【原理解析】Solr索引创建过程
全文检索的索引创建过程一般有以下几步:
第一步:一些要索引的原文档(Document)。
为了方便说明索引创建过程,这里特意用两个文件为例:
文件一:Students should be allowed to go out with their friends, but not allowed to drink beer.
文件二:My friend Jerry went to school to see his students but found them drunk which is not allowed.
第二步:将原文档传给分词组件(Tokenizer)。
分词组件(Tokenizer)会做以下几件事情(此过程称为Tokenize):
1. 将文档分成一个一个单独的单词。
2. 去除标点符号。
3. 去除停词(Stop word)。
所谓停词(Stop word)就是一种语言中最普通的一些单词,由于没有特别的意义,因而大多数情况下不能成为搜索的关键词,因而创建索引时,这种词会被去掉而减少索引的大小。
比如英语中的停词(Stop word),如:“the”,“a”,“this”等。
对于每一种语言的分词组件(Tokenizer),都有一个停词(stop word)集合。
经过分词(Tokenizer)后得到的结果称为词元(Token)。
在我们的例子中,便得到以下词元(Token):
“Students”,“allowed”,“go”,“their”,“friends”,“allowed”,“drink”,“beer”,“My”,“friend”,“Jerry”,“went”,“school”,“see”,“his”,“students”,“found”,“them”,“drunk”,“allowed”。
第三步:将得到的词元(Token)传给语言处理组件(Linguistic Processor)。
语言处理组件(linguistic processor)主要是对得到的词元(Token)做一些同语言相关的处理。
对于英语,语言处理组件(Linguistic Processor)一般做以下几点:
1. 变为小写(Lowercase)。
2. 将单词缩减为词根形式,如“cars”到“car”等。这种操作称为:stemming。
3. 将单词转变为词根形式,如“drove”到“drive”等。这种操作称为:lemmatization。
Stemming 和 lemmatization的异同:
• 相同之处:Stemming和lemmatization都要使词汇成为词根形式。
• 两者的方式不同:
o Stemming采用的是“缩减”的方式:“cars”到“car”,“driving”到“drive”。
o Lemmatization采用的是“转变”的方式:“drove”到“drove”,“driving”到“drive”。
• 两者的算法不同:
o Stemming主要是采取某种固定的算法来做这种缩减,如去除“s”,去除“ing”加“e”,将“ational”变为“ate”,将“tional”变为“tion”。
o Lemmatization主要是采用保存某种字典的方式做这种转变。比如字典中有“driving”到“drive”,“drove”到“drive”,“am, is, are”到“be”的映射,做转变时,只要查字典就可以了。
• Stemming和lemmatization不是互斥关系,是有交集的,有的词利用这两种方式都能达到相同的转换。
语言处理组件(linguistic processor)的结果称为词(Term)。
在我们的例子中,经过语言处理,得到的词(Term)如下:
“student”,“allow”,“go”,“their”,“friend”,“allow”,“drink”,“beer”,“my”,“friend”,“jerry”,“go”,“school”,“see”,“his”,“student”,“find”,“them”,“drink”,“allow”。
也正是因为有语言处理的步骤,才能使搜索drove时,drive也能被搜索出来。
第四步:将得到的词(Term)传给索引组件(Indexer)。
索引组件(Indexer)主要做以下几件事情:
1. 利用得到的词(Term)创建一个字典。
在我们的例子中字典如下:
Term Document ID
student 1
allow 1
go 1
their 1
friend 1
allow 1
drink 1
beer 1
my 2
friend 2
jerry 2
go 2
school 2
see 2
his 2
student 2
find 2
them 2
drink 2
allow 2
2. 对字典按字母顺序进行排序。
Term Document ID
allow 1
allow 1
allow 2
beer 1
drink 1
drink 2
find 2
friend 1
friend 2
go 1
go 2
his 2
jerry 2
my 2
school 2
see 2
student 1
student 2
their 1
them 2
3. 合并相同的词(Term)成为文档倒排(Posting List)链表。
在此表中,有几个定义:
• Document Frequency 即文档频次,表示总共有多少文件包含此词(Term)。
• Frequency 即词频率,表示此文件中包含了几个此词(Term)。
所以对词(Term) “allow”来讲,总共有两篇文档包含此词(Term),从而词(Term)后面的文档链表总共有两项,第一项表示包含“allow”的第一篇文档,即1号文档,此文档中,“allow”出现了2次,第二项表示包含“allow”的第二个文档,是2号文档,此文档中,“allow”出现了1次。
到此为止,索引已经创建好了,我们可以通过它很快的找到我们想要的文档。
而且在此过程中,我们惊喜地发现,搜索“drive”,“driving”,“drove”,“driven”也能够被搜到。因为在我们的索引中,“driving”,“drove”,“driven”都会经过语言处理而变成“drive”,在搜索时,如果您输入“driving”,输入的查询语句同样经过我们这里的一到三步,从而变为查询“drive”,从而可以搜索到想要的文档。