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Elasticsearch 的写入过程主要包括以下几个步骤:
- 客户端请求:客户端向 Elasticsearch 发送写入请求,请求中包含要写入的文档数据。
- 路由与分片选择:Elasticsearch 根据文档的
_id
和索引的配置,确定文档应该写入哪个分片。 - 主分片写入:文档首先被写入到主分片中。
- 副本分片同步:主分片写入成功后,Elasticsearch 会将文档同步到副本分片。
- 确认写入:当主分片和副本分片都写入成功后,Elasticsearch 向客户端返回写入成功的响应。
本题详细解读
1. 客户端请求
客户端通过 REST API 或 Elasticsearch 客户端库向 Elasticsearch 发送写入请求。请求中通常包含以下信息:
- 索引名称
- 文档类型(在 Elasticsearch 7.x 及更高版本中,文档类型默认为
_doc
) - 文档的唯一标识符
_id
- 文档内容(JSON 格式)
2. 路由与分片选择
Elasticsearch 使用路由机制来确定文档应该写入哪个分片。默认情况下,Elasticsearch 使用文档的 _id
进行哈希计算,然后根据哈希值将文档分配到相应的分片。路由公式如下:
shard_num = hash(_routing) % num_primary_shards
其中,_routing
默认是文档的 _id
,num_primary_shards
是索引的主分片数量。
3. 主分片写入
文档首先被写入到主分片中。主分片是索引的主要数据存储单元,负责处理所有的写操作。写入过程包括以下步骤:
- 解析文档:Elasticsearch 解析客户端发送的文档内容,并将其转换为内部存储格式。
- 索引文档:将文档添加到倒排索引中,以便后续的搜索操作。
- 更新段:Elasticsearch 将文档写入到一个新的段(segment)中,段是 Lucene 索引的基本单位。
4. 副本分片同步
主分片写入成功后,Elasticsearch 会将文档同步到副本分片。副本分片是主分片的复制品,用于提高数据的可用性和容错性。同步过程如下:
- 发送副本请求:主分片向所有副本分片发送写入请求。
- 副本分片写入:每个副本分片接收到请求后,执行与主分片相同的写入操作。
- 确认同步:副本分片写入成功后,向主分片发送确认消息。
5. 确认写入
当主分片和所有副本分片都成功写入文档后,Elasticsearch 向客户端返回写入成功的响应。响应中包含以下信息:
_index
:文档所属的索引名称。_type
:文档类型(默认为_doc
)。_id
:文档的唯一标识符。_version
:文档的版本号,每次更新文档时版本号都会递增。result
:操作结果,通常为created
(新建文档)或updated
(更新文档)。
6. 写入过程的容错机制
Elasticsearch 提供了多种容错机制来确保数据的一致性和可靠性:
- 重试机制:如果某个副本分片写入失败,Elasticsearch 会自动重试,直到所有副本分片都成功写入或达到最大重试次数。
- 一致性级别:Elasticsearch 允许用户配置写入操作的一致性级别,例如
quorum
、all
等,以确保在特定数量的分片写入成功后才返回响应。 - 超时机制:如果写入操作在指定时间内未完成,Elasticsearch 会返回超时错误,客户端可以根据需要进行重试。
通过以上步骤,Elasticsearch 确保了文档的可靠写入和高可用性。