Block-Max-Maxscore(Lucene 9.10.0)

Lucene中基于论文:Optimizing Top-k Document Retrieval Strategies for Block-Max Indexes实现了Block-Max-Maxscore (BMM) 算法,用来优化关键字之间只有OR关系,并且minShouldMatch <= 1时的查询。比如有查询条件为:term1 OR term2 OR term3,那么文档中至少包含其中一个term就认为是满足查询条件。

算法概述

该算法通过对每个term的倒排表排序,排序规则为最大分数/倒排表长度,将高分倒排表作为必要倒排表,低分倒排表作为非必要倒排表。先遍历必要倒排表的文档ID,计算部分评分,如果部分评分加上非必要倒排表的最大分数之和仍低于阈值,则跳过该文档。否则,进行完整评分,包括非必要倒排表的评分。这样,算法减少了不必要的计算操作,因为它避免了对所有文档进行评分,只关注最有可能进入top-k结果的文档。

Lucene中BMM算法的处理逻辑基本跟论文中是一致的,结合上文的算法概述,我们通过以下三个步骤介绍该算法在Lucene中的实现:

  1. 计算最大分数(Maxscore)
  2. 选择必要倒排表(essential posting)跟非必要倒排表(non-essential posting)
  3. 遍历必要倒排表中的文档,选择合适的文档号

算法实现

计算最大分数(Maxscore)

算法名Block-Max-Maxscore中的block-max指的就是将倒排表划分为多个连续区间,每个区间即一个block,最大分数就是在每个block中最大的文档打分值。

由于在查询期间 计算这个区间内所有的 文档打分值然后选出最大值是昂贵的,因此Lucene提供了Impact 机制,使得在索引期间 先挑选出部分 候选者,能保证最高的文档打分值只会出现于这些候选者中。在查询期间 计算这些候选者,找出最大分数。

关于Impact的完整介绍可以阅读文章:索引文件的读取(十二)、ImpactsDISI。本文中我们简述下Impact机制。

Impact

图1:

从Lucene打分公式的注释可以看出:

  • 如果norm相等,那么freq较大对应的文档打分值会相等或者更高

如果freq相等,那么norm较小对应的文档打分值会相等或者更高

因此在索引期间,我们不需要真正的调用打分公式,而是简单的比较term在每一篇文档中的freq和norm ,就可以筛选出候选者 。也就是freq相等时,norm最小,或者norm相等时,freq最大的文档作为候选者,将他们的freq跟norm信息写入到索引文件中:

图2:

随后在查询阶段,我们就可以根据索引文件中所有的freq和norm,调用图1的打分公式,计算出最终的最大分数。

完整内容见:Block-Max-Maxscore(Lucene 9.10.0) | Lu Xugang的小屋

相关推荐
ly76896 小时前
倒排索引与 FST 在 Lucene 中的内存布局:segment、docValues 与词典压缩的工程取舍
elasticsearch·lucene·倒排索引·doc values·fst
骑士雄师17 小时前
rag的具体案例:通过es在意图识别的时候进行个命中。
大数据·elasticsearch·搜索引擎
haerapi20 小时前
KingbaseES 全文检索实战之前:先建立中文搜索的可解释基线
开发语言·python·全文检索
ly76891 天前
Elasticsearch 分片分配与再平衡的底层逻辑:从 allocation decider 到集群扩容抖动
大数据·elasticsearch·搜索引擎·集群扩容·分片分配·磁盘水位线
Cx330❀2 天前
Qt 多线程深度解析:从底层原理到 UI 线程与同步实战
开发语言·qt·ui·搜索引擎·性能优化·图形渲染
ly76892 天前
Elasticsearch 写入链路的 refresh、flush 与 translog 边界:为什么 bulk 吞吐会突然塌陷
大数据·elasticsearch·搜索引擎·translog·写入链路·bulk调优
LaughingZhu2 天前
Product Hunt 每日热榜 | 2026-10-07
人工智能·深度学习·神经网络·搜索引擎·百度
搬砖小趴菜2 天前
【科研速递】Applied Sciences | 冻融循环作用下玄武岩的三轴力学行为与强度模型:对寒区工程结构的意义
大数据·论文阅读·人工智能·全文检索·ai自动写文章
LaughingZhu2 天前
Product Hunt 每日热榜 | 2026-10-06
人工智能·深度学习·神经网络·搜索引擎·百度
Elastic 中国社区官方博客3 天前
使用 Lucene 搜索你的 Bean — 索引
java·大数据·数据库·elasticsearch·搜索引擎·全文检索·lucene