面试题：ElasticSearch主分片恢复流程中遇到网络波动时的数据一致性保障机制

Question

假设在ElasticSearch主分片恢复过程中出现网络波动，可能导致部分数据传输中断或延迟，此时ElasticSearch是如何确保数据一致性的？请详细分析其应对策略和相关技术原理。

Answer 1

1. 数据复制与冗余
   • 原理：Elasticsearch通过将每个索引的数据划分为多个主分片，并且为每个主分片创建多个副本分片。当主分片进行恢复时，副本分片可以作为数据的备份源。
   • 应对策略：如果在主分片恢复过程中因网络波动导致数据传输问题，Elasticsearch可以从副本分片获取缺失或延迟的数据。例如，假设主分片在恢复部分数据时网络中断，它可以向对应的副本分片请求那些未成功传输的数据块，以补全数据，确保数据的完整性。
2. 版本控制
   • 原理：Elasticsearch为每个文档分配一个版本号。每次文档发生更改时，版本号都会递增。这个版本号用于跟踪文档的状态。
   • 应对策略：在主分片恢复过程中，当网络波动导致部分数据传输中断或延迟时，Elasticsearch会检查文档的版本号。如果从网络波动恢复后，主分片接收到的数据版本号不一致，它会根据版本号来判断是否需要重新传输数据或者合并数据。例如，如果主分片接收到的新数据版本号低于其已有的版本号（可能是由于网络延迟，旧数据后到达），则会忽略该数据，以保证数据的一致性。
3. 事务日志（Translog）
   • 原理：Elasticsearch使用事务日志来记录所有的写操作。事务日志是按顺序写入的，记录了对索引数据的每一次更改。
   • 应对策略：当主分片恢复过程中遇到网络波动，导致部分数据传输问题时，Elasticsearch可以通过重放事务日志来恢复丢失或未完全应用的更改。例如，在网络波动后，主分片重新启动恢复过程，它会读取事务日志，找到那些在网络波动期间开始但未完成的写操作，并重新执行这些操作，确保数据的一致性。
4. 故障检测与重新同步
   • 原理：Elasticsearch的节点之间通过心跳机制进行通信，以检测节点和分片的健康状态。如果在主分片恢复过程中出现网络波动，节点可能会暂时失去与其他节点的连接。
   • 应对策略：当网络恢复后，节点会重新建立连接，并检测哪些分片在网络波动期间可能出现数据不一致的情况。对于主分片恢复过程中受影响的分片，Elasticsearch会发起重新同步操作。它会比较主分片和副本分片的数据状态，根据版本号、事务日志等信息，确定需要传输哪些数据来使主分片和副本分片的数据重新达到一致。