面试题：ElasticSearch中PrimaryTerms和SequenceNumbers在SequenceIDs里的作用是什么

Question

请简要阐述在ElasticSearch的ElasticSearch SequenceIDs机制中，PrimaryTerms和SequenceNumbers分别起到什么样的作用，以及它们是如何相互协作来保证数据一致性的。

Answer 1

PrimaryTerms作用

• 故障恢复与主分片选举：PrimaryTerms用于标识主分片的任期。每当主分片发生故障，集群重新选举新的主分片时，PrimaryTerm就会递增。这确保了节点能够识别当前有效的主分片，避免旧的主分片副本在故障恢复后可能产生的数据冲突。例如，若节点A上的主分片发生故障，重新选举出节点B上的分片作为新主分片，此时PrimaryTerm会增加，节点A上的旧主分片副本就知道自己已不是最新主分片。
• 写入确认：在写入操作时，主分片会将PrimaryTerm包含在写入请求中。副本分片在接收到写入请求时，会检查PrimaryTerm。如果副本分片上的PrimaryTerm与请求中的不一致，说明可能存在主分片变更，副本分片会拒绝该写入请求，从而防止数据写入到过期的副本上。

SequenceNumbers作用

• 版本控制：SequenceNumbers是单调递增的序列号，用于记录每个文档的变更顺序。每个写入操作在主分片上执行成功后，SequenceNumber会递增。当副本分片接收来自主分片的写入请求时，会检查请求中的SequenceNumber是否比自己本地记录的大。如果是，则说明这是一个更新的操作，可以安全应用；否则，说明可能存在数据不一致，需要进行处理。
• 数据同步：在集群内数据同步过程中，SequenceNumbers帮助确定哪些数据是最新的。通过比较主分片和副本分片上的SequenceNumber，副本分片能够快速定位自己缺失的数据，从而从主分片拉取并同步最新数据。

协作保证数据一致性

1. 写入流程：当客户端发起写入请求到主分片时，主分片会分配一个新的SequenceNumber，并将当前的PrimaryTerm和SequenceNumber包含在写入请求中，一起发送给副本分片。副本分片接收到请求后，先检查PrimaryTerm是否与自己记录的一致，若一致，再检查SequenceNumber是否大于本地记录。只有两者都满足条件，副本分片才会应用该写入操作。
2. 故障恢复：在主分片故障恢复过程中，新选举出的主分片会携带更高的PrimaryTerm。旧主分片副本在接收到新主分片的写入请求时，由于PrimaryTerm不一致，会拒绝写入。新主分片会基于自己的SequenceNumber状态，向副本分片同步缺失的数据，确保所有副本分片与新主分片的数据一致。通过这种PrimaryTerms和SequenceNumbers相互配合的机制，ElasticSearch能够在分布式环境下有效地保证数据一致性。