提交 b4f26c31 编写于 作者: W wizardforcel

ch14.

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# 第十四章 持久化
在接下来的几个练习中,我们将返回到网页搜索引擎的构建。为了回顾,搜索引擎的组件是:
抓取:我们需要一个程序,可以下载一个网页,解析它,并提取文本和任何其他页面的链接。
索引:我们需要一个索引,可以查找检索项并找到包含它的页面。
检索:我们需要一种方法,从索引中收集结果,并识别与检索项最相关的页面。
如果你做了练习 8.3,你使用 Java 映射实现了一个索引。在本练习中,我们将重新审视索引器,并创建一个新版本,将结果存储在数据库中。
如果你做了练习 7.4,你创建了一个爬虫,它跟踪它找到的第一个链接。在下一个练习中,我们将制作一个更通用的版本,将其查找到的每个链接存储在队列中,并对其进行排序。
然后,最后,你将处理检索问题。
在这些练习中,我提供较少的起始代码,你将做出更多的设计决策。这些练习也更加开放。我会提出一些最低限度的目标,你应该尝试实现它们,但如果你想挑战自己,有很多方法可以让你更深入。
现在,让我们开始编写一个新版本的索引器。
## 14.1 Redis
索引器的之前版本,将索引存储在两个数据结构中:`TermCounter`将检索词映射为网页上显示的次数,以及`Index`将检索词映射为出现的页面集合。
这些数据结构存储在正在运行的 Java 程序的内存中,这意味着当程序停止运行时,索引会丢失。仅在运行程序的内存中存储的数据称为“易失的”,因为程序结束时会消失。
在创建它的程序结束后,仍然存在的数据称为“持久的”。通常,存储在文件系统中的文件,以及存储在数据库中的数据是持久的。
使数据持久化的一种简单方法是,将其存储在文件中。在程序结束之前,它可以将其数据结构转换为 JSON 格式(<http://thinkdast.com/json>),然后将它们写入文件。当它再次启动时,它可以读取文件并重建数据结构。
但这个解决方案有几个问题:
+ 读取和写入大型数据结构(如 Web 索引)会很慢。
+ 整个数据结构可能不适合单个运行程序的内存。
+ 如果程序意外结束(例如,由于断电),则自程序上次启动以来所做的任何更改都将丢失。
一个更好的选择是提供持久存储的数据库,并且能够读取和写入数据库的部分,而无需读取和写入整个数据。
有多种数据库管理系统(DBMS)提供不同的功能。你可以在 <http://thinkdast.com/database> 阅读概述。
我为这个练习推荐的数据库是 Redis,它提供了类似于 Java 数据结构的持久数据结构。具体来说,它提供:
字符串列表,与 Java 的`List`类似。
哈希,类似于 Java 的`Map`
字符串集合,类似于 Java 的`Set`
> 译者注:另外还有类似于 Java 的`LinkedHashSet`的有序集合。
Redis 是一个“键值数据库”,这意味着它包含的数据结构(值)由唯一的字符串(键)标识。Redis 中的键与 Java 中的引用相同:它标识一个对象。我们稍后会看到一些例子。
## 14.2 Redis 客户端和服务端
Redis 通常运行为远程服务;其实它的名字代表“REmote DIctionary Server”(远程字典服务,字典其实就是映射)。为了使用 Redis,你必须在某处运行 Redis 服务器,然后使用 Redis 客户端连接到 Redis 服务器。有很多方法可用于设置服务器,也有许多你可以使用的客户端。对于这个练习,我建议:
不要自己安装和运行服务器,请考虑使用像 RedisToGo(<http://thinkdast.com/redistogo>)这样的服务,它在云主机运行 Redis。他们提供了一个免费的计划(配置),有足够的资源用于练习。
对于客户端,我推荐 Jedis,它是一个 Java 库,提供了使用 Redis 的类和方法。
以下是更详细的说明,以帮助你开始使用:
+ 在 RedisToGo 上创建一个帐号,网址为 <http://thinkdast.com/redissign> ,并选择所需的计划(可能是免费的起始计划)。
+ 创建一个“实例”,它是运行 Redis 服务器的虚拟机。如果你单击“实例”选项卡,你将看到你的新实例,由主机名和端口号标识。例如,我有一个名为`dory-10534`的实例。
+ 单击实例名称来访问配置页面。记下页面顶部附近的网址,如下所示:
```
redis://redistogo:1234567feedfacebeefa1e1234567@dory.redistogo.com:10534
```
这个 URL 包含服务器的主机名称`dory.redistogo.com`,端口号`10534`和连接到服务器所需的密码,它是中间较长的字母数字的字符串。你将需要此信息进行下一步。
## 14.3 制作基于 Redis 的索引
在本书的仓库中,你将找到此练习的源文件:
+ `JedisMaker.java`包含连接到 Redis 服务器并运行几个 Jedis 方法的示例代码。
+ `JedisIndex.java`包含此练习的起始代码。
+ `JedisIndexTest.java`包含`JedisIndex`的测试代码。
+ `WikiFetcher.java`包含我们在以前的练习中看到的代码,用于阅读网页并使用`jsoup`进行解析。
你还将需要这些文件,你在以前的练习中碰到过:
`Index.java`使用 Java 数据结构实现索引。
`TermCounter.java`表示从检索项到其频率的映射。
`WikiNodeIterable.java`迭代`jsoup`生成的 DOM 树中的节点。
如果你有这些文件的有效版本,你可以使用它们进行此练习。如果你没有进行以前的练习,或者你对你的解决方案毫无信心,则可以从`solutions `文件夹复制我的解决方案。
第一步是使用 Jedis 连接到你的 Redis 服务器。`JedisMaker.java`展示了如何实现。它从文件读取你的 Redis 服务器的信息,连接到它并使用你的密码登录,然后返回一个可用于执行 Redis 操作的 Jedis 对象。
如果你打开`JedisMaker.java`,你应该看到`JedisMaker`类,它是一个帮助类,它提供静态方法`make`,它创建一个 Jedis 对象。一旦该对象认证完毕,你可以使用它来与你的 Redis 数据库进行通信。
`JedisMaker`从名为`redis_url.txt`的文件读取你的 Redis 服务器信息,你应该放在目录`src/resources`中:
+ 使用文本编辑器创建并编辑`ThinkDataStructures/code/src/resources/redis_url.txt`
+ 粘贴服务器的 URL。如果你使用的是 RedisToGo,则 URL 将如下所示:
```
redis://redistogo:1234567feedfacebeefa1e1234567@dory.redistogo.com:10534
```
因为此文件包含你的 Redis 服务器的密码,你不应将此文件放在公共仓库中。为了帮助你避免意外避免这种情况,仓库包含`.gitignore`文件,使文件难以(但不是不可能)放入你的仓库。
现在运行`ant build`来编译源文件,以及`ant JedisMaker`来运行`main`中的示例代码:
```java
public static void main(String[] args) {
Jedis jedis = make();
// String
jedis.set("mykey", "myvalue");
String value = jedis.get("mykey");
System.out.println("Got value: " + value);
// Set
jedis.sadd("myset", "element1", "element2", "element3");
System.out.println("element2 is member: " +
jedis.sismember("myset", "element2"));
// List
jedis.rpush("mylist", "element1", "element2", "element3");
System.out.println("element at index 1: " +
jedis.lindex("mylist", 1));
// Hash
jedis.hset("myhash", "word1", Integer.toString(2));
jedis.hincrBy("myhash", "word2", 1);
System.out.println("frequency of word1: " +
jedis.hget("myhash", "word1"));
System.out.println("frequency of word1: " +
jedis.hget("myhash", "word2"));
jedis.close();
}
```
这个示例展示了数据类型和方法,你在这个练习中最可能使用它们。当你运行它时,输出应该是:
```
Got value: myvalue
element2 is member: true
element at index 1: element2
frequency of word1: 2
frequency of word2: 1
```
下一节中我会解释代码的工作原理。
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