面试题：ElasticSearch 部分字段更新的并发控制

Question

当多个请求同时对 ElasticSearch 文档的部分字段进行更新时，可能会出现数据竞争问题。阐述如何通过版本控制和乐观锁机制来确保数据一致性，并说明 ElasticSearch 中相应的 API 如何使用。

Answer 1

版本控制与乐观锁机制确保数据一致性原理

1. 版本控制：Elasticsearch 为每个文档分配一个版本号，每次文档更新时版本号递增。当客户端获取文档时，也获取到文档的版本号。在更新文档时，客户端需要在请求中指定期望更新的版本号。如果当前文档的版本号与客户端指定的版本号一致，则更新操作成功，同时文档版本号递增；否则，更新失败，客户端需要重新获取最新版本的文档并再次尝试更新。
2. 乐观锁机制：乐观锁基于版本控制实现。乐观锁认为在大多数情况下，并发冲突不会发生，因此在更新时不进行锁的抢占，而是在更新前检查版本号。如果版本号匹配，说明在获取文档后没有其他进程修改过该文档，更新操作可以安全进行；如果版本号不匹配，则说明文档已被其他进程修改，更新操作失败。

ElasticSearch 中相应 API 的使用

1. 获取文档及其版本号：可以使用 GET 请求获取文档，例如：

GET /your_index/_doc/your_doc_id

响应中会包含 _version 字段，例如：

{
  "_index": "your_index",
  "_id": "your_doc_id",
  "_version": 1,
  "found": true,
  "_source": {
    // 文档内容
  }
}

2. 使用版本号进行更新：使用 POST 或 PUT 请求进行更新，并在请求中指定版本号。例如，使用 POST 请求更新部分字段：

POST /your_index/_update/your_doc_id?version=1
{
  "doc": {
    "field_to_update": "new_value"
  }
}

如果当前文档版本号为 1，更新操作会成功执行，并返回更新后的文档及新的版本号；如果版本号不一致，会返回错误，例如：

{
  "error": {
    "root_cause": [
      {
        "type": "version_conflict_engine_exception",
        "reason": "[your_doc_id]: version conflict, current version [2] is different than the one provided [1]",
        "index_uuid": "your_index_uuid",
        "shard": "0",
        "index": "your_index"
      }
    ],
    "type": "version_conflict_engine_exception",
    "reason": "[your_doc_id]: version conflict, current version [2] is different than the one provided [1]",
    "index_uuid": "your_index_uuid",
    "shard": "0",
    "index": "your_index"
  },
  "status": 409
}

此时客户端需要重新获取文档（包含最新版本号），修改后再次尝试更新。

通过这种方式，利用版本控制和乐观锁机制，在 Elasticsearch 中确保多个请求对文档部分字段更新时的数据一致性。