面试题答案
一键面试1. 触发分片伸缩操作的情况
- 节点增减：
- 增加节点：当向集群中添加新节点时，Elasticsearch 为了平衡负载，会自动将部分分片从负载较高的节点迁移到新节点上。例如，在一个有 3 个节点的集群中，每个节点存储部分分片，当添加第 4 个节点后，集群会将一些分片复制到新节点，以重新平衡数据分布。
- 减少节点：若集群中有节点下线，Elasticsearch 会感知到节点缺失，然后将该节点上的分片重新分配到其他存活节点上，确保数据的可用性和完整性。比如一个节点因硬件故障突然下线，集群会自动将该节点的分片迁移到其他节点。
- 负载均衡：
- CPU、内存等资源指标：如果某个节点的 CPU 使用率持续过高（如超过设定阈值 80%），或者内存使用率逼近上限（如超过 90%），Elasticsearch 会考虑将该节点上的部分分片迁移到其他资源较为空闲的节点，以平衡集群整体负载。
- I/O 负载：当节点的磁盘 I/O 负载过重，例如读写速度过慢影响到搜索性能时，也可能触发分片迁移，将部分 I/O 密集型的分片移动到 I/O 性能更好的节点。
- 索引数据量变化：
- 数据快速增长：当索引中的数据量快速增长，导致某个分片的数据量过大（例如超过了设定的单个分片数据量阈值，如 50GB），Elasticsearch 可能会对该分片进行拆分（称为 reindex 操作），将其数据分散到多个新的分片中，并重新分配到不同节点，以提高搜索性能。
- 数据大量删除：若索引中删除了大量数据，使得某些分片数据量过小，为了提高存储效率和集群性能，Elasticsearch 可能会合并这些小分片，将数据集中到更少的分片中，并重新调整分布。
2. 对集群性能的影响
- 伸缩过程中：
- 网络开销：分片的迁移涉及数据在节点间的传输，会占用网络带宽。特别是在大规模集群中，大量分片同时迁移时，可能会导致网络拥堵，影响集群内节点间的通信和搜索请求的响应速度。例如，在一个跨机房的集群中，分片从一个机房迁移到另一个机房，可能会因网络延迟和带宽限制，使得搜索请求响应时间变长。
- I/O 压力：节点在接收和存储迁移过来的分片数据时，会增加磁盘 I/O 负担。如果节点的磁盘性能不佳，可能会导致 I/O 瓶颈，影响整个节点的性能。例如，机械硬盘在处理大量数据写入时，可能会出现读写速度下降，进而影响节点对搜索请求的处理能力。
- 伸缩完成后：
- 性能提升：合理的分片伸缩能够有效平衡集群负载，提升整体性能。例如，将负载过高节点的分片迁移后，该节点的 CPU、内存等资源得到释放，能够更快地处理搜索请求，从而提高整个集群的搜索性能和吞吐量。
- 稳定性增强：通过及时调整分片分布，避免了因个别节点负载过重或故障而导致的集群性能急剧下降，增强了集群的稳定性和可用性。例如，当某个节点出现硬件故障下线后，及时将其分片迁移到其他节点，使得集群能够继续正常提供服务，减少了服务中断的风险。
3. 对数据分布的影响
- 均匀分布：分片弹性伸缩的主要目标之一是实现数据在集群节点间的均匀分布。无论是在节点增减、负载均衡还是索引数据量变化时触发的伸缩操作，最终都使得各个节点存储的数据量和负载相对均衡。例如，在添加新节点后，通过分片迁移，新节点会承载与其他节点大致相同数量和大小的分片，避免了某个节点数据量过大或过小的情况。
- 冗余备份：在分片迁移过程中，Elasticsearch 会确保数据的冗余备份满足设定的副本数要求。例如，若索引设置了 2 个副本，那么在分片迁移时，每个分片及其副本会被合理分配到不同节点，以保证数据的高可用性。即使某个节点出现故障，也能从其他节点的副本中获取数据。
- 数据一致性：虽然在伸缩过程中可能会出现短暂的数据不一致情况（如某个分片正在迁移，部分节点上的数据版本不同），但 Elasticsearch 内部有一套一致性机制（如基于版本号的冲突检测和解决），在伸缩完成后能够保证数据的最终一致性。例如，当分片迁移完成后，所有节点上的数据版本会达成一致，搜索结果也会保持一致。