ElasticSearch--分片的路由原理

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简介

本文介绍往ElasticSearch的索引中写入一条数据时，是如何路由到分片中的。

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原理概述

索引一条数据（一个文档）时，这条数据会被存储到一个主分片中。Elasticsearch 如何知道一条应该存放到哪个分片中呢？

首先这肯定不会是随机的，否则将来要获取文档的时候我们就不知道从何处寻找了。实际上，这个过程是根据下面这个公式决定的：

shard = hash(routing) % number_of_primary_shards

Routing 是一个可变值，默认是文档的_id，也可以设置成一个自定义的值。Routing 通过 Hash 函数生成一个数字，然后这个数字再除以 number_of_primary_shards （主分片的数量）后得到余数。这个余数在 0 到 number_of_primary_shards-1 之间，它就是我们所寻求的文档所在分片的位置。

这就是为什么创建好索引后就无法改变分片数量。因为如果数量变化了，所有之前路由的值都会无效，文档也再也找不到了。

在 ES 集群中，每个节点通过上面的计算公式都知道集群中的文档的存放位置，所以每个节点都有处理读写请求的能力。在一个写请求被发送到某个节点后，该节点即为协调节点，协调节点会根据路由公式计算出需要写到哪个分片上，再将请求转发到该分片的主分片节点上。

ES 为了提高写入的能力这个过程是并发写的，同时为了解决并发写的过程中数据冲突的问题，ES 通过乐观锁的方式控制，每个文档都有一个 _version （版本）号，当文档被修改时版本号递增。一旦所有的副本分片都报告写成功才会向协调节点报告成功，协调节点向客户端报告成功。

写数据示例

如上图所示，每个节点有5个分片，每个分片都在另一个节点上有一个副本。 

1. 客户端向节点1（协调节点）发送写请求，通过路由计算公式得到值为 1，则当前数据应被写到主分片（1（主）） 上。
2. 节点1将请求转发到主分片（1（主））所在的节点（节点2），节点2接受请求并写入到磁盘。
3. 并发将数据复制到副本分片（1（副））上，其中通过乐观并发控制数据的冲突。
4. 一旦所有的副本分片都报告成功，则节点2将向协调节点（节点1）报告成功
5. 协调节点（节点1）向客户端报告成功。