中-Dcommit=false，所以第一步的删除操作没有提交到索引（index）中。

3、在没有打开新的searcher之前，第一步删除数据会一直存在于搜索结果中，所以我们可以强制打开一个新的searcher，执行命令：java -jar post.jar -

5）如何查询数据

solr通过http以get的方式进行搜索数据，如：http://localhost:8983/solr/collection1/select?q=solr&wt=xml

q：查询的关键词(此时查询的字段是solrconfig.xml中指定的默认查询字段<str name=”df”>text</str>)

fl：搜索结果返回的字段

sort：排序

wt：搜索结果返回格式

• q=video&fl=name,id (return only name and id fields)
• q=video&fl=name,id,score (return relevancy score as well)
• q=video&fl=*,score (return all stored fields, as well as relevancy score)
• q=video&sort=price desc&fl=name,id,price (add sort specification: sort by price descending)
• q=video&wt=json (return response in JSON format)

排序

sorl提供了通过一个或多个字段进行排序的方法，使用sort参数，参数格式为“字段 排序（asc或desc）”。

• q=video&sort=price desc
• q=video&sort=price asc
• q=video&sort=inStock asc, price desc

score也可以用来排序

• q=video&sort=score desc
• q=video&sort=inStock asc, score desc

复杂的排序

• q=video&sort=div(popularity,add(price,1)) desc

如果没有指定sort参数，默认”score desc”进行排序，把匹配度最高的优先显示

6）如何高亮显示

有时候我们想高亮显示匹配的关键词，可以通过参数hl=true，并指定需高亮显示的字段hl.fl=name,features

…&q=video card&fl=name,id&hl=true&hl.fl=name,features

默认会把匹配的关键用“<em>”标签进行包装，如<em>手机</em>

7）如何进行门面搜索？

前面“查询数据”一栏返回的是整个文档的数据，门面搜索可以根据我们的需求返回结果，如下：

1、以下例子搜索整个文档并根据字段cat技术匹配数量：

…&q=*:*&facet=true&facet.field=cat

注意：上面的例子虽然结果中只显示10条，但返回的数量是整个文档中匹配查询条件的总的数量。

2、在例子1的基础上可以再加一个字段inStock：

…&q=*:*&facet=true&facet.field=cat&facet.field=inStock

3、solr同样可以为任意查询条件计算数量，以下例子查询关键为ipod、价格在0-99和>100

…&q=ipod&facet=true&facet.query=price:[0 TO 100]&facet.query=price:[100 TO *]

4、以下例子查询字段manufacturedate_dt在2004年到2010年：

…&q=*:*&facet=true&facet.range=manufacturedate_dt&facet.range.start=2004-01-01T00:00:00Z&facet.range.end=2010-01-01T00:00:00Z&facet.range.gap=+1YEAR

搜索界面

solr提供了搜索界面：http://localhost:8983/solr/collection1/browse

8）如何进行文本解析？

solr创建索引和进行搜索时都需要对文字进行解析，解析时需要用到分词器，中文的分词器我推荐使用mmseg4j分词器

solr核心的配置文件是schema.xml，索引库结构的定义及对每个字段采用什么分词器等都在这个文件里面进行配置

如：

<field name=”features” type=”text_en_splitting” indexed=”true” stored=”true” multiValued=”true”/>

7 本文所有文件下载

1 Apache Cat 8.0下载：https://yunpan.cn/cqGwpLKtZ6MVF  访问密码 03ba

2 solr源文件以及本文配置文件打包下载： https://yunpan.cn/cqGwCsbpfy6p8  访问密码 dcfe

3 javaJ的java源码下载： https://yunpan.cn/cqGQyevGaZ47W  访问密码 9f1a

8 参考文献：

1 五分钟solr4.8教程（搭建、运行）

2 中国使用教程，值得刚接触搜索开发人员一看

3 初级教程（介绍、安装部署、接口、中文分词）

4 孔浩视频教程Solr实战初步教程

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