04、ES实战：路由+版本控制-程序员快看-教程，程序员编程资料站

一、路由

上一篇文章，我们练习文档删除的时候提到，如果新增文档的时候指定了路由，那么查询、更新、删除文档的时候也要使用指定的路由才能查得到。这篇文章就来讲一讲es的路由(routing)。

1.1、什么是路由

首先，es是一个分布式系统，当我们存储一个文档到es上，实际是保存到某一个主分片中，这个主分片可能是master节点也可能是slave节点，然后再保存到对应的副本分片中。而具体保存在哪个主分片，是通过下面这个公式来决定的：

shard = hash(routing) % number_of_primary_shards

这里routing就是路由，默认是文档的**_id**，通过hash函数生成一个数字，再除以number_of_primary_shards（主分片的数量）取余数，就能得到具体某一个分片。

这也解释了为什么我们要在创建索引的时候就确定好主分片的数量，并且不允许修改。因为一旦主分片的数量改变了，之前的所有路由都会无效，之前的数据也都找不回来了。

1.2、默认路由

前面说到es使用**_id**作为默认路由，我们来演示看看，首先新建一个索引，执行主分片数量为3，副本数量为0：

然后往routing中新增文档，文档_id定义为a：

PUT routing/_doc/a 
{
  "content":"routing-a"
}

新增文档之后，我们可以使用下面查询语句，查看文档具体是存放在哪个主分片上：

GET _cat/shards/routing?v

可以看到，slave01节点的分片0上文档数量变成1了，表示文档是被存到这里了。我们继续新增几个文档，也都会路由到不同的主分片上。

使用默认路由最大的优势是负载均衡，所有数据都会平均得分配到不同的主分片上，尽量避免产生热点数据。与此同时带来的问题是：查询时无法确认文档的具体位置，每次都要将请求广播到所有的分片上执行查询，将所有查询结果合并之后返回。如果分片数量过多（例如100个），且系统数据量过大时，就会带来性能问题。这时我们可以考虑使用自定义路由的方式进行优化。

1.3、自定义路由

自定义路由需要在新增文档的时候就进行指定，最简单的方式就是直接在URL上使用?routing=指定参数：

PUT routing/_doc/f?routing=amby

例如上面指定了routing参数为amby，那么查询、更新、删除文档的时候，也要指定routing，否则可能会查询不到结果报404。为什么说是可能呢，因为如果不指定routing，es默认是使用_id来查询，有可能出现默认_id计算出来的分片恰好等于指定routing计算出来的分片，就能查询到对应的数据。这种情况一般只有主分片数比较少时才有概率出现。

自定义路由后，后续的CRUD操作都应该加上路由，否则可能导致一份文档会被保存到多个分片上。我们可以通过设置来强制所有CRUD操作都带上路由参数，设置之后，不带路由参数的操作将会报错。注意，只能在新建索引的时候设置强制路由参数。

// 6.5.4版本
PUT routing
{
  "mappings": {
    "_doc": {
      "_routing": {
        "required": true
      }
    }
  }
}

// 7.0版本
PUT routing
{
  "mappings": {
    "_routing": {
      "required": true
    }
  }
}

1.4、优化路由的单点查询问题

自定义路由可能会导致索引分配不均，大量的索引路由到一个分片上，导致这个分片的索引和查询性能降低。为了解决这个问题，可以设置 routing_partition_size 参数。注意，这个参数同样只能在创建索引的时候设置。

PUT routing
{
  "settings": {
    "number_of_shards": 3,
    "number_of_replicas": 0,
    "routing_partition_size": 1
  },
  "mappings": {
    "_routing": {
      "required": true
    }
  }
}

这样routing将路由到一组分片，然后_id字段在决定文档保存到那一个分片上。由于这个原因，routing_partition_size的值必须是一个大于1但是小于number_of_shards设置的分片数量的一个整数。设置参数后具体公式如下：

shard_num = (hash(_routing) + hash(_id) % routing_partition_size) % num_primary_shards

索引一旦设置了routing_partition_size 后，join field将不能被创建了，同时索引中的所有mapping必须设置_routing为required的。

1.5、总结

当主分片数量不多，系统数据量不大时，使用默认路由就可以满足绝大多数业务场景。但如果主分片数量很大（例如100个）时，或数据量在PB级别以上时，可以考虑自定义路由的方式，加快查询检索的效率。具体的自定义规则应该由业务场景来决定，慎重考虑路由的字段，且进行必要的测试。

参考文档：

https://www.elastic.co/guide/cn/elasticsearch/guide/current/routing-value.html

https://www.cnblogs.com/libin2015/p/10653614.html

二、并发与版本控制

ElasticSearch是分布式系统，允许异步和并发，所以必须要保证并发执行时旧数据不会覆盖新数据。这里用到了乐观锁机制，es主要通过版本控制来实现。

2.1、什么是版本

还记得上一篇文章中，操作文档时返回的响应json中，都有如下三个版本属性：

_version 可以理解成文档的版本号，更新文档时，版本会自动加 1，属于单个文档。
_seq_no 可以理解成索引的版本号，也可以用来做版本控制，当索引中的任何文档新增、更新、删除时，都会自动加1，属于整个索引。
_primary_term 表示文档所在主分片的编号。

2.2、如何进行版本控制

2.2.1、内部版本

es自己维护的就是内部版本，维护操作不需要用户指定，底层自动进行操作：每份文档创建时版本号_version都赋值为1，之后每次更新操作，都会讲版本号自增1。在并发操作中，es要求version参数值必须等于当前文档的版本号_version，否则将返回409报错。

在es6.7之前，我们可以手动指定内部版本号：

// 使用version指定内部版本号。注意：在es6.7之前的版本有效，6.7之后不支持此方法
PUT version/_doc/1?version=1
{
  "content": "version-1"
}

注意：es6.7之后，已经不支持指定内部版本号的方式，执行上面语句会报错返回400，并提示使用if_seq_no和if_primary_term进行版本控制（后面有讲）。

2.2.2、外部版本

es还支持外部版本，通过version_type=external来指定使用外部版本号。版本号必须是大于0的整数，且小于9.2E+18（Java中long类型的正值）。外部版本的处理方式和内部版本有些不同：

version_type=external 检查当前**_version是否小于＜外部版本号，如果是使用外部版本号更新文档，否则返回409**报错。
version_type=external_gte 检查当前**_version是否小于或等于≤外部版本号，如果是则使用外部版本号更新文档，否则返回409**报错。

// 使用version和version_type指定外部版本号
PUT version/_doc/1?version=2&version_type=external
{
  "content": "version-2"
}

2.2.3、最新版本

在es6.7之后的版本，推荐使用if_seq_no和if_primary_term进行版本控制。要注意参数值必须等于所要更新文档的seq_no和primary_term。

// 使用if_seq_no和if_primary_term进行版本控制
PUT version/_doc/1?if_seq_no=5&if_primary_term=1
{
  "content": "version-3"
}

参考官方文档（旧版本）： https://www.elastic.co/guide/cn/elasticsearch/guide/current/optimistic-concurrency-control.html

版权声明：

本文仅记录ElasticSearch学习心得，如有侵权请联系删除。
更多内容请访问原创作者：
微信公众号：江南一点雨
B站：https://space.bilibili.com/49484631?from=search&seid=6136072956000981995