ElasticSearch搜索引擎:数据的写入流程

x33g5p2x  于2022-02-07 转载在 ElasticSearch  
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一、ElasticSearch 写数据的总体流程:

(1)ES 客户端选择一个节点 node 发送请求过去,这个节点就是协调节点 coordinating node 

(2)协调节点对 document 进行路由,通过 hash 算法计算出数据应该落在哪个分片 shard 上,然后根据节点上维护的 shard 信息,将请求转发到对应的实际处理节点node上
shard = hash(document_id) % (num_of_primary_shards),

(3)实际的节点上的 primary shard 主分片处理请求,然后将数据同步到副本节点 replica node 

(4)coordinating node 等到 primary node 和所有 replica node 都执行成功之后,就返回响应结果给客户端。

二、ES 的主分片写数据的详细流程:

1、refresh 操作:

primary shard 主分片先将数据写入 memory buffer,然后定时(默认每隔1s)将 memory buffer 中的数据写入一个新的 segment 文件中,并进入 Filesystem cache(同时清空 memory buffer),这个过程就叫做 refresh;每个 Segment 文件实际上是一些倒排索引的集合, 只有经历了 refresh 操作之后,这些数据才能变成可检索的。
ES 的近实时性:当数据存在 memory buffer 时是搜索不到的,只有数据被 refresh 到  Filesystem cache 之后才能被搜索到,而 refresh 是每秒一次, 所以称 es 是近实时的,或者可以通过手动调用 es 的 api 触发一次 refresh 操作,让数据马上可以被搜索到;

       上文讲到的 memory buffer,也称为 Indexing Buffer,这个区域默认的内存大小是 10% heap size。

2、写 translog 事务日志文件:

由于 memory Buffer 和 Filesystem Cache 都是基于内存,假设服务器宕机,那么数据就会丢失,所以 ES 通过 translog 日志文件来保证数据的可靠性,在数据写入 memory buffer 的同时,将数据写入 translog 日志文件中,在机器宕机重启时,es 会从磁盘中读取 translog 日志文件中最后一个提交点 commit point 之后的数据,恢复到 memory buffer 和 Filesystem cache 中去。
ES 数据丢失的问题:translog 也是先写入 Filesystem cache,然后默认每隔 5 秒刷一次到磁盘中,所以默认情况下,可能有 5 秒的数据会仅仅停留在 memory buffer 或者 translog 文件的 Filesystem cache中,而不在磁盘上,如果此时机器宕机,会丢失 5 秒钟的数据。也可以将 translog 设置成每次写操作必须是直接 fsync 到磁盘,但是性能会差很多。

3、flush 操作:

不断重复上面的步骤,translog 会变得越来越大,当 translog 文件默认每30分钟或者阈值超过 512M 时,就会触发flush 操作,将 memory buffer 中所有的数据写入新的 Segment 文件中, 并将内存中所有的 Segment 文件全部落盘,最后清空 translog 事务日志。

  • (1)将 memory buffer 中的数据 refresh 到 Filesystem Cache 中的一个新的 segment 文件中去,然后清空 memory buffer;

  • (2)创建一个新的 commit point(提交点),同时强行将 Filesystem Cache 中目前所有的数据都 fsync 到磁盘文件中;

  • (3)删除旧的 translog 日志文件并创建一个新的 translog 日志文件,此时 flush 操作完成
    ES 的 flush 操作主要通过以下几个参数控制:

  • index.translog.flush_threshold_period:每隔多长时间执行一次flush,默认30m

  • index.translog.flush_threshold_size:当事务日志大小到达此预设值,则执行flush,默认512mb

  • index.translog.flush_threshold_ops:当事务日志累积到多少条数据后flush一次。

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