Lucene 全文檢索實戰：索引庫寫入與讀取流程完整解析

Lucene 全文檢索實戰：索引庫寫入與讀取流程完整解析

Lucene 核心架構圖

索引寫入流程

1. 建立原始文檔（如 Student 物件）
2. 創建 Directory（索引庫存儲位置，如 FSDirectory）
3. 選擇 Analyzer（分詞器，如 StandardAnalyzer）
4. 創建 IndexWriter（核心寫入元件）
5. 將物件轉為 Document，添加 Field（指定存儲/索引/分詞策略）
6. indexWriter.addDocument(document) 寫入
7. indexWriter.close() 關閉，釋放鎖與 IO 資源

索引讀取/搜尋流程

1. 開啟 Directory，創建 IndexSearcher
2. 使用相同 Analyzer 創建 QueryParser 解析查詢語句
3. indexSearcher.search(query, n) 取得 TopDocs
4. 遍歷 ScoreDoc，取得 Document 並映射回業務物件

完整代碼範例

寫入索引

public void testCreateIndex() throws Exception {
    Student student = new Student();
    student.setId(1L);
    student.setName("張三");

    Directory directory = FSDirectory.open(new File("./indexDir"));
    Analyzer analyzer = new StandardAnalyzer(Version.LUCENE_30);
    IndexWriter indexWriter = new IndexWriter(directory, analyzer, MaxFieldLength.LIMITED);

    Document document = new Document();
    document.add(new Field("id", student.getId().toString(), Store.YES, Index.NOT_ANALYZED));
    document.add(new Field("name", student.getName(), Store.YES, Index.ANALYZED));

    indexWriter.addDocument(document);
    indexWriter.close(); // 關鍵：釋放 write.lock
}

搜尋索引

public void testSearchIndex() throws Exception {
    Directory directory = FSDirectory.open(new File("./indexDir"));
    IndexSearcher indexSearcher = new IndexSearcher(directory);

    Analyzer analyzer = new StandardAnalyzer(Version.LUCENE_30);
    QueryParser queryParser = new QueryParser(Version.LUCENE_30, "name", analyzer);
    Query query = queryParser.parse("張");

    TopDocs topDocs = indexSearcher.search(query, 2);
    int totalHits = topDocs.totalHits;
    ScoreDoc[] scoreDocs = topDocs.scoreDocs;

    List list = new ArrayList<>();
    for (ScoreDoc sd : scoreDocs) {
        Document doc = indexSearcher.doc(sd.doc);
        Student s = new Student();
        s.setId(Long.parseLong(doc.get("id")));
        s.setName(doc.get("name"));
        list.add(s);
    }
    for (Student s : list) {
        System.out.println(s.getId() + " " + s.getName());
    }
}

關鍵機制：IndexWriter 鎖機制

• 同一時刻，同一索引庫只允許一個 IndexWriter 操作。
• IndexWriter 創建即佔用鎖（write.lock 文件存在即表示上鎖）。
• close() 雙重含義：關閉 IO 資源 + 釋放鎖。
• 新 IndexWriter 嘗試獲取鎖時會阻塞，直到舊實例釋放。

索引庫合併與內存索引

• 可建立多個索引庫，透過 RamDirectory 將磁碟索引載入內存。
• 使用 IndexWriter.addIndexesNoOptimize() 合併多個索引庫。
• 應用程式可直接與內存索引庫交互，提升查詢速度。