ELK高级搜索八之分词器实战

Myth丶恋晨 2024-03-17 21:44 137阅读 0赞

**目录**

分词器的介绍和使用

什么是分词器

standard analyzer

simple analyzer

whitespace analyzer

stop analyzer

中文分词器

--------------------

### 分词器的介绍和使用 ###

#### 什么是分词器 ####

*分词器* 接受一个字符串作为输入，将这个字符串拆分成独立的词或 *语汇单元（token）* （可能会丢弃一些标点符号等字符），然后输出一个 *语汇单元流（token stream）* 。

有趣的是用于词汇 *识别* 的算法。 `whitespace` （空白字符）分词器按空白字符 —— 空格、tabs、换行符等等进行简单拆分 —— 然后假定连续的非空格字符组成了一个语汇单元。

将用户输入的一段文本，按照一定逻辑，分析成多个词语的一种工具。常用的内置分词器  
standard analyzer、simple analyzer、whitespace analyzer、stop analyzer、language analyzer、pattern analyzer

#### standard analyzer ####

标准分析器是默认分词器，如果未指定，则使用该分词器。

POST http://127.0.0.1:9200/_analyze
    {
     "analyzer":"standard",
     "text":"我是程序员"
    }
    
    
    {
        "tokens": [
            {
                "token": "我",
                "start_offset": 0,
                "end_offset": 1,
                "type": "<IDEOGRAPHIC>",
                "position": 0
            },
            {
                "token": "是",
                "start_offset": 1,
                "end_offset": 2,
                "type": "<IDEOGRAPHIC>",
                "position": 1
            },
            {
                "token": "程",
                "start_offset": 2,
                "end_offset": 3,
                "type": "<IDEOGRAPHIC>",
                "position": 2
            },
            {
                "token": "序",
                "start_offset": 3,
                "end_offset": 4,
                "type": "<IDEOGRAPHIC>",
                "position": 3
            },
            {
                "token": "员",
                "start_offset": 4,
                "end_offset": 5,
                "type": "<IDEOGRAPHIC>",
                "position": 4
            }
        ]
    }

#### simple analyzer ####

simple 分析器当它遇到只要不是字母的字符，就将文本解析成 term，而且所有的 term 都是小写的。

POST http://127.0.0.1:9200/_analyze
    {
      "analyzer":"simple",
      "text":"this is a book"
    }
    
    {
        "tokens": [
            {
                "token": "this",
                "start_offset": 0,
                "end_offset": 4,
                "type": "word",
                "position": 0
            },
            {
                "token": "is",
                "start_offset": 5,
                "end_offset": 7,
                "type": "word",
                "position": 1
            },
            {
                "token": "a",
                "start_offset": 8,
                "end_offset": 9,
                "type": "word",
                "position": 2
            },
            {
                "token": "book",
                "start_offset": 10,
                "end_offset": 14,
                "type": "word",
                "position": 3
            }
        ]
    }

#### whitespace analyzer ####

whitespace 分析器，当它遇到空白字符时，就将文本解析成terms

POST  http://127.0.0.1:9200/_analyze
    {
      "analyzer":"whitespace",
      "text":"this is a book"
    }
    
    {
        "tokens": [
            {
                "token": "this",
                "start_offset": 0,
                "end_offset": 4,
                "type": "word",
                "position": 0
            },
            {
                "token": "is",
                "start_offset": 5,
                "end_offset": 7,
                "type": "word",
                "position": 1
            },
            {
                "token": "a",
                "start_offset": 8,
                "end_offset": 9,
                "type": "word",
                "position": 2
            },
            {
                "token": "book",
                "start_offset": 10,
                "end_offset": 14,
                "type": "word",
                "position": 3
            }
        ]
    }

#### stop analyzer ####

stop 分析器 和 simple 分析器很像，唯一不同的是，stop 分析器增加了对删除停止词的支持，默认使用了 english 停止词

stopwords 预定义的停止词列表，比如 (the,a,an,this,of,at)等等。

POST  http://127.0.0.1:9200/_analyze
    
    {
      "analyzer":"stop",
      "text":"this is a book"
    }
    
    {
        "tokens": [
            {
                "token": "book",
                "start_offset": 10,
                "end_offset": 14,
                "type": "word",
                "position": 3
            }
        ]
    }

### 中文分词器 ###

安装
    下载地址：https://github.com/medcl/elasticsearch-analysis-ik/releases。解压到 es/plugins/ik中，如图：

![watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBAeWFuZ3lhbnBpbmcyMDEwOA_size_15_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16][]

ik分词器的使用

*  ik\_max\_word: 会将文本做最细粒度的拆分，比如会将“中华人民共和国国歌”拆分为“中华人民共和国，中华人民，中华，华人，人民共和国，人民，共和国，共和，国，国歌”，会穷尽各种可能的组合；
 *  ik\_smart: 会做最粗粒度的拆分，比如会将“中华人民共和国国歌”拆分为“中华人民共和国，国歌”。

配置文件

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>文件</td> 
   <td>描述</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>IKAnalyzer.cfg.xml</td> 
   <td>用来配置自定义词库</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>main.dic</td> 
   <td>ik原生内置的中文词库，总共有27万多条，只要是这些单词，都会被分在一起</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>preposition.dic</td> 
   <td>介词</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>quantifier.dic</td> 
   <td>放了一些单位相关的词，量词</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>suffix.dic</td> 
   <td>放了一些后缀</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>surname.dic</td> 
   <td>中国的姓氏</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>stopword.dic</td> 
   <td>英文停用词</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

IKAnalyzer.cfg.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <!DOCTYPE properties SYSTEM "http://java.sun.com/dtd/properties.dtd">
    <properties>
    	<comment>IK Analyzer 扩展配置</comment>
    	
    	<entry key="ext_dict"></entry>
    	 
    	<entry key="ext_stopwords"></entry>
    	
    	
    	
    	
    </properties>

使用ik\_smart分词：

POST localhost:9200/_analyze
    {
        "analyzer":"ik_smart",
        "text":"中华人民共和国国歌"
    }
    
    
    {
        "tokens": [
            {
                "token": "中华人民共和国",
                "start_offset": 0,
                "end_offset": 7,
                "type": "CN_WORD",
                "position": 0
            },
            {
                "token": "国歌",
                "start_offset": 7,
                "end_offset": 9,
                "type": "CN_WORD",
                "position": 1
            }
        ]
    }

使用ik\_max\_word分词：

POST localhost:9200/_analyze
    {
        "analyzer":"ik_max_word",
        "text":"中华人民共和国国歌"
    }
    
    {
        "tokens": [
            {
                "token": "中华人民共和国",
                "start_offset": 0,
                "end_offset": 7,
                "type": "CN_WORD",
                "position": 0
            },
            {
                "token": "中华人民",
                "start_offset": 0,
                "end_offset": 4,
                "type": "CN_WORD",
                "position": 1
            },
            {
                "token": "中华",
                "start_offset": 0,
                "end_offset": 2,
                "type": "CN_WORD",
                "position": 2
            },
            {
                "token": "华人",
                "start_offset": 1,
                "end_offset": 3,
                "type": "CN_WORD",
                "position": 3
            },
            {
                "token": "人民共和国",
                "start_offset": 2,
                "end_offset": 7,
                "type": "CN_WORD",
                "position": 4
            },
            {
                "token": "人民",
                "start_offset": 2,
                "end_offset": 4,
                "type": "CN_WORD",
                "position": 5
            },
            {
                "token": "共和国",
                "start_offset": 4,
                "end_offset": 7,
                "type": "CN_WORD",
                "position": 6
            },
            {
                "token": "共和",
                "start_offset": 4,
                "end_offset": 6,
                "type": "CN_WORD",
                "position": 7
            },
            {
                "token": "国",
                "start_offset": 6,
                "end_offset": 7,
                "type": "CN_CHAR",
                "position": 8
            },
            {
                "token": "国歌",
                "start_offset": 7,
                "end_offset": 9,
                "type": "CN_WORD",
                "position": 9
            }
        ]
    }

自定义词库

POST localhost:9200/_analyze
    {
        "analyzer":"ik_smart",
        "text":"魔兽世界"
    }
    
    
    //分词
    {
        "tokens": [
            {
                "token": "魔兽",
                "start_offset": 0,
                "end_offset": 2,
                "type": "CN_WORD",
                "position": 0
            },
            {
                "token": "世界",
                "start_offset": 2,
                "end_offset": 4,
                "type": "CN_WORD",
                "position": 1
            }
        ]
    }

在/plugins/ik/config/ 文件夹下 创建mydic.dic 文件，添加内容“魔兽世界”

修改IKAnalyzer.cfg.xml后重启ES，在测试分词效果

POST localhost:9200/_analyze
    {
        "analyzer":"ik_smart",
        "text":"魔兽世界"
    }
    
    //分词
    {
        "tokens": [
            {
                "token": "魔兽世界",
                "start_offset": 0,
                "end_offset": 4,
                "type": "CN_WORD",
                "position": 0
            }
        ]
    }

#### 最佳实践 ####

两种分词器使用的最佳实践是：索引时用ik\_max\_word，在搜索时用ik\_smart。 即：索引时最大化的将书籍名称分词，搜索时更精确的搜索到想要的结果。

举个例子： 我想搜索书籍，输入“天龙八部”，我此时的想法是想搜索出“天龙八部”的这本书籍，而不是其它的小说书籍，也就是书籍信息中必须只有天龙八部这个词。

ik\_max\_word 的分词效果：

POST /_analyze
    {
     "analyzer":"ik_max_word",
     "text":"天龙八部"
    }
    
    
    ----结果----
    {
      "tokens" : [
        {
          "token" : "天龙八部",
          "start_offset" : 0,
          "end_offset" : 4,
          "type" : "CN_WORD",
          "position" : 0
        },
        {
          "token" : "天龙",
          "start_offset" : 0,
          "end_offset" : 2,
          "type" : "CN_WORD",
          "position" : 1
        },
        {
          "token" : "八部",
          "start_offset" : 2,
          "end_offset" : 4,
          "type" : "CN_WORD",
          "position" : 2
        },
        {
          "token" : "八",
          "start_offset" : 2,
          "end_offset" : 3,
          "type" : "TYPE_CNUM",
          "position" : 3
        },
        {
          "token" : "部",
          "start_offset" : 3,
          "end_offset" : 4,
          "type" : "COUNT",
          "position" : 4
        }
      ]
    }

ik\_smart的分词效果：

POST /_analyze
    {
     "analyzer":"ik_smart",
     "text":"天龙八部"
    }
    
    
    ----结果----
    {
      "tokens" : [
        {
          "token" : "天龙八部",
          "start_offset" : 0,
          "end_offset" : 4,
          "type" : "CN_WORD",
          "position" : 0
        }
      ]
    }

看到两个分词器的区别了吧，因为 “天龙八部” 是一个词，所以ik\_smart不再细粒度分了。 此时，我们可以在索引时使用 ik\_max\_word，在搜索时用ik\_smart。

PUT /book_index/_mapping
    {
      "properties": {
        "bookName": {
          "type": "text",
           "analyzer" : "ik_max_word",
           "search_analyzer" : "ik_smart",
          "fields": {
            "keyword": {
              "type": "keyword"
            }
          }
        }
      }
    }

#### 总结 ####

1.通常情况下，对于分词查询，文档指定的字段使用 ik\_max\_word 分析器进行分词，客户端使用match查询即可满足需求。

POST /book_index/_search
    {
      "query": {
        "match": {
          "bookName": "天龙八部"
        }
      }
    }

2.特殊情况下，业务中既需要ik\_max\_word 和 ik\_smart 两种模式进行查询，新建二级字段(辅助字段)来查询对应的信息，如果需要优先级排序，则指定boost权重分数。

BoolQueryBuilder qb = QueryBuilders.boolQuery();
                // 电子书>标签>二级分类>作者
                // 推荐词权重：最强>最强xx>xx最强>xx最强xx>最xx
                BoolQueryBuilder boolQueryBuilder = new BoolQueryBuilder();
                //精确匹配
                boolQueryBuilder.should(QueryBuilders.termsQuery(fileName + ".keyword", new String[]{value})).boost(100);
                //前缀匹配
                boolQueryBuilder.should(QueryBuilders.prefixQuery(fileName, value)).boost(80);
                //模糊查询
                boolQueryBuilder.should(QueryBuilders.wildcardQuery(fileName, value)).boost(60);
                //匹配查询
                boolQueryBuilder.should(QueryBuilders.matchQuery(fileName, value)).boost(40);
                qb.must(boolQueryBuilder);

参考：[esmapping映射管理 · Elasticsearch · 看云][esmapping_ _ Elasticsearch _]

[watermark_type_d3F5LXplbmhlaQ_shadow_50_text_Q1NETiBAeWFuZ3lhbnBpbmcyMDEwOA_size_15_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/14/87e0919070384bde836f6d6e5af65ebf.png
[esmapping_ _ Elasticsearch _]: https://www.kancloud.cn/cosmicyang/elasticsearch/833213