pylucene 3.5.0-3
[pylucene.git] / lucene-java-3.5.0 / lucene / contrib / memory / src / java / org / apache / lucene / index / memory / MemoryIndex.java
diff --git a/lucene-java-3.5.0/lucene/contrib/memory/src/java/org/apache/lucene/index/memory/MemoryIndex.java b/lucene-java-3.5.0/lucene/contrib/memory/src/java/org/apache/lucene/index/memory/MemoryIndex.java
new file mode 100644 (file)
index 0000000..511eeb1
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,1291 @@
+package org.apache.lucene.index.memory;
+
+/**
+ * Licensed to the Apache Software Foundation (ASF) under one or more
+ * contributor license agreements.  See the NOTICE file distributed with
+ * this work for additional information regarding copyright ownership.
+ * The ASF licenses this file to You under the Apache License, Version 2.0
+ * (the "License"); you may not use this file except in compliance with
+ * the License.  You may obtain a copy of the License at
+ *
+ *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
+ *
+ * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
+ * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
+ * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
+ * See the License for the specific language governing permissions and
+ * limitations under the License.
+ */
+
+import java.io.IOException;
+import java.io.Serializable;
+import java.io.StringReader;
+import java.util.Arrays;
+import java.util.Collection;
+import java.util.Collections;
+import java.util.Comparator;
+import java.util.HashMap;
+import java.util.HashSet;
+import java.util.Iterator;
+import java.util.Map;
+
+import org.apache.lucene.analysis.Analyzer;
+import org.apache.lucene.analysis.TokenStream;
+import org.apache.lucene.analysis.tokenattributes.CharTermAttribute;
+import org.apache.lucene.analysis.tokenattributes.OffsetAttribute;
+import org.apache.lucene.analysis.tokenattributes.PositionIncrementAttribute;
+import org.apache.lucene.document.Document;
+import org.apache.lucene.document.FieldSelector;
+import org.apache.lucene.index.IndexReader;
+import org.apache.lucene.index.Term;
+import org.apache.lucene.index.TermDocs;
+import org.apache.lucene.index.TermEnum;
+import org.apache.lucene.index.TermFreqVector;
+import org.apache.lucene.index.TermPositionVector;
+import org.apache.lucene.index.TermPositions;
+import org.apache.lucene.index.TermVectorMapper;
+import org.apache.lucene.index.FieldInvertState;
+import org.apache.lucene.search.Collector;
+import org.apache.lucene.search.IndexSearcher;
+import org.apache.lucene.search.Query;
+import org.apache.lucene.search.Searcher;
+import org.apache.lucene.search.Scorer;
+import org.apache.lucene.search.Similarity;
+import org.apache.lucene.store.RAMDirectory; // for javadocs
+import org.apache.lucene.util.ArrayUtil;
+import org.apache.lucene.util.Constants; // for javadocs
+
+/**
+ * High-performance single-document main memory Apache Lucene fulltext search index. 
+ * 
+ * <h4>Overview</h4>
+ * 
+ * This class is a replacement/substitute for a large subset of
+ * {@link RAMDirectory} functionality. It is designed to
+ * enable maximum efficiency for on-the-fly matchmaking combining structured and 
+ * fuzzy fulltext search in realtime streaming applications such as Nux XQuery based XML 
+ * message queues, publish-subscribe systems for Blogs/newsfeeds, text chat, data acquisition and 
+ * distribution systems, application level routers, firewalls, classifiers, etc. 
+ * Rather than targeting fulltext search of infrequent queries over huge persistent 
+ * data archives (historic search), this class targets fulltext search of huge 
+ * numbers of queries over comparatively small transient realtime data (prospective 
+ * search). 
+ * For example as in 
+ * <pre>
+ * float score = search(String text, Query query)
+ * </pre>
+ * <p>
+ * Each instance can hold at most one Lucene "document", with a document containing
+ * zero or more "fields", each field having a name and a fulltext value. The
+ * fulltext value is tokenized (split and transformed) into zero or more index terms 
+ * (aka words) on <code>addField()</code>, according to the policy implemented by an
+ * Analyzer. For example, Lucene analyzers can split on whitespace, normalize to lower case
+ * for case insensitivity, ignore common terms with little discriminatory value such as "he", "in", "and" (stop
+ * words), reduce the terms to their natural linguistic root form such as "fishing"
+ * being reduced to "fish" (stemming), resolve synonyms/inflexions/thesauri 
+ * (upon indexing and/or querying), etc. For details, see
+ * <a target="_blank" href="http://today.java.net/pub/a/today/2003/07/30/LuceneIntro.html">Lucene Analyzer Intro</a>.
+ * <p>
+ * Arbitrary Lucene queries can be run against this class - see <a target="_blank" 
+ * href="../../../../../../../queryparsersyntax.html">Lucene Query Syntax</a>
+ * as well as <a target="_blank" 
+ * href="http://today.java.net/pub/a/today/2003/11/07/QueryParserRules.html">Query Parser Rules</a>.
+ * Note that a Lucene query selects on the field names and associated (indexed) 
+ * tokenized terms, not on the original fulltext(s) - the latter are not stored 
+ * but rather thrown away immediately after tokenization.
+ * <p>
+ * For some interesting background information on search technology, see Bob Wyman's
+ * <a target="_blank" 
+ * href="http://bobwyman.pubsub.com/main/2005/05/mary_hodder_poi.html">Prospective Search</a>, 
+ * Jim Gray's
+ * <a target="_blank" href="http://www.acmqueue.org/modules.php?name=Content&pa=showpage&pid=293&page=4">
+ * A Call to Arms - Custom subscriptions</a>, and Tim Bray's
+ * <a target="_blank" 
+ * href="http://www.tbray.org/ongoing/When/200x/2003/07/30/OnSearchTOC">On Search, the Series</a>.
+ * 
+ * 
+ * <h4>Example Usage</h4> 
+ * 
+ * <pre>
+ * Analyzer analyzer = PatternAnalyzer.DEFAULT_ANALYZER;
+ * //Analyzer analyzer = new SimpleAnalyzer();
+ * MemoryIndex index = new MemoryIndex();
+ * index.addField("content", "Readings about Salmons and other select Alaska fishing Manuals", analyzer);
+ * index.addField("author", "Tales of James", analyzer);
+ * QueryParser parser = new QueryParser("content", analyzer);
+ * float score = index.search(parser.parse("+author:james +salmon~ +fish* manual~"));
+ * if (score &gt; 0.0f) {
+ *     System.out.println("it's a match");
+ * } else {
+ *     System.out.println("no match found");
+ * }
+ * System.out.println("indexData=" + index.toString());
+ * </pre>
+ * 
+ * 
+ * <h4>Example XQuery Usage</h4> 
+ * 
+ * <pre>
+ * (: An XQuery that finds all books authored by James that have something to do with "salmon fishing manuals", sorted by relevance :)
+ * declare namespace lucene = "java:nux.xom.pool.FullTextUtil";
+ * declare variable $query := "+salmon~ +fish* manual~"; (: any arbitrary Lucene query can go here :)
+ * 
+ * for $book in /books/book[author="James" and lucene:match(abstract, $query) > 0.0]
+ * let $score := lucene:match($book/abstract, $query)
+ * order by $score descending
+ * return $book
+ * </pre>
+ * 
+ * 
+ * <h4>No thread safety guarantees</h4>
+ * 
+ * An instance can be queried multiple times with the same or different queries,
+ * but an instance is not thread-safe. If desired use idioms such as:
+ * <pre>
+ * MemoryIndex index = ...
+ * synchronized (index) {
+ *    // read and/or write index (i.e. add fields and/or query)
+ * } 
+ * </pre>
+ * 
+ * 
+ * <h4>Performance Notes</h4>
+ * 
+ * Internally there's a new data structure geared towards efficient indexing 
+ * and searching, plus the necessary support code to seamlessly plug into the Lucene 
+ * framework.
+ * <p>
+ * This class performs very well for very small texts (e.g. 10 chars) 
+ * as well as for large texts (e.g. 10 MB) and everything in between. 
+ * Typically, it is about 10-100 times faster than <code>RAMDirectory</code>.
+ * Note that <code>RAMDirectory</code> has particularly 
+ * large efficiency overheads for small to medium sized texts, both in time and space.
+ * Indexing a field with N tokens takes O(N) in the best case, and O(N logN) in the worst 
+ * case. Memory consumption is probably larger than for <code>RAMDirectory</code>.
+ * <p>
+ * Example throughput of many simple term queries over a single MemoryIndex: 
+ * ~500000 queries/sec on a MacBook Pro, jdk 1.5.0_06, server VM. 
+ * As always, your mileage may vary.
+ * <p>
+ * If you're curious about
+ * the whereabouts of bottlenecks, run java 1.5 with the non-perturbing '-server
+ * -agentlib:hprof=cpu=samples,depth=10' flags, then study the trace log and
+ * correlate its hotspot trailer with its call stack headers (see <a
+ * target="_blank"
+ * href="http://java.sun.com/developer/technicalArticles/Programming/HPROF.html">
+ * hprof tracing </a>).
+ *
+ */
+public class MemoryIndex implements Serializable {
+
+  /** info for each field: Map<String fieldName, Info field> */
+  private final HashMap<String,Info> fields = new HashMap<String,Info>();
+  
+  /** fields sorted ascending by fieldName; lazily computed on demand */
+  private transient Map.Entry<String,Info>[] sortedFields; 
+  
+  /** pos: positions[3*i], startOffset: positions[3*i +1], endOffset: positions[3*i +2] */
+  private final int stride;
+  
+  /** Could be made configurable; See {@link Document#setBoost(float)} */
+  private static final float docBoost = 1.0f;
+  
+  private static final long serialVersionUID = 2782195016849084649L;
+
+  private static final boolean DEBUG = false;
+  
+  /**
+   * Sorts term entries into ascending order; also works for
+   * Arrays.binarySearch() and Arrays.sort()
+   */
+  private static final Comparator<Object> termComparator = new Comparator<Object>() {
+    @SuppressWarnings("unchecked")
+    public int compare(Object o1, Object o2) {
+      if (o1 instanceof Map.Entry<?,?>) o1 = ((Map.Entry<?,?>) o1).getKey();
+      if (o2 instanceof Map.Entry<?,?>) o2 = ((Map.Entry<?,?>) o2).getKey();
+      if (o1 == o2) return 0;
+      return ((String) o1).compareTo((String) o2);
+    }
+  };
+
+  /**
+   * Constructs an empty instance.
+   */
+  public MemoryIndex() {
+    this(false);
+  }
+  
+  /**
+   * Constructs an empty instance that can optionally store the start and end
+   * character offset of each token term in the text. This can be useful for
+   * highlighting of hit locations with the Lucene highlighter package.
+   * Private until the highlighter package matures, so that this can actually
+   * be meaningfully integrated.
+   * 
+   * @param storeOffsets
+   *            whether or not to store the start and end character offset of
+   *            each token term in the text
+   */
+  private MemoryIndex(boolean storeOffsets) {
+    this.stride = storeOffsets ? 3 : 1;
+  }
+  
+  /**
+   * Convenience method; Tokenizes the given field text and adds the resulting
+   * terms to the index; Equivalent to adding an indexed non-keyword Lucene
+   * {@link org.apache.lucene.document.Field} that is
+   * {@link org.apache.lucene.document.Field.Index#ANALYZED tokenized},
+   * {@link org.apache.lucene.document.Field.Store#NO not stored},
+   * {@link org.apache.lucene.document.Field.TermVector#WITH_POSITIONS termVectorStored with positions} (or
+   * {@link org.apache.lucene.document.Field.TermVector#WITH_POSITIONS termVectorStored with positions and offsets}),
+   * 
+   * @param fieldName
+   *            a name to be associated with the text
+   * @param text
+   *            the text to tokenize and index.
+   * @param analyzer
+   *            the analyzer to use for tokenization
+   */
+  public void addField(String fieldName, String text, Analyzer analyzer) {
+    if (fieldName == null)
+      throw new IllegalArgumentException("fieldName must not be null");
+    if (text == null)
+      throw new IllegalArgumentException("text must not be null");
+    if (analyzer == null)
+      throw new IllegalArgumentException("analyzer must not be null");
+    
+    TokenStream stream;
+    try {
+      stream = analyzer.reusableTokenStream(fieldName, new StringReader(text));
+    } catch (IOException ex) {
+      throw new RuntimeException(ex);
+    }
+
+    addField(fieldName, stream);
+  }
+  
+  /**
+   * Convenience method; Creates and returns a token stream that generates a
+   * token for each keyword in the given collection, "as is", without any
+   * transforming text analysis. The resulting token stream can be fed into
+   * {@link #addField(String, TokenStream)}, perhaps wrapped into another
+   * {@link org.apache.lucene.analysis.TokenFilter}, as desired.
+   * 
+   * @param keywords
+   *            the keywords to generate tokens for
+   * @return the corresponding token stream
+   */
+  public <T> TokenStream keywordTokenStream(final Collection<T> keywords) {
+    // TODO: deprecate & move this method into AnalyzerUtil?
+    if (keywords == null)
+      throw new IllegalArgumentException("keywords must not be null");
+    
+    return new TokenStream() {
+      private Iterator<T> iter = keywords.iterator();
+      private int start = 0;
+      private final CharTermAttribute termAtt = addAttribute(CharTermAttribute.class);
+      private final OffsetAttribute offsetAtt = addAttribute(OffsetAttribute.class);
+      
+      @Override
+      public boolean incrementToken() {
+        if (!iter.hasNext()) return false;
+        
+        T obj = iter.next();
+        if (obj == null) 
+          throw new IllegalArgumentException("keyword must not be null");
+        
+        String term = obj.toString();
+        clearAttributes();
+        termAtt.setEmpty().append(term);
+        offsetAtt.setOffset(start, start+termAtt.length());
+        start += term.length() + 1; // separate words by 1 (blank) character
+        return true;
+      }
+    };
+  }
+  
+  /**
+   * Equivalent to <code>addField(fieldName, stream, 1.0f)</code>.
+   * 
+   * @param fieldName
+   *            a name to be associated with the text
+   * @param stream
+   *            the token stream to retrieve tokens from
+   */
+  public void addField(String fieldName, TokenStream stream) {
+    addField(fieldName, stream, 1.0f);
+  }
+
+  /**
+   * Iterates over the given token stream and adds the resulting terms to the index;
+   * Equivalent to adding a tokenized, indexed, termVectorStored, unstored,
+   * Lucene {@link org.apache.lucene.document.Field}.
+   * Finally closes the token stream. Note that untokenized keywords can be added with this method via 
+   * {@link #keywordTokenStream(Collection)}, the Lucene contrib <code>KeywordTokenizer</code> or similar utilities.
+   * 
+   * @param fieldName
+   *            a name to be associated with the text
+   * @param stream
+   *            the token stream to retrieve tokens from.
+   * @param boost
+   *            the boost factor for hits for this field
+   * @see org.apache.lucene.document.Field#setBoost(float)
+   */
+  public void addField(String fieldName, TokenStream stream, float boost) {
+    try {
+      if (fieldName == null)
+        throw new IllegalArgumentException("fieldName must not be null");
+      if (stream == null)
+          throw new IllegalArgumentException("token stream must not be null");
+      if (boost <= 0.0f)
+          throw new IllegalArgumentException("boost factor must be greater than 0.0");
+      if (fields.get(fieldName) != null)
+        throw new IllegalArgumentException("field must not be added more than once");
+      
+      HashMap<String,ArrayIntList> terms = new HashMap<String,ArrayIntList>();
+      int numTokens = 0;
+      int numOverlapTokens = 0;
+      int pos = -1;
+      
+      CharTermAttribute termAtt = stream.addAttribute(CharTermAttribute.class);
+      PositionIncrementAttribute posIncrAttribute = stream.addAttribute(PositionIncrementAttribute.class);
+      OffsetAttribute offsetAtt = stream.addAttribute(OffsetAttribute.class);
+      stream.reset();
+      while (stream.incrementToken()) {
+        String term = termAtt.toString();
+        if (term.length() == 0) continue; // nothing to do
+//        if (DEBUG) System.err.println("token='" + term + "'");
+        numTokens++;
+        final int posIncr = posIncrAttribute.getPositionIncrement();
+        if (posIncr == 0)
+          numOverlapTokens++;
+        pos += posIncr;
+        
+        ArrayIntList positions = terms.get(term);
+        if (positions == null) { // term not seen before
+          positions = new ArrayIntList(stride);
+          terms.put(term, positions);
+        }
+        if (stride == 1) {
+          positions.add(pos);
+        } else {
+          positions.add(pos, offsetAtt.startOffset(), offsetAtt.endOffset());
+        }
+      }
+      stream.end();
+
+      // ensure infos.numTokens > 0 invariant; needed for correct operation of terms()
+      if (numTokens > 0) {
+        boost = boost * docBoost; // see DocumentWriter.addDocument(...)
+        fields.put(fieldName, new Info(terms, numTokens, numOverlapTokens, boost));
+        sortedFields = null;    // invalidate sorted view, if any
+      }
+    } catch (IOException e) { // can never happen
+      throw new RuntimeException(e);
+    } finally {
+      try {
+        if (stream != null) stream.close();
+      } catch (IOException e2) {
+        throw new RuntimeException(e2);
+      }
+    }
+  }
+  
+  /**
+   * Creates and returns a searcher that can be used to execute arbitrary
+   * Lucene queries and to collect the resulting query results as hits.
+   * 
+   * @return a searcher
+   */
+  public IndexSearcher createSearcher() {
+    MemoryIndexReader reader = new MemoryIndexReader();
+    IndexSearcher searcher = new IndexSearcher(reader); // ensures no auto-close !!
+    reader.setSearcher(searcher); // to later get hold of searcher.getSimilarity()
+    return searcher;
+  }
+  
+  /**
+   * Convenience method that efficiently returns the relevance score by
+   * matching this index against the given Lucene query expression.
+   * 
+   * @param query
+   *            an arbitrary Lucene query to run against this index
+   * @return the relevance score of the matchmaking; A number in the range
+   *         [0.0 .. 1.0], with 0.0 indicating no match. The higher the number
+   *         the better the match.
+   *
+   */
+  public float search(Query query) {
+    if (query == null) 
+      throw new IllegalArgumentException("query must not be null");
+    
+    Searcher searcher = createSearcher();
+    try {
+      final float[] scores = new float[1]; // inits to 0.0f (no match)
+      searcher.search(query, new Collector() {
+        private Scorer scorer;
+
+        @Override
+        public void collect(int doc) throws IOException {
+          scores[0] = scorer.score();
+        }
+
+        @Override
+        public void setScorer(Scorer scorer) throws IOException {
+          this.scorer = scorer;
+        }
+
+        @Override
+        public boolean acceptsDocsOutOfOrder() {
+          return true;
+        }
+
+        @Override
+        public void setNextReader(IndexReader reader, int docBase) { }
+      });
+      float score = scores[0];
+      return score;
+    } catch (IOException e) { // can never happen (RAMDirectory)
+      throw new RuntimeException(e);
+    } finally {
+      // searcher.close();
+      /*
+       * Note that it is harmless and important for good performance to
+       * NOT close the index reader!!! This avoids all sorts of
+       * unnecessary baggage and locking in the Lucene IndexReader
+       * superclass, all of which is completely unnecessary for this main
+       * memory index data structure without thread-safety claims.
+       * 
+       * Wishing IndexReader would be an interface...
+       * 
+       * Actually with the new tight createSearcher() API auto-closing is now
+       * made impossible, hence searcher.close() would be harmless and also 
+       * would not degrade performance...
+       */
+    }   
+  }
+  
+  /**
+   * Returns a reasonable approximation of the main memory [bytes] consumed by
+   * this instance. Useful for smart memory sensititive caches/pools. Assumes
+   * fieldNames are interned, whereas tokenized terms are memory-overlaid.
+   * 
+   * @return the main memory consumption
+   */
+  public int getMemorySize() {
+    // for example usage in a smart cache see nux.xom.pool.Pool    
+    int PTR = VM.PTR;
+    int INT = VM.INT;
+    int size = 0;
+    size += VM.sizeOfObject(2*PTR + INT); // memory index
+    if (sortedFields != null) size += VM.sizeOfObjectArray(sortedFields.length);
+    
+    size += VM.sizeOfHashMap(fields.size());
+    for (Map.Entry<String, Info> entry : fields.entrySet()) { // for each Field Info
+      Info info = entry.getValue();
+      size += VM.sizeOfObject(2*INT + 3*PTR); // Info instance vars
+      if (info.sortedTerms != null) size += VM.sizeOfObjectArray(info.sortedTerms.length);
+      
+      int len = info.terms.size();
+      size += VM.sizeOfHashMap(len);
+      Iterator<Map.Entry<String,ArrayIntList>> iter2 = info.terms.entrySet().iterator();
+      while (--len >= 0) { // for each term
+        Map.Entry<String,ArrayIntList> e = iter2.next();
+        size += VM.sizeOfObject(PTR + 3*INT); // assumes substring() memory overlay
+//        size += STR + 2 * ((String) e.getKey()).length();
+        ArrayIntList positions = e.getValue();
+        size += VM.sizeOfArrayIntList(positions.size());
+      }
+    }
+    return size;
+  } 
+
+  private int numPositions(ArrayIntList positions) {
+    return positions.size() / stride;
+  }
+  
+  /** sorts into ascending order (on demand), reusing memory along the way */
+  private void sortFields() {
+    if (sortedFields == null) sortedFields = sort(fields);
+  }
+  
+  /** returns a view of the given map's entries, sorted ascending by key */
+  private static <K,V> Map.Entry<K,V>[] sort(HashMap<K,V> map) {
+    int size = map.size();
+    @SuppressWarnings("unchecked")
+    Map.Entry<K,V>[] entries = new Map.Entry[size];
+    
+    Iterator<Map.Entry<K,V>> iter = map.entrySet().iterator();
+    for (int i=0; i < size; i++) {
+      entries[i] = iter.next();
+    }
+    
+    if (size > 1) ArrayUtil.quickSort(entries, termComparator);
+    return entries;
+  }
+  
+  /**
+   * Returns a String representation of the index data for debugging purposes.
+   * 
+   * @return the string representation
+   */
+  @Override
+  public String toString() {
+    StringBuilder result = new StringBuilder(256);    
+    sortFields();   
+    int sumChars = 0;
+    int sumPositions = 0;
+    int sumTerms = 0;
+    
+    for (int i=0; i < sortedFields.length; i++) {
+      Map.Entry<String,Info> entry = sortedFields[i];
+      String fieldName = entry.getKey();
+      Info info = entry.getValue();
+      info.sortTerms();
+      result.append(fieldName + ":\n");
+      
+      int numChars = 0;
+      int numPositions = 0;
+      for (int j=0; j < info.sortedTerms.length; j++) {
+        Map.Entry<String,ArrayIntList> e = info.sortedTerms[j];
+        String term = e.getKey();
+        ArrayIntList positions = e.getValue();
+        result.append("\t'" + term + "':" + numPositions(positions) + ":");
+        result.append(positions.toString(stride)); // ignore offsets
+        result.append("\n");
+        numPositions += numPositions(positions);
+        numChars += term.length();
+      }
+      
+      result.append("\tterms=" + info.sortedTerms.length);
+      result.append(", positions=" + numPositions);
+      result.append(", Kchars=" + (numChars/1000.0f));
+      result.append("\n");
+      sumPositions += numPositions;
+      sumChars += numChars;
+      sumTerms += info.sortedTerms.length;
+    }
+    
+    result.append("\nfields=" + sortedFields.length);
+    result.append(", terms=" + sumTerms);
+    result.append(", positions=" + sumPositions);
+    result.append(", Kchars=" + (sumChars/1000.0f));
+    return result.toString();
+  }
+  
+  
+  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
+  // Nested classes:
+  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
+  /**
+   * Index data structure for a field; Contains the tokenized term texts and
+   * their positions.
+   */
+  private static final class Info implements Serializable {
+    
+    /**
+     * Term strings and their positions for this field: Map <String
+     * termText, ArrayIntList positions>
+     */
+    private final HashMap<String,ArrayIntList> terms; 
+    
+    /** Terms sorted ascending by term text; computed on demand */
+    private transient Map.Entry<String,ArrayIntList>[] sortedTerms;
+    
+    /** Number of added tokens for this field */
+    private final int numTokens;
+    
+    /** Number of overlapping tokens for this field */
+    private final int numOverlapTokens;
+    
+    /** Boost factor for hits for this field */
+    private final float boost;
+
+    /** Term for this field's fieldName, lazily computed on demand */
+    public transient Term template;
+
+    private static final long serialVersionUID = 2882195016849084649L;  
+
+    public Info(HashMap<String,ArrayIntList> terms, int numTokens, int numOverlapTokens, float boost) {
+      this.terms = terms;
+      this.numTokens = numTokens;
+      this.numOverlapTokens = numOverlapTokens;
+      this.boost = boost;
+    }
+    
+    /**
+     * Sorts hashed terms into ascending order, reusing memory along the
+     * way. Note that sorting is lazily delayed until required (often it's
+     * not required at all). If a sorted view is required then hashing +
+     * sort + binary search is still faster and smaller than TreeMap usage
+     * (which would be an alternative and somewhat more elegant approach,
+     * apart from more sophisticated Tries / prefix trees).
+     */
+    public void sortTerms() {
+      if (sortedTerms == null) sortedTerms = sort(terms);
+    }
+        
+    /** note that the frequency can be calculated as numPosition(getPositions(x)) */
+    public ArrayIntList getPositions(String term) {
+      return terms.get(term);
+    }
+
+    /** note that the frequency can be calculated as numPosition(getPositions(x)) */
+    public ArrayIntList getPositions(int pos) {
+      return sortedTerms[pos].getValue();
+    }
+    
+    public float getBoost() {
+      return boost;
+    }
+    
+  }
+  
+  
+  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
+  // Nested classes:
+  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
+  /**
+   * Efficient resizable auto-expanding list holding <code>int</code> elements;
+   * implemented with arrays.
+   */
+  private static final class ArrayIntList implements Serializable {
+
+    private int[] elements;
+    private int size = 0;
+    
+    private static final long serialVersionUID = 2282195016849084649L;  
+      
+    public ArrayIntList() {
+      this(10);
+    }
+
+    public ArrayIntList(int initialCapacity) {
+      elements = new int[initialCapacity];
+    }
+
+    public void add(int elem) {
+      if (size == elements.length) ensureCapacity(size + 1);
+      elements[size++] = elem;
+    }
+
+    public void add(int pos, int start, int end) {
+      if (size + 3 > elements.length) ensureCapacity(size + 3);
+      elements[size] = pos;
+      elements[size+1] = start;
+      elements[size+2] = end;
+      size += 3;
+    }
+
+    public int get(int index) {
+      if (index >= size) throwIndex(index);
+      return elements[index];
+    }
+    
+    public int size() {
+      return size;
+    }
+    
+    public int[] toArray(int stride) {
+      int[] arr = new int[size() / stride];
+      if (stride == 1) {
+        System.arraycopy(elements, 0, arr, 0, size); // fast path
+      } else { 
+        for (int i=0, j=0; j < size; i++, j += stride) arr[i] = elements[j];
+      }
+      return arr;
+    }
+    
+    private void ensureCapacity(int minCapacity) {
+      int newCapacity = Math.max(minCapacity, (elements.length * 3) / 2 + 1);
+      int[] newElements = new int[newCapacity];
+      System.arraycopy(elements, 0, newElements, 0, size);
+      elements = newElements;
+    }
+
+    private void throwIndex(int index) {
+      throw new IndexOutOfBoundsException("index: " + index
+            + ", size: " + size);
+    }
+    
+    /** returns the first few positions (without offsets); debug only */
+    public String toString(int stride) {
+      int s = size() / stride;
+      int len = Math.min(10, s); // avoid printing huge lists
+      StringBuilder buf = new StringBuilder(4*len);
+      buf.append("[");
+      for (int i = 0; i < len; i++) {
+        buf.append(get(i*stride));
+        if (i < len-1) buf.append(", ");
+      }
+      if (len != s) buf.append(", ..."); // and some more...
+      buf.append("]");
+      return buf.toString();
+    }   
+  }
+  
+  
+  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
+  // Nested classes:
+  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
+  private static final Term MATCH_ALL_TERM = new Term("");
+    
+  /**
+   * Search support for Lucene framework integration; implements all methods
+   * required by the Lucene IndexReader contracts.
+   */
+  private final class MemoryIndexReader extends IndexReader {
+    
+    private Searcher searcher; // needed to find searcher.getSimilarity() 
+    
+    private MemoryIndexReader() {
+      super(); // avoid as much superclass baggage as possible
+      readerFinishedListeners = Collections.synchronizedSet(new HashSet<ReaderFinishedListener>());
+    }
+    
+    private Info getInfo(String fieldName) {
+      return fields.get(fieldName);
+    }
+    
+    private Info getInfo(int pos) {
+      return sortedFields[pos].getValue();
+    }
+    
+    @Override
+    public int docFreq(Term term) {
+      Info info = getInfo(term.field());
+      int freq = 0;
+      if (info != null) freq = info.getPositions(term.text()) != null ? 1 : 0;
+      if (DEBUG) System.err.println("MemoryIndexReader.docFreq: " + term + ", freq:" + freq);
+      return freq;
+    }
+  
+    @Override
+    public TermEnum terms() {
+      if (DEBUG) System.err.println("MemoryIndexReader.terms()");
+      return terms(MATCH_ALL_TERM);
+    }
+    
+    @Override
+    public TermEnum terms(Term term) {
+      if (DEBUG) System.err.println("MemoryIndexReader.terms: " + term);
+  
+      int i; // index into info.sortedTerms
+      int j; // index into sortedFields
+      
+      sortFields();
+      if (sortedFields.length == 1 && sortedFields[0].getKey() == term.field()) {
+        j = 0; // fast path
+      } else {
+        j = Arrays.binarySearch(sortedFields, term.field(), termComparator);
+      }
+      
+      if (j < 0) { // not found; choose successor
+        j = -j -1; 
+        i = 0;
+        if (j < sortedFields.length) getInfo(j).sortTerms();
+      } else { // found
+        Info info = getInfo(j);
+        info.sortTerms();
+        i = Arrays.binarySearch(info.sortedTerms, term.text(), termComparator);
+        if (i < 0) { // not found; choose successor
+          i = -i -1;
+          if (i >= info.sortedTerms.length) { // move to next successor
+            j++;
+            i = 0;
+            if (j < sortedFields.length) getInfo(j).sortTerms();
+          }
+        }
+      }
+      final int ix = i;
+      final int jx = j;
+  
+      return new TermEnum() {
+  
+        private int srtTermsIdx = ix; // index into info.sortedTerms
+        private int srtFldsIdx = jx; // index into sortedFields
+          
+        @Override
+        public boolean next() {
+          if (DEBUG) System.err.println("TermEnum.next");
+          if (srtFldsIdx >= sortedFields.length) return false;
+          Info info = getInfo(srtFldsIdx);
+          if (++srtTermsIdx < info.sortedTerms.length) return true;
+  
+          // move to successor
+          srtFldsIdx++;
+          srtTermsIdx = 0;
+          if (srtFldsIdx >= sortedFields.length) return false;
+          getInfo(srtFldsIdx).sortTerms();
+          return true;
+        }
+  
+        @Override
+        public Term term() {
+          if (DEBUG) System.err.println("TermEnum.term: " + srtTermsIdx);
+          if (srtFldsIdx >= sortedFields.length) return null;
+          Info info = getInfo(srtFldsIdx);
+          if (srtTermsIdx >= info.sortedTerms.length) return null;
+//          if (DEBUG) System.err.println("TermEnum.term: " + i + ", " + info.sortedTerms[i].getKey());
+          return createTerm(info, srtFldsIdx, info.sortedTerms[srtTermsIdx].getKey());
+        }
+        
+        @Override
+        public int docFreq() {
+          if (DEBUG) System.err.println("TermEnum.docFreq");
+          if (srtFldsIdx >= sortedFields.length) return 0;
+          Info info = getInfo(srtFldsIdx);
+          if (srtTermsIdx >= info.sortedTerms.length) return 0;
+          return numPositions(info.getPositions(srtTermsIdx));
+        }
+  
+        @Override
+        public void close() {
+          if (DEBUG) System.err.println("TermEnum.close");
+        }
+        
+        /** Returns a new Term object, minimizing String.intern() overheads. */
+        private Term createTerm(Info info, int pos, String text) { 
+          // Assertion: sortFields has already been called before
+          Term template = info.template;
+          if (template == null) { // not yet cached?
+            String fieldName = sortedFields[pos].getKey();
+            template = new Term(fieldName);
+            info.template = template;
+          }
+          
+          return template.createTerm(text);
+        }
+        
+      };
+    }
+  
+    @Override
+    public TermPositions termPositions() {
+      if (DEBUG) System.err.println("MemoryIndexReader.termPositions");
+      
+      return new TermPositions() {
+  
+        private boolean hasNext;
+        private int cursor = 0;
+        private ArrayIntList current;
+        private Term term;
+        
+        public void seek(Term term) {
+          this.term = term;
+          if (DEBUG) System.err.println(".seek: " + term);
+          if (term == null) {
+            hasNext = true;  // term==null means match all docs
+          } else {
+            Info info = getInfo(term.field());
+            current = info == null ? null : info.getPositions(term.text());
+            hasNext = (current != null);
+            cursor = 0;
+          }
+        }
+  
+        public void seek(TermEnum termEnum) {
+          if (DEBUG) System.err.println(".seekEnum");
+          seek(termEnum.term());
+        }
+  
+        public int doc() {
+          if (DEBUG) System.err.println(".doc");
+          return 0;
+        }
+  
+        public int freq() {
+          int freq = current != null ? numPositions(current) : (term == null ? 1 : 0);
+          if (DEBUG) System.err.println(".freq: " + freq);
+          return freq;
+        }
+  
+        public boolean next() {
+          if (DEBUG) System.err.println(".next: " + current + ", oldHasNext=" + hasNext);
+          boolean next = hasNext;
+          hasNext = false;
+          return next;
+        }
+  
+        public int read(int[] docs, int[] freqs) {
+          if (DEBUG) System.err.println(".read: " + docs.length);
+          if (!hasNext) return 0;
+          hasNext = false;
+          docs[0] = 0;
+          freqs[0] = freq();
+          return 1;
+        }
+  
+        public boolean skipTo(int target) {
+          if (DEBUG) System.err.println(".skipTo: " + target);
+          return next();
+        }
+  
+        public void close() {
+          if (DEBUG) System.err.println(".close");
+        }
+        
+        public int nextPosition() { // implements TermPositions
+          int pos = current.get(cursor);
+          cursor += stride;
+          if (DEBUG) System.err.println(".nextPosition: " + pos);
+          return pos;
+        }
+        
+        /**
+         * Not implemented.
+         * @throws UnsupportedOperationException
+         */
+        public int getPayloadLength() {
+          throw new UnsupportedOperationException();
+        }
+         
+        /**
+         * Not implemented.
+         * @throws UnsupportedOperationException
+         */
+        public byte[] getPayload(byte[] data, int offset) throws IOException {
+          throw new UnsupportedOperationException();
+        }
+
+        public boolean isPayloadAvailable() {
+          // unsuported
+          return false;
+        }
+
+      };
+    }
+  
+    @Override
+    public TermDocs termDocs() {
+      if (DEBUG) System.err.println("MemoryIndexReader.termDocs");
+      return termPositions();
+    }
+  
+    @Override
+    public TermFreqVector[] getTermFreqVectors(int docNumber) {
+      if (DEBUG) System.err.println("MemoryIndexReader.getTermFreqVectors");
+      TermFreqVector[] vectors = new TermFreqVector[fields.size()];
+//      if (vectors.length == 0) return null;
+      Iterator<String> iter = fields.keySet().iterator();
+      for (int i=0; i < vectors.length; i++) {
+        vectors[i] = getTermFreqVector(docNumber, iter.next());
+      }
+      return vectors;
+    }
+
+      @Override
+      public void getTermFreqVector(int docNumber, TermVectorMapper mapper) throws IOException
+      {
+          if (DEBUG) System.err.println("MemoryIndexReader.getTermFreqVectors");
+
+    //      if (vectors.length == 0) return null;
+          for (final String fieldName : fields.keySet())
+          {
+            getTermFreqVector(docNumber, fieldName, mapper);
+          }
+      }
+
+      @Override
+      public void getTermFreqVector(int docNumber, String field, TermVectorMapper mapper) throws IOException
+      {
+        if (DEBUG) System.err.println("MemoryIndexReader.getTermFreqVector");
+        final Info info = getInfo(field);
+          if (info == null){
+              return;
+          }
+          info.sortTerms();
+          mapper.setExpectations(field, info.sortedTerms.length, stride != 1, true);
+          for (int i = info.sortedTerms.length; --i >=0;){
+
+              ArrayIntList positions = info.sortedTerms[i].getValue();
+              int size = positions.size();
+              org.apache.lucene.index.TermVectorOffsetInfo[] offsets =
+                new org.apache.lucene.index.TermVectorOffsetInfo[size / stride];
+
+              for (int k=0, j=1; j < size; k++, j += stride) {
+                int start = positions.get(j);
+                int end = positions.get(j+1);
+                offsets[k] = new org.apache.lucene.index.TermVectorOffsetInfo(start, end);
+              }
+              mapper.map(info.sortedTerms[i].getKey(),
+                         numPositions(info.sortedTerms[i].getValue()),
+                         offsets, (info.sortedTerms[i].getValue()).toArray(stride));
+          }
+      }
+
+      @Override
+      public TermFreqVector getTermFreqVector(int docNumber, final String fieldName) {
+      if (DEBUG) System.err.println("MemoryIndexReader.getTermFreqVector");
+      final Info info = getInfo(fieldName);
+      if (info == null) return null; // TODO: or return empty vector impl???
+      info.sortTerms();
+      
+      return new TermPositionVector() { 
+  
+        private final Map.Entry<String,ArrayIntList>[] sortedTerms = info.sortedTerms;
+        
+        public String getField() {
+          return fieldName;
+        }
+  
+        public int size() {
+          return sortedTerms.length;
+        }
+  
+        public String[] getTerms() {
+          String[] terms = new String[sortedTerms.length];
+          for (int i=sortedTerms.length; --i >= 0; ) {
+            terms[i] = sortedTerms[i].getKey();
+          }
+          return terms;
+        }
+  
+        public int[] getTermFrequencies() {
+          int[] freqs = new int[sortedTerms.length];
+          for (int i=sortedTerms.length; --i >= 0; ) {
+            freqs[i] = numPositions(sortedTerms[i].getValue());
+          }
+          return freqs;
+        }
+  
+        public int indexOf(String term) {
+          int i = Arrays.binarySearch(sortedTerms, term, termComparator);
+          return i >= 0 ? i : -1;
+        }
+  
+        public int[] indexesOf(String[] terms, int start, int len) {
+          int[] indexes = new int[len];
+          for (int i=0; i < len; i++) {
+            indexes[i] = indexOf(terms[start++]);
+          }
+          return indexes;
+        }
+        
+        // lucene >= 1.4.3
+        public int[] getTermPositions(int index) {
+          return sortedTerms[index].getValue().toArray(stride);
+        } 
+        
+        // lucene >= 1.9 (remove this method for lucene-1.4.3)
+        public org.apache.lucene.index.TermVectorOffsetInfo[] getOffsets(int index) {
+          if (stride == 1) return null; // no offsets stored
+          
+          ArrayIntList positions = sortedTerms[index].getValue();
+          int size = positions.size();
+          org.apache.lucene.index.TermVectorOffsetInfo[] offsets = 
+            new org.apache.lucene.index.TermVectorOffsetInfo[size / stride];
+          
+          for (int i=0, j=1; j < size; i++, j += stride) {
+            int start = positions.get(j);
+            int end = positions.get(j+1);
+            offsets[i] = new org.apache.lucene.index.TermVectorOffsetInfo(start, end);
+          }
+          return offsets;
+        }
+
+      };
+    }
+
+    private Similarity getSimilarity() {
+      if (searcher != null) return searcher.getSimilarity();
+      return Similarity.getDefault();
+    }
+    
+    private void setSearcher(Searcher searcher) {
+      this.searcher = searcher;
+    }
+    
+    /** performance hack: cache norms to avoid repeated expensive calculations */
+    private byte[] cachedNorms;
+    private String cachedFieldName;
+    private Similarity cachedSimilarity;
+    
+    @Override
+    public byte[] norms(String fieldName) {
+      byte[] norms = cachedNorms;
+      Similarity sim = getSimilarity();
+      if (fieldName != cachedFieldName || sim != cachedSimilarity) { // not cached?
+        Info info = getInfo(fieldName);
+        int numTokens = info != null ? info.numTokens : 0;
+        int numOverlapTokens = info != null ? info.numOverlapTokens : 0;
+        float boost = info != null ? info.getBoost() : 1.0f; 
+        FieldInvertState invertState = new FieldInvertState(0, numTokens, numOverlapTokens, 0, boost);
+        float n = sim.computeNorm(fieldName, invertState);
+        byte norm = sim.encodeNormValue(n);
+        norms = new byte[] {norm};
+        
+        // cache it for future reuse
+        cachedNorms = norms;
+        cachedFieldName = fieldName;
+        cachedSimilarity = sim;
+        if (DEBUG) System.err.println("MemoryIndexReader.norms: " + fieldName + ":" + n + ":" + norm + ":" + numTokens);
+      }
+      return norms;
+    }
+  
+    @Override
+    public void norms(String fieldName, byte[] bytes, int offset) {
+      if (DEBUG) System.err.println("MemoryIndexReader.norms*: " + fieldName);
+      byte[] norms = norms(fieldName);
+      System.arraycopy(norms, 0, bytes, offset, norms.length);
+    }
+  
+    @Override
+    protected void doSetNorm(int doc, String fieldName, byte value) {
+      throw new UnsupportedOperationException();
+    }
+  
+    @Override
+    public int numDocs() {
+      if (DEBUG) System.err.println("MemoryIndexReader.numDocs");
+      return fields.size() > 0 ? 1 : 0;
+    }
+  
+    @Override
+    public int maxDoc() {
+      if (DEBUG) System.err.println("MemoryIndexReader.maxDoc");
+      return 1;
+    }
+  
+    @Override
+    public Document document(int n) {
+      if (DEBUG) System.err.println("MemoryIndexReader.document");
+      return new Document(); // there are no stored fields
+    }
+
+    //When we convert to JDK 1.5 make this Set<String>
+    @Override
+    public Document document(int n, FieldSelector fieldSelector) throws IOException {
+      if (DEBUG) System.err.println("MemoryIndexReader.document");
+      return new Document(); // there are no stored fields
+    }
+
+    @Override
+    public boolean isDeleted(int n) {
+      if (DEBUG) System.err.println("MemoryIndexReader.isDeleted");
+      return false;
+    }
+  
+    @Override
+    public boolean hasDeletions() {
+      if (DEBUG) System.err.println("MemoryIndexReader.hasDeletions");
+      return false;
+    }
+  
+    @Override
+    protected void doDelete(int docNum) {
+      throw new UnsupportedOperationException();
+    }
+  
+    @Override
+    protected void doUndeleteAll() {
+      throw new UnsupportedOperationException();
+    }
+  
+    @Override
+    protected void doCommit(Map<String,String> commitUserData) {
+      if (DEBUG) System.err.println("MemoryIndexReader.doCommit");
+    }
+  
+    @Override
+    protected void doClose() {
+      if (DEBUG) System.err.println("MemoryIndexReader.doClose");
+    }
+    
+    // lucene >= 1.9 (remove this method for lucene-1.4.3)
+    @Override
+    public Collection<String> getFieldNames(FieldOption fieldOption) {
+      if (DEBUG) System.err.println("MemoryIndexReader.getFieldNamesOption");
+      if (fieldOption == FieldOption.UNINDEXED) 
+        return Collections.<String>emptySet();
+      if (fieldOption == FieldOption.INDEXED_NO_TERMVECTOR) 
+        return Collections.<String>emptySet();
+      if (fieldOption == FieldOption.TERMVECTOR_WITH_OFFSET && stride == 1) 
+        return Collections.<String>emptySet();
+      if (fieldOption == FieldOption.TERMVECTOR_WITH_POSITION_OFFSET && stride == 1) 
+        return Collections.<String>emptySet();
+      
+      return Collections.unmodifiableSet(fields.keySet());
+    }
+  }
+
+  
+  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
+  // Nested classes:
+  ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
+  private static final class VM {
+        
+    public static final int PTR = Constants.JRE_IS_64BIT ? 8 : 4;    
+
+    // bytes occupied by primitive data types
+    public static final int BOOLEAN = 1;
+    public static final int BYTE = 1;
+    public static final int CHAR = 2;
+    public static final int SHORT = 2;
+    public static final int INT = 4;
+    public static final int LONG = 8;
+    public static final int FLOAT = 4;
+    public static final int DOUBLE = 8;
+    
+    private static final int LOG_PTR = (int) Math.round(log2(PTR));
+    
+    /**
+     * Object header of any heap allocated Java object. 
+     * ptr to class, info for monitor, gc, hash, etc.
+     */
+    private static final int OBJECT_HEADER = 2*PTR; 
+
+    private VM() {} // not instantiable
+
+    //  assumes n > 0
+    //  64 bit VM:
+    //    0     --> 0*PTR
+    //    1..8  --> 1*PTR
+    //    9..16 --> 2*PTR
+    private static int sizeOf(int n) {
+        return (((n-1) >> LOG_PTR) + 1) << LOG_PTR;
+    }
+    
+    public static int sizeOfObject(int n) {
+        return sizeOf(OBJECT_HEADER + n);        
+    }
+    
+    public static int sizeOfObjectArray(int len) {
+        return sizeOfObject(INT + PTR*len);        
+    }
+    
+    public static int sizeOfCharArray(int len) {
+        return sizeOfObject(INT + CHAR*len);        
+    }
+    
+    public static int sizeOfIntArray(int len) {
+        return sizeOfObject(INT + INT*len);        
+    }
+    
+    public static int sizeOfString(int len) {
+        return sizeOfObject(3*INT + PTR) + sizeOfCharArray(len);
+    }
+    
+    public static int sizeOfHashMap(int len) {
+        return sizeOfObject(4*PTR + 4*INT) + sizeOfObjectArray(len) 
+            + len * sizeOfObject(3*PTR + INT); // entries
+    }
+    
+    // note: does not include referenced objects
+    public static int sizeOfArrayList(int len) {
+        return sizeOfObject(PTR + 2*INT) + sizeOfObjectArray(len); 
+    }
+    
+    public static int sizeOfArrayIntList(int len) {
+        return sizeOfObject(PTR + INT) + sizeOfIntArray(len);
+    }
+    
+    /** logarithm to the base 2. Example: log2(4) == 2, log2(8) == 3 */
+    private static double log2(double value) {
+      return Math.log(value) / Math.log(2);
+    }
+        
+  }
+
+}