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1 2 3 4 5アジェンダ
▌自己紹介
▌1 全文検索とは
▌2 Apache Solrとは(30分クッキング)
▌3 Apache Solrの中身
▌4 Apache Solrを利用するためのプログラム(Java編)
▌5 Apache Solr利用時のポイント
2Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
3. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5自己紹介
高安 厚思
▌ 活動領域・キーワード
▌ 20年にわたり、ソフトウエアエンジニアリングを適用した
システム開発やコンサルティングに携わる。
▌ 最新技術を適切に利用した、柔軟なシステム構成の構築、
品質管理を中心として技術マネージメントなどを主要テーマとして活動。
▌ 開発方法論、アーキテクチャ設計コンサルティング、システム全体設計を
得意分野とする。
▌ 東京電機大学非常勤講師、SQuBOK設計開発領域 検討委員、
ITSS-DS検討委員
▌資格
▌ ネットワークスペシャリスト
▌ アプリケーションエンジニア(現 システムアーキテクト)
▌ プロジェクトマネージャ
▌ ITストラテジスト
▌ 情報セキュリティスペシャリスト
▌ MCSE
▌ MCSD
3Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
4. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5対外活動
最近の著書、訳書
▌ 「システム設計の謎を解く(ソフトバンク)」
▌ 「StrutsによるWebアプリケーション スーパーサンプル(ソフトバンク)」
▌ 「Seasar入門[(ソフトバンク)」
▌ 「Javaルールブック(エクスメディア)
▌ 「ITアーキテクトのためのシステム設計実践ガイド アーキテクチャ編(日経
BP)」など。
連載記事執筆
▌ 日経SYSTEMS誌「Webアーキテクチャ再入門」
講演
▌ SODEC ミッションクリティカル開発
▌ 日本テクノセンター セミナー講師
▌ UML Forum講師
▌ 日経BP社 ITアーキテクトのためのシステム設計フォーラム 特別講演 講師
▌ Developers Summit 2013 Summer
▌ QCon 2014
▌ ITpro Active製品選択支援セミナー
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5. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5Solrに関する事例
▌Solrは2012年から案件で利用
5
マルチメディアコンテンツ販売会社向け
コンテンツの検索に利用
特徴として、複数単語による状況によるスコア操作
設定されているフィールドに対する順位付けの後、ページ内で並
べ替えをおこなう
公共図書館における書誌の検索
特徴として、複数単語による状況によるスコア操作
Hadoopによるインデックス作成
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7. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5全文検索とは
▌単語を検索キーとして、対象の文書を見つけ出す操作
▌DBでも単語をまとめたテーブルに対してLike検索をすることで
実現可能?
7Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
単語数が増えた場合の性能の問題
(前方一致ならインデックスが使われる場合あり)
DBMSに格納する処理、検索する処理を
アプリケーションで書く必要がある。
単語にはゆれがある
(スペースの有り無し、全角半角、変化など)
そのため、DBMSより専用の検索エンジンミドルウェアを利用すべき。
(OracleText、Groongaなどもその対象)
8. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5転置インデックス
▌高速に検索するために、単語と文書IDを結びつけるインデックスを利
用する。このインデックスを「転置インデックス」と呼ぶ
8Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
単語 文書ID
Solr 1,2,4
検索エンジン 2,6
Google 2,8
Yahoo 2,9
天気 12,13
転置インデックスによって高速な検索を実現している。
一方で、単語の切り出し方が重要となる。
9. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5検索の精度
▌単語を入力して検索した場合に検索される文書に対して、適切かどう
かという意味で精度が重要となる
9Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
正解集合検索結果
重なりあったところが
正しい検索結果の一部
本来検索されないと
いけないが検索結果
に含まれない
検索されてはいけな
い内容が検索された
(=ノイズ)
この2つの集合(円)が一致することが理想だが、難しい。
トレードオフになることが多いため、この2つのどちらを優先するかが重要
10. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5再現率と適合率
▌前頁の内容は学問的に研究されており、検索の精度を表す指標として、
「再現率」と「適合率」がある
10Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
検索結果に含まれた正解集合(個数)
再現率=
正解集合全体(個数)
検索結果に含まれた正解集合(個数)
適合率=
検索結果全体(個数)
前頁と同様に再現率と適合率はトレードオフになることが多いため、
この2つのどちらを優先するかが重要
11. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5日本語の取り扱い
▌日本語の検索は単語の区切りが明確ではなく、転置インデックスを作
成しにくい
▌単語の区切りによって、適合率・再現率が変わるためどのようにする
かが検索精度を決定する
11Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
形態素解析
辞書をもとに単語を分類し、単語を分割する
(例 東京都⇒東京、都)
Ngram
意味を意識せずに文字で分割する。
(Nの文字のパターンで作る)
(例 東京都⇒東京、京都)
12. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5言葉のゆれへの対応
▌自然言語を取り扱うため、表現の揺れを意識しないと
再現率が低くなる
▌標準的な表現を決めて、インデックスに格納する
▌インデックス作成、検索時に標準的な表現に変換して利用する
12Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
旧字対応
音便対応
半角・全角
大文字・小文字
かな・カタカナ
漢字(読み仮名)・送り仮名
略語
動詞変化
単数・複数
検索対象外(助詞等)
14. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5
Apache Solrの特徴
Apache Solrとは
▌ApacheのLucenceのサブプロジェクト
▌現状のバージョンは4.10.x
▌Full Javaで実装されており、Webコンテナで動作する
▌HTTPによるリクエストを実現しており、各言語から利用可能
▌容易に導入できる割にスケールしやすい
14Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
15. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5
Apache Solrの特徴
ファセットによる絞り込み
▌検索対象の情報に対して、グループ化して検索条件を絞り込む方法を
「ファセット」と呼ぶ
▌Solrにおいて、ファセットを利用した絞り込みは重要な役割を持つ
15Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
Solrでは、
フィールドの値
条件クエリー
範囲(数値、日付)
等を元に絞り込みの値及び対象件数を取得できる
16. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5
Apache Solrの特徴
スコアリング
▌検索結果はLuceneが持つスコアリングロジックによってスコア化され
た結果順に結果が戻される
(sortオプションを使うと別の結果となる)
▌スコアリングは、TF-IDFに基づいて計算される
▌このスコアリングロジックに一部カスタマイズをすることが可能
16Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
TF(Term Frequency)
出現頻度を表す指標。「多くでてくる単語がその文書の特性を表
している」という考え方に基づく。
= 対象となる単語の出現回数/文書におけるすべての単語数
IDF(Inverse Document Frequency)
単語が共通で利用されていないかを表す指標。「共通ででてくる
単語は文書の特性を表していない」という考え方に基づく。
= log((全文書数/単語が含まれている文書数)) + 1
17. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5
Apache Solrの特徴
検索単位と分散検索
▌検索をおこなうスキーマは一つしかもてないが、一つのサーバに対し
て、複数の検索集合を作ることができる
▌この検索集合の単位をコアと呼ぶ
▌複数の検索集合を取り扱うサーバ構成をマルチコアと呼ぶ
▌同一のスキーマであれば複数コアに対して検索することが可能
(分散検索)
▌同時アクセス数に対応するために、同一のインデックスをリプリケー
ションできる
17Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
19. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5導入
▌ダウンロードして、起動するまで
19Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
1. http://ftp.riken.jp/net/apache/lucene/solr/4.10.3/から
solr-4.10.3.zip をダウンロードする
2. 何らかのツールで解凍する
3. 以下のコマンドを用いて、起動する
cd example
java -jar start.jar
20. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5管理コンソールの利用方法
▌管理コンソールにアクセスする
20Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
http://localhost:8983/solr/ にブラウザでアクセスする。
21. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5デフォルトの動作とデモ環境
▌先ほどのコマンド実行ではデフォルトの動作
21Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
SOLRHOMEはsolrディレクトリとなる。
cd example
java -Dsolr.solr.home=multicore -jar start.jar
デモでは、2つのコアを利用するため、マルチコアを
利用する。
SOLRHOMEはmulticoreディレクトリとなる。
22. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5一つ目のデモ
▌Wikipediaからタイトルを取得( MediaWiki API)
▌タイトルから記事本文とカテゴリを取得
▌Solrインデックスを作成
22Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
タイトル
クローラ
Wikipedia
記事
クローラ
タイトル
ファイル
index
この方法は時間がかかるので、あらかじめ作成してある
インデックスを利用します。
23. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5管理コンソールのデモ
▌対象のフォルダをコピーする(conf/dataともに)
▌Solrを再起動する
▌管理コンソールを起動してwikiがあることを確認する
▌Queryの例
▌Schema Browser
▌Analysis (形態素とNgramの違い)
23Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
24. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5二つ目のデモ
▌空間検索を利用するデモ
▌駅データ.jp(http://www.ekidata.jp/)のデータを加工して、
CSVを作成
▌実際にインデックシングもデモします。
24Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
※ 空間検索にはJTS Topology Suiteが必要となるためダウンロードし、
example/lib/extにjts-1.13.jar、jtsio-1.13.jar
をコピーする必要があります。
25. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5インデックシング
▌station用の設定ファイルなどを配置し、Solrを再起動する
(この状態ではデータは空)
▌管理コンソールから、対象のコアであるstationを選択する
▌DocumentTypeをCSVとする
▌DocumentsにCopy&Pasteする
▌Submit Documentボタンを押す
25Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
27. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5Apache Solr アーキテクチャ
▌Apache Solrのアーキテクチャは以下の通り
27Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
インタフェース層
SolrCore
searchHandler updateHandler
index
レスポンスライタ
solr-config.xml
schema.xml
リクエスト レスポンス
Apache Solr入門 p017 より引用・加工
クエリーパーサ
28. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5クエリーパーサ
▌検索式を解釈するパーサ
▌パーサは3種類ある
▌デフォルトはLuceneパーサ
▌ DisMaxパーサ
▌ EDisMaxパーサ
▌パラメータdefTypeで指定できる
▌検索式の指定の仕方を選択できる
28Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
29. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5SearchHandler
▌デフォルトでも設定されており、検索(select)・更新(update)などが
ある。
▌カスタマイズすることができる(solr-config.xmlにて設定)
29Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
<requestHandler name="/query" class="solr.SearchHandler">
パラメータ指定
</requestHandler>
例
サーチコンポーネント
<searchComponent name="query" class="solr.QueryComponent" />
<searchComponent name="facet" class="solr.FacetComponent" />
<searchComponent name="mlt" class="solr.MoreLikeThisComponent" />
<searchComponent name="highlight" class="solr.HighlightComponent" />
<searchComponent name="stats" class="solr.StatsComponent" />
<searchComponent name="debug" class="solr.DebugComponent" />
30. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5設定ファイル
▌Solrコアの設定ファイルは2つ
▌ solr-config.xml
▌ schema.xml
30Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
solr-config.xml
Solrコアの設定ファイル
サンプルからコピーすると動作する
キャッシュの設定やリクエストハンドラの設定などを
変更したい場合に本ファイルを変更する
schema.xml
検索対象の情報をどのように格納するかを定義する設定ファイル
Create table文のようなもの
型定義や変換処理を定義できる
31. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5デモのスキーマファイル(wiki)
31Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
<field name="id" type="string" indexed="true" stored="true" required="true" multiValued="false" />
<field name="title" type="text_ja" indexed="true" stored="true"/>
<field name="description" type="text_ja_html" indexed="true" stored="true"/>
<field name="category" type="string" indexed="true" stored="true" multiValued="true"/>
<uniqueKey>id</uniqueKey>
~中略
<fieldType name="text_ja" class="solr.TextField" positionIncrementGap="100" autoGeneratePhraseQueries="false">
<analyzer>
<tokenizer class="solr.JapaneseTokenizerFactory" mode="search"/>
<filter class="solr.JapaneseBaseFormFilterFactory"/>
<filter class="solr.JapanesePartOfSpeechStopFilterFactory" tags="lang/stoptags_ja.txt" />
<filter class="solr.CJKWidthFilterFactory"/>
<filter class="solr.StopFilterFactory" ignoreCase="true" words="lang/stopwords_ja.txt" />
<filter class="solr.JapaneseKatakanaStemFilterFactory" minimumLength="4"/>
<filter class="solr.LowerCaseFilterFactory"/>
</analyzer>
</fieldType>
<fieldType name="text_ja_html" class="solr.TextField" positionIncrementGap="100" autoGeneratePhraseQueries="false">
<analyzer>
<charFilter class="solr.HTMLStripCharFilterFactory"/>
~以下略
32. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5デモのスキーマファイル(station)
32Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
<field name="station_cd" type="string" indexed="true" stored="true" multiValued="false" required="true"/>
<field name="station_g_cd" type="string" indexed="true" stored="true" multiValued="false" />
<field name="station_name" type="text_ja" indexed="true" stored="true" multiValued="false" />
<field name="line_cd" type="string" indexed="true" stored="true" multiValued="false" />
<field name="pref_cd" type="string" indexed="true" stored="true" multiValued="false" />
<field name="post" type="string" indexed="true" stored="true" multiValued="false" />
<field name="add" type="text_ja" indexed="true" stored="true" multiValued="false" />
<field name="point" type="location_rpt" indexed="true" stored="true" multiValued="false" />
~中略
<fieldType name="location_rpt" class="solr.SpatialRecursivePrefixTreeFieldType"
spatialContextFactory="com.spatial4j.core.context.jts.JtsSpatialContextFactory"
distErrPct="0.025"
maxDistErr="0.000009"
units="degrees" />
~以下略
33. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5変換処理
▌再現率を高めるために、インデックス作成時及び検索時に変換をおこ
なう。
33Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
検索文字列
複数単語
CharFilter Tokenizer TokenFilter
検索文字列
複数単語 単語単位
文字単位で
変換する
単語に
区切る
単語単位で
変換する
MappingCharFilter
HTMLStripCharFitler
JapaneseTokenizer
WhitespaceTokenizer
NGramTokenizer
JapaneseBaseFormFilter
CJKWidthFilter
LowerCaseFilter
34. BTC主催 Solr勉強会
4 Apache Solrを利用するための
プログラム(Java編)
Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved. 34
35. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5インデックス作成
▌管理コンソールやCurlコマンドなどによってインデックスを作成する
ことは可能だが、プログラム言語を用いて作成することも可能
35Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
SolrServer server = new HttpSolrServer("http://localhost:8983/solr/wiki/");
private static List<SolrInputDocument> list = new ArrayList<>();
SolrInputDocument input = new SolrInputDocument();
input.setField("title", model.getTitle());
input.setField("description", model.getHtml());
for (String category : model.getCategories()) {
input.addField("category", category);
}
list.add(input);
if (list.size() > COMMIT_COUNT) {
server.add(list);
server.commit();
list.clear();
}
コミットには一定コストがかかるので、
まとめて実施するのがセオリー
36. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5検索 単純なパターン(全件)
36Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
HttpSolrServer server = new HttpSolrServer("http://localhost/solr/wiki/");
@Test
public void test() {
SolrQuery query = new SolrQuery();
query.setQuery("*:*");
try {
QueryResponse res = server.query(query);
SolrDocumentList list = res.getResults();
System.out.println("かかった時間(ms): "+res.getElapsedTime());
System.out.println("検索件数: "+list.getNumFound());
System.out.println("開始位置: "+list.getStart());
list.forEach(doc -> System.out.println("取得したタイトル:
"+doc.getFieldValue("title")));
} catch (SolrServerException e) {
e.printStackTrace();
}
}
かかった時間(ms): 131
検索件数: 94503
開始位置: 0
取得したタイトル: 反転幾何学
取得したタイトル: 地球の想い~ほし
の想い~
取得したタイトル: 富里スイカロード
レース大会
取得したタイトル: 南富山駅
取得したタイトル: 長尾忠綱
取得したタイトル: 大島建彦
取得したタイトル: 有本義明
取得したタイトル: 平城・相楽ニュー
タウン
取得したタイトル: 大路恵美
取得したタイトル: 相澤奈美
テストプログラム 実行結果
SolrDocumentListは
ArrayList<SolrDocument>を継承している。
*:*は
検索対象フィールド:検索文字列
を表す。
37. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5検索 複雑な場合
▌検索で複雑なことを考える場合、検索式がどのようになるかを考える
必要がある
▌いきなりプログラムを書くのではなく、管理コンソールを利用して検
索式を検討してから、その検索式をAPI(SolrQuery)で
マッピングする
▌検索語の処理については、単純な場合と同様
37Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
開始位置
取得件数
ソート順
取得フィールド
フィルタクエリー
ファセット
クエリーパーサ
ハイライト
39. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5検索の精度を高める
▌検索の精度を高めるために、複数フィールドを組み合わせて
検索をおこなう
39Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
例)日本語の取り扱いとして、NGramと形態素の2つ
のフィールドを利用
例)タイトルと本文のフィールドを利用
例)漢字と読み仮名のフィールドを利用
これらのフィールドの組み合わせとブーストを組み合わせて
検索の精度を高める
40. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5インデックス作成と検索
▌インデックス作成と検索のサーバは規模が大きくなる場合、分けた方
が良い。
▌データ件数が多い場合(1000万件が目安)、複数台数に分けて
分散検索を検討する
40Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
コア1
A
コア1
S
コア1
A
コア2
A
コア1
S
コア2
A
コア2
S
コア2
S
コア‐Z
A
分散検索
振り分け
振り分け
コアのswap
コア1
作成
コア2
作成
検索 インデックス作成
上記構成をSolrの機能として拡張させたのが「Solr Cloud」(Solr4.0~)
41. BTC主催 Solr勉強会
1 2 3 4 5性能特性
▌転置インデックスがあるため、単語が含まれている文書を
見つける等に性能が良い
▌ツリーインデックスなどではないため、DBとは異なる性能特性を持つ
▌開始位置が深くなるにつれて、取得に時間がかかるようになる
(deep paging 問題)
▌分散検索をする場合は、分散検索を統合する検索サーバにメモリ上の
オーバヘッドかかり、deep paging問題は深刻。
(Googleにおいても深いページは表示できない)
41Copyright (C) 2015 Atsushi Takayasu All Rights Reserved.
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