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Lucene 源码系列——fdx fdt 索引文件

当STORE.YES的域生成了倒排表以后,将文档的域值信息写入到.fdt(field data)、.fdx(field index)文件中。

数据结构

.fdt

图1:
1.png

ChunkSize

ChunkSize用来描述压缩存储域值信息的方式,后面会详细介绍。

PackedIntsVersion

PackedIntsVersion描述了压缩使用的方式,当前版本中是VERSION_MONOTONIC_WITHOUT_ZIGZAG。

Chunk

图2:
2.png

生成一个chunk的条件是 文档个数达到128 或者 所有文档的域值信息的总长度 达到ChunkSize。

DocBase

当前chunk中第一个文档的文档号,因为根据这个文档号来差值存储,在读取的阶段需要根据该值恢复其他文档号。

ChunkDocs

图3:
3.png

ChunkDocs是一个numBufferedDocs跟slicedBit的组合值。ChunkDocs = (numBufferedDocs |slicedBit )。

numBufferedDocs

numBufferedDocs描述了当前chunk中的文档数量。numBufferedDocs是一个 ≤ 128的值。

slicedBit

如果待处理的域值信息的长度超过2倍的chunkSize(默认值 16384),那么需要分块压缩,下文会具体介绍。

DocFieldCounts

根据chunk中包含的文档个数numBufferedDocs、每篇文档包含的存储域的个数numStoredFields分为不同的情况。

numBufferedDocs的个数为1

图4:
4.png

numBufferedDocs的个数> 1 并且每篇文档中的numStoredFields都是相同的

图5:
5.png

只要存储一个numStoredFields的值就行啦。

numBufferedDocs的个数> 1 并且每篇文档中的numStoredFields不都相同的

图6:
6.png

使用PackedInt来存储所有的numStoredFields,这里不赘述了,点击这里可以看其中的一种压缩方式。

DocLengths

同DocFieldCounts类似,据chunk中包含的文档个数numBufferedDocs、每篇文档中域值信息的长度分为不同的情况。

numBufferedDocs的个数为1

图7:
7.png

numBufferedDocs的个数> 1 并且每篇文档中的域值信息长度都是相同的

图8:

numBufferedDocs的个数> 1 并且每篇文档中的域值信息长度不都是相同的

图9:
9.png

使用PackedInt来存储所有的域值信息长度,这里不赘述了,点击这里可以看其中的一种压缩方式。

CompressedDocs

图10:
10.png

CompressedDocs中使用LZ4算法将域值信息压缩存储。域值信息包含如下内容:

  • Doc的个数为chunk中包含的文档个数
  • 域的编号
  • 域值的类型:String、BinaryValue、Int、Float、Long、Double
  • 域值的编号跟域值的类型组合存储为FieldNumAndType
  • Value:域值

DirtyChunkCount

chunk的个数。

.fdt整体数据结构

图11:
11.png

上图中是其中一种 .fdt文件数据结构。
图12:
12.png

Block

图13:
13.png

在.fdt中,每当chunk的个数达到1024(blockSzie),在.fdx文件中就会生成一个block,block中的信息作为索引来映射.fdt中的数据区间。

BlockChunks

block中包含的chunk的个数,即1024个。

DocBases

图14:
14.png

DocBases中描述了文档号的信息。

DocBase

block中第一个文档的文档号。用来在读取阶段,恢复所有chunk中其他被编码的文档号。

AvgChunkDocs

AvgChunkDocs描述了block中平均一个chunk中包含的文档数。

BitsPerDocBaseDelta

BitsPerDocBaseDelta描述了存储文档号的需要固定bit个数。

DocBaseDeltas

一个block中用docBaseDeltas[]数组来存放每个chunk中的文档个数,而每一个chunk中的文档个数是不一样的,出于最大化优化空间存储,不直接对文档数量值进行存储,而是存储差值docDelta。又因为docBaseDeltas[]数组又不能保证数组元素递增,所以不能使用相邻数组元素的差值来作为docDelta,Lucene提供的方法就是计算docBaseDeltas[]中数组元素平均值avgChunkDocs,对每一个数组元素存储一个docDelta的值,docDelta的计算公式为:docDelta = ( docBase - avgChunkDocs * i), 其中i为数组的下标值,docBase是下标值为i的数组元素前所有的数组元素之和,然后对所有docDelta使用PackedInts进行压缩编码,即DocBaseDeltas。

StartPointers

图15:
15.png

StartPointers中描述了.fdt文件中每一个chunk的索引映射信息。

StartPointerBase

当前block中第一个chunk的索引值。

AvgChunkSize

block中平均每一个chunk的大小。

BitsPerStartPointerDelta

存储每一个chunk大小需要固定bit个数。

StartPointerDeltas

逻辑跟DocBaseDeltas一样,不赘述。

.fdx整体数据结构

图16:
16.png


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