面试题：ElasticSearch MasterService与数据一致性保障

Question

当ElasticSearch集群中部分节点出现故障时，MasterService是如何确保数据一致性的？在这个过程中，MasterService的选举机制和状态管理机制分别起到了什么作用？请详细说明。

Answer 1

确保数据一致性的方式

当ElasticSearch集群中部分节点出现故障时，MasterService通过以下方式确保数据一致性：

1. 副本复制：Elasticsearch为每个分片提供多个副本。当主分片所在节点故障时，MasterService会将副本分片提升为主分片，以继续提供数据服务，同时会在其他可用节点上创建新的副本分片，保持副本数量满足配置要求，保证数据的冗余和一致性。
2. 版本控制：在对文档进行操作时，Elasticsearch使用版本号来确保数据一致性。每次文档更新，版本号都会递增。MasterService在处理写请求时，会检查版本号，若版本不一致则拒绝更新，防止数据冲突，保证数据的一致性。
3. 同步写操作：MasterService在处理写请求时，默认会等待所有指定的副本分片都确认写入成功后，才向客户端返回成功响应。这样可以确保数据在多个副本之间保持一致。

选举机制的作用

1. 确定主节点：MasterService的选举机制负责从集群中的节点选出一个主节点。选举过程基于Zen Discovery机制，节点通过比较节点ID、版本号等信息来确定主节点。只有成为主节点的节点才能对集群状态进行管理，如创建或删除索引、分配分片等操作。这确保了集群状态管理的唯一性和权威性，避免多个节点同时对集群状态进行修改导致数据不一致。
2. 故障恢复：当主节点出现故障时，选举机制会重新选举一个新的主节点。新主节点会接管故障主节点的工作，如重新分配因节点故障而丢失的分片等，保障集群的正常运行和数据一致性。

状态管理机制的作用

1. 集群状态维护：MasterService的状态管理机制负责维护整个集群的状态信息，包括节点信息、索引信息、分片分配等。集群状态以版本化的方式存储在每个节点上，主节点负责更新和广播集群状态的变更。当节点故障时，主节点通过更新集群状态来重新分配分片，确保数据的可用性和一致性。
2. 协调操作：状态管理机制协调集群内的各种操作，如创建索引、删除索引、添加节点、移除节点等。主节点根据集群状态决定如何执行这些操作，保证操作的正确性和一致性。例如，在添加新节点时，主节点会根据集群状态将分片分配到新节点上，以平衡集群负载并保证数据的冗余和一致性。