通过案例学调优之--Oracle 全文索引

浏览数：62 / 时间：2015年06月12日

通过案例学调优之--Oracle 全文索引

全文检索(oracle text)

Oracle Text使Oracle9i具备了强大的文本检索能力和智能化的文本管理能力,Oracle Text 是 Oracle9i 采用的新名称,在 oracle8/8i 中被称为 oracle intermedia text,oracle8 以前是 oracle context cartridge。Oracle Text 的索引和查找功能并不局限于存储在数据库中的数据。它可以对存储于文件系统中的文档进行检索和查找,并可检索超过 150 种文档类型,包括 Microsoft Word、PDF和XML。Oracle Text查找功能包括模糊查找、词干查找(搜索mice 和查找 mouse)、通配符、相近性等查找方式,以及结果分级和关键词突出显示等。你甚至可以增加一个词典,以查找搭配词,并找出包含该搭配词的文档。

Oracle text 需要为可检索的数据项建立索引,用户才能够通过搜索查找内容,索引进程是根据管道建模的,在这个管道中,数据经过一系列的转换后,将其关键字会添加到索引中。该索引进程分为多个阶段,如下图

1.数据检索(Datastore):只是将数据从数据存储(例如 web 页面、数据库大型对象或本地文件系统)中取出,然后作为数据流传送到下一个阶段。

2. 过滤(Filter):过滤器负责将各种文件格式的数据转换为纯文本格式,索引管道中的其他组件只能处理纯文本数据,不能识别 Ms word 或 excel 等文件格式。

3. 分段(Sectioner):分段器添加关于原始数据项结构的元数据。

4. 词法分析(Lexer):根据数据项的语言将字符流分为几个字词。 5. 索引(Index):最后一个阶段将关键字添加到实际索引中。

全文检索和普通检索的区别

不使用Oracle text功能，当然也有很多方法可以在Oracle数据库中搜索文本，比如INSTR函数和LIKE操作：

1 、SELECT *FROM mytext WHERE INSTR (thetext, ‘Oracle‘) > 0;

2 、SELECT * FROM mytext WHERE thetext LIKE ‘%Oracle%‘;

有很多时候，使用instr和like是很理想的, 特别是搜索仅跨越很小的表的时候。然而通过这些文本定位的方法将导致全表扫描，对资源来说消耗比较昂贵，而且实现的搜索功能也非常有限，因此对海量的文本数据进行搜索时，建议使用oralce提供的全文检索功能。

附：这里顺带记录一下INSTR和LIKE:

Oracle中，可以使用 Instr 函数对某个字符串进行判断，判断其是否含有指定的字符。其语法为：Instr(string, substring, position, occurrence)。

string：代表源字符串（写入字段则表示此字段的内容）。

substring：代表想从源字符串中查找的子串。

position：代表查找的开始位置，该参数可选的，默认为1。

occurrence：代表想从源字符中查找出第几次出现的substring，该参数也是可选的，默认为1。

position 的值为负数，那么代表从右往左进行查找。

instr和like的性能比较

其实从效率角度来看，谁能用到索引，谁的查询速度就会快。

like有时可以用到索引，例如：name like ‘李%’，而当下面的情况时索引会失效：name like ‘%李’。所以一般我们查找中文类似于‘%字符%’时，索引都会失效。与其他数据库不同的是，oracle支持函数索引。例如在name字段上建个instr索引，查询速度就比较快了，这也是为什么instr会比like效率高的原因。

注:instr(title,’手册’)>0 相当于like‘%手册%’

instr(title,’手册’)=0 相当于not like‘%手册%’

Oracle Text 索引原理

Oracle text 索引将文本中所有的字符转化成记号(token),如 www.taobao.com 会转化成 www,taobao,com 这样的记号。
Oracle10g 里面支持四种类型的索引：

context

ctxcat

ctxrule

ctxxpath

CONTEXT

用于对含有大量连续文本数据进行检索。支持 word、html、xml、text 等很多数据格式。支持范围(range)分区,支持并行创建索引(Parallel indexing)的索引类型。支持类型:VARCHAR2, CLOB, BLOB, CHAR, BFILE, XMLType, and URIType.

DML 操作后,需要 CTX_DDL.SYNC_INDEX 手工同步索引如果有查询包含多个词语,直接用空格隔开(如 oracle itpub)

案例分析：

设置全文检索

步骤步骤一：检查和设置数据库角色

首先检查数据库中是否有CTXSYS用户和CTXAPP脚色。如果没有这个用户和角色，意味着你的数据库创建时未安装intermedia功能（10G默认安装都有此用户和角色）。你必须修改数据库以安装这项功能。默认安装情况下，ctxsys用户是被锁定的，因此要先启用ctxsys的用户。

11:53:13 SYS@ prod >select username,account_status from dba_users where username like ‘CTX%‘;
USERNAME                       ACCOUNT_STATUS
------------------------------ --------------------------------
CTXSYS                         EXPIRED & LOCKED

11:54:17 SYS@ prod >alter user ctxsys identified by oracle account unlock;
User altered.

11:55:07 SYS@ prod >select username,account_status from dba_users where username like ‘CTX%‘;
USERNAME                       ACCOUNT_STATUS
------------------------------ --------------------------------
CTXSYS                         OPEN

12:00:13 SYS@ prod >select role from dba_roles
12:00:23   2   where role like ‘CTX%‘;
ROLE
------------------------------
CTXAPP

步骤二：赋权

在ctxsys用户下，授予测试用户scott以下权限：

[oracle@RH6 ~]$ cat t.sql
GRANT resource, CONNECT, ctxapp TO scott;
GRANT EXECUTE ON ctxsys.ctx_cls TO scott;
GRANT EXECUTE ON ctxsys.ctx_ddl TO scott;
GRANT EXECUTE ON ctxsys.ctx_doc TO scott;
GRANT EXECUTE ON ctxsys.ctx_output TO scott;
GRANT EXECUTE ON ctxsys.ctx_query TO scott;
GRANT EXECUTE ON ctxsys.ctx_report TO scott;
GRANT EXECUTE ON ctxsys.ctx_thes TO scott;
GRANT EXECUTE ON ctxsys.ctx_ulexer TO scott;

11:58:04 SYS@ prod >@/home/oracle/t.sql
Grant succeeded.
Elapsed: 00:00:00.15
Grant succeeded.
Elapsed: 00:00:00.21
Grant succeeded.
Elapsed: 00:00:00.09
Grant succeeded.
Elapsed: 00:00:00.09
Grant succeeded.
Elapsed: 00:00:00.13
Grant succeeded.
Elapsed: 00:00:00.07
Grant succeeded.
Elapsed: 00:00:00.09
Grant succeeded.
Elapsed: 00:00:00.10
Grant succeeded.
Elapsed: 00:00:00.07

步骤三：设置词法分析器(lexer)

Oracle实现全文检索，其机制其实很简单。即通过Oracle专利的词法分析器(lexer),将文章中所有的表意单元(Oracle 称为 term)找出来，记录在一组以dr$开头的表中，同时记下该term出现的位置、次数、hash值等信息。检索时，Oracle从这组表中查找相应的term，并计算其出现频率，根据某个算法来计算每个文档的得分(score),即所谓的‘匹配率’。而lexer则是该机制的核心，它决定了全文检索的效率。Oracle针对不同的语言提供了不同的lexer,而我们通常能用到其中的三个：

basic_lexer:
针对英语。它能根据空格和标点来将英语单词从句子中分离，还能自动将一些出现频率过高已经失去检索意义的单词作为‘垃圾’处理，如if,is等，具有较高的处理效率。但该lexer应用于汉语则有很多问题，由于它只认空格和标点，而汉语的一句话中通常不会有空格，因此，它会把整句话作为一个term,事实上失去检索能力。以‘中国人民站起来了’这句话为例，basic_lexer分析的结果只有一个term,就是‘中国人民站起来了’。此时若检索‘中国’，将检索不到内容。

chinese_vgram_lexer:
专门的汉语分析器，支持所有汉字字符集(ZHS16CGB231280 ZHS16GBK ZHT32EUC ZHT16BIG5 ZHT32TRIS ZHT16MSWIN950 ZHT16HKSCS UTF8 )。该分析器按字为单元来分析汉语句子。‘中国人民站起来了’这句话，会被它分析成如下几个term:‘中’，‘中国’，‘国人’，‘人民’，‘民站’，‘站起’，起来’，‘来了’，‘了’。可以看出，这种分析方法，实现算法很简单，并且能实现‘一网打尽’，但效率则是差强人意。

chinese_lexer:
这是一个新的汉语分析器，只支持utf8字符集。上面已经看到，chinese vgram lexer这个分析器由于不认识常用的汉语词汇，因此分析的单元非常机械，像上面的‘民站’，‘站起’在汉语中根本不会单独出现，因此这种term是没有意义的，反而影响效率。chinese_lexer的最大改进就是该分析器能认识大部分常用汉语词汇，因此能更有效率地分析句子，像以上两个愚蠢的单元将不会再出现，极大提高了效率。但是它只支持utf8,如果你的数据库是zhs16gbk字符集，则只能使用笨笨的那个Chinese vgram lexer。如果不做任何设置，Oracle缺省使用basic_lexer这个分析器。

12:05:01 SYS@ prod >select userenv(‘language‘) from dual;
USERENV(‘LANGUAGE‘)
----------------------------------------------------
AMERICAN_AMERICA.ZHS16GBK

12:08:05 SCOTT@ prod >desc ctx_ddl
PROCEDURE CREATE_PREFERENCE
 Argument Name                  Type                    In/Out Default?
 ------------------------------ ----------------------- ------ --------
 PREFERENCE_NAME                VARCHAR2                IN
 OBJECT_NAME                    VARCHAR2                IN
 
12:12:25 SCOTT@ prod >EXEC ctx_ddl.create_preference (‘my_lexer‘, ‘chinese_vgram_lexer‘);
PL/SQL procedure successfully completed.

创建表
12:13:15 SCOTT@ prod >CREATE TABLE textdemo(
12:15:47   2       id NUMBER NOT NULL PRIMARY KEY,
12:15:47   3       book_author varchar2(100),--作者
12:15:47   4       publish_time DATE,--发布日期
12:15:47   5       title varchar2(400),--标题
12:15:47   6       book_abstract varchar2(2000),--摘要
12:15:47   7       path varchar2(200)--路径
12:15:47   8  );
Table created.

插入数据
INSERT INTO textdemo VALUES(1,‘宫琦峻‘,to_date(‘2008-10-07‘,‘yyyy-mm-dd‘),‘ 移动城堡‘,‘故事发生在19世纪末的欧洲，善良可爱的苏菲被恶毒的女巫施下魔咒，从18岁的女孩变成90岁的婆婆，孤单无助的她无意中走入镇外的移动城堡，据说它的主人哈尔以吸取女孩的灵魂为乐，但是事情并没有人们传说的那么可怕，性情古怪的哈尔居然收留了苏菲，两个人在四脚的移动城堡中开始了奇妙的共同生活，一段交织了爱与痛、乐与悲的爱情故事在战火中悄悄展开‘,‘E:\textsearch\moveingcastle.doc‘);  
 
INSERT INTO textdemo VALUES(2,‘莫贝克曼贝托夫‘,to_date(‘2008-10-07‘,‘yyyy-mm-dd‘),‘ ***转弯‘,‘这部由俄罗斯导演提莫贝克曼贝托夫执导的影片自6 月末在北美上映以来，已经在全球取得了超过3亿美元的票房收入。在亚洲上映后也先后拿下日本、韩国等地的票房冠军宝座。虽然不少网友在此之前也相继通过各种渠道接触到本片，但相信影片凭着在大银幕上呈现出的超酷的视听效果，依然能够吸引大量影迷前往影院捧场。‘,‘E:\textsearch\catch.pdf‘);  
 
INSERT INTO textdemo VALUES(3,‘袁泉‘,to_date(‘2008-10-07‘,‘yyyy-mm-dd‘),‘主演吴彦祖和袁泉现身‘,‘电影《如梦》在上海同乐坊拍摄，主演吴彦祖和袁泉现身。由于是深夜拍摄，所以周围并没有过多的fans注意到，给了剧组一个很清净的拍摄环境，站在街头的袁泉低着头，在寒冷的夜里看上去还真有些像女鬼，令人毛骨悚然。‘,‘E:\textsearch\dream.txt‘);

步骤四：在book_abstract字段建立索引使用刚刚设置的ORATEXT_LEXER ：chinese_vgram_lexer作为分析器。

CREATE INDEX demo_abstract ON textdemo(book_abstract) indextype IS ctxsys.context parameters(‘lexer ORATEXT_LEXER‘);  
commit;
之后如上所述多出很多dr$开头的表和索引，系统会创建四个相关的表：
DR$DEMO_ABSTRACT$I(分词后的TOKEN表)
DR$DEMO_ABSTRACT$K
DR$DEMO_ABSTRACT$N 
DR$DEMO_ABSTRACT$R

下面的语句可以查看索引创建过程中是否发生了错误：

SELECT * FROM ctx_USER_index_errors

附：对于建立索引的类型（例如ctxsys.context），包括四种：context,ctxcat,ctxrule,ctxxpath。
CONTEXT用于对含有大量连续文本数据进行检索。支持word、html、xml、text等很多数据格式。支持范围（range）分区，支持并行创建索引（Parallel indexing）的索引类型。
支持类型：VARCHAR2, CLOB, BLOB, CHAR, BFILE, XMLType, and URIType.DML。操作后，需要CTX_DDL.SYNC_INDEX手工同步索引如果有查询包含多个词语，直接用空格隔开(如 oracle itpub)。

查询标识符CONTAINS
CTXCAT适用于混合查询语句（如查询条件包括产品id，价格，描述等）。适合于查询较小的具有一定结构的文本段。具有事务性。DML 操作后，索引会自动进行同步。
操作符：and,or,&gt,;<, =,between,in
查询标识符CATSEARCH
CTXRULE查询标识符MATCHES。
CTXXPATH（这两个索引没有去更多搜索相关内容）
一般来说我们建立CONTEXT类型的索引（CONTAINS来查询）。

步骤五：查询测试

--查询或
SELECT score(20),t.* FROM textdemo t WHERE contains(book_abstract,‘移动城堡 or 俄罗斯‘,20)>0;  
SELECT score(20),t.* FROM textdemo t WHERE contains(book_abstract,‘移动城堡 or 欧洲‘,20)>0;
--基本查询
SELECT score(20),t.* FROM textdemo t WHERE contains(book_abstract,‘移动城堡‘,20)>0;
--查询包含多个词语and测试通过
SELECT score(20),t.* FROM textdemo t WHERE contains(book_abstract,‘移动城堡 and 欧洲‘,20)>0;
测试通过。

对多字段建立全文索引

很多时候需要从多个文本字段中查询满足条件的记录，这时就需要建立针对多个字段的全文索引，例如需要从pmhsubjects(专题表)的 subjectname(专题名称)和briefintro(简介)上进行全文检索，则需要按以下步骤进行操作：

建立多字段索引的preference，以ctxsys登录，并执行：

BEGIN

ctx_ddl.create_preference(‘ctx_demo_abstract_title‘,‘MULTI_COLUMN_DATASTORE‘);

END;

建立preference对应的字段值(以ctxsys登录) 对应title path book_abstract三个字段建立索引：

BEGIN

ctx_ddl.set_attribute(‘ctx_demo_abstract_title ‘,‘columns‘,‘title,path‘);

END;

建立全文索引:

CREATE INDEX demo_abstract_title ON textdemo(book_abstract) indextype IS ctxsys.context parameters(‘ DATASTORE ctxsys. ctx_demo_ abstract_title lexer ORATEXT_LEXER‘);

commit;

测试

SELECT score(20),t.* FROM textdemo t WHERE contains(book_abstract,‘移动城堡 or 俄罗斯‘,20)>0;

对大字段进行检索测试

CREATE TABLE mytable(id NUMBER PRIMARY KEY, docs CLOB);

INSERT INTO mytable VALUES(111555,‘this text will be indexed‘);

INSERT INTO mytable VALUES(111556,‘this is a direct_datastore example‘);

Commit;

CREATE INDEX myindex ON mytable(docs)

indextype IS ctxsys.context

parameters (‘datastore ctxsys.default_datastore‘);

SELECT * FROM mytable WHERE contains(docs, ‘text‘) > 0;