面试题答案
一键面试1. 版本控制机制
- 原理：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。当协调节点收到写请求，它会将版本号与文档当前版本进行比较。如果版本匹配，更新操作被执行，同时版本号再次递增；若不匹配，则更新失败。例如，假设文档初始版本为1，客户端A和客户端B同时尝试更新该文档。协调节点先处理客户端A的请求，版本号变为2 。此时客户端B的请求到达，由于其携带的版本号仍为1，与当前版本2不匹配，更新失败。
- 场景应用：适用于高并发读写场景。在多客户端同时尝试修改同一文档时，通过版本控制能确保只有最新版本的修改被应用，避免数据覆盖导致的不一致。
- 优势：简单高效，以轻量级的方式解决并发更新冲突问题，有效保证单个文档数据的一致性。
2. 副本同步机制
- 原理：Elasticsearch 中的每个主分片都有对应的副本分片。当主分片数据发生变化时，会将变更操作同步到副本分片。例如，当一个文档在主分片上被更新，主分片会将这个更新操作以日志形式记录（如写前日志 WAL ），并将更新请求发送给副本分片。副本分片收到请求后，按照相同步骤执行更新，保证与主分片数据一致。
- 场景应用：主要用于节点故障恢复场景。当协调节点故障恢复后，它可以从副本分片中获取最新的数据状态，重新构建与其他节点一致的状态。
- 优势：提供数据冗余，增强系统容错性。即使主分片所在节点故障，副本分片也能提供数据，且通过同步机制保证副本与主分片数据的一致性，从而确保整个集群数据的一致性。
3. 一致性协议（如 Quorum 机制）
- 原理：在执行写操作时，Elasticsearch 要求必须有一定数量（Quorum ）的分片副本确认写入成功，写操作才被认为成功。默认情况下，Quorum 的计算公式为
int((primary + number_of_replicas) / 2) + 1。例如，一个索引有1个主分片和2个副本分片，那么 Quorum 值为int((1 + 2) / 2) + 1 = 2，即需要至少2个分片（可以是主分片加一个副本分片，或者两个副本分片）确认写入，写操作才成功。 - 场景应用：用于保证数据写入时的一致性。在网络分区等复杂情况下，通过 Quorum 机制确保只有大多数节点认可的写操作才生效，避免脑裂问题导致的数据不一致。
- 优势：通过多数节点确认的方式，增强数据写入的可靠性和一致性，有效应对网络故障等复杂情况。
4. 故障恢复流程中的一致性保障
- 故障检测：节点之间通过定期的心跳机制来检测彼此状态。当协调节点故障时，其他节点会在一定时间内未收到心跳后，判定其故障。
- 重新选举：如果故障节点是主协调节点，集群会触发重新选举机制。选举过程基于法定人数投票，确保选出的新协调节点能代表大多数节点的状态。新协调节点选举出来后，会从其他正常节点同步状态信息。
- 数据同步：新协调节点从副本分片或者其他有最新数据的节点处同步数据。它会检查每个分片的版本号等元数据信息，根据版本控制和副本同步机制，获取并应用最新的数据变更，从而保证自身数据与其他节点一致。
通过以上多种机制协同工作，Elasticsearch 在分布式环境下的协调节点故障恢复过程中，能有效保证数据的一致性。不同机制在不同场景下各有优势，共同构建了一个高可用、数据一致的分布式搜索系统。