強烈建議先讀一下本公眾號《也淺談下分散式儲存要點》，對ES會有更好的認識。ES融合了倒排索引、行存、列存的諸多特點，已經不再是一個簡單的全文搜尋引擎。
ES是從廚房裡走出來的，原型是Shay Banon給妻子做的食譜搜尋引擎，一開始便充滿了愛的味道。
兒女情長什麼的，最影響程式設計師發揮了！
最終，ElasticSearch斬斷情愫，成為一個基於Lucene的分散式儲存。安裝後訪問其頁面，會顯示：”You Know, for Search“，這句平凡的語句無意中透露的自信，深於一切懷疑和平淡。
幾點說明
| 幾點說明 |
|---|
| 索引中的Type定義會引起諸多歧義，已經在6.0版本廢棄 |
| 作為搜尋時，是類實時性系統，寫入到讀取之間存在延遲，一般為1秒 ；但當作為儲存時，是RT的 |
| ES索引的分片數一旦確定不可改變，既成事實的Mapping也是 |
| 你優化了寫入，就可能干擾了查詢和可靠性，大多時候不可兼得 |
| 你會經常碰到OOM，顯然ES是記憶體大戶，缺乏這方面的保護 |
| ES沒有事務 |
基礎概念
ES是典型的分散式系統。包含一到多個記憶體型節點。有分片，也有副本，可靠性高，自適應能力強。ES採用多機並行能力來進行擴充套件，是建立在一系列層級資料結構上的。這些抽象作為一個全域性的路由表，存在於每個執行的例項上，給了ES強大的功能和擴充套件能力。
| 名詞 | 解釋 |
|---|---|
| Cluster | 叢集，有著統一的名稱。包含一個master節點，和落幹其他型別節點。一般為對等節點 |
| Node | 節點，ES執行例項，指定叢集中的任意一臺即可加入 |
| Index | 索引，邏輯名稱空間。類比DBMS中的庫 |
| Shard | 分片，每個索引包含一個或多個分片，用來將資料分佈在不同例項上 |
| Replica | 每個分片又分為主副本和從副本，用來保證HA和Failover。每一個replica為具體lucene例項 |
| Segment | 段，倒排索引的子集，會不斷的合併以減少資源佔用 |
| Document | 文件，為具體存放的某條記錄，比如某條訂單資訊 |
| Feild | 欄位，文件中的某個欄位，可以有不同的型別 |
索引型別
倒排索引
很多同學有一個誤解，以為ES是一個全文搜尋引擎，那麼就只有倒排索引這一種索引型別，那是錯的。資料在寫入es時，會產生多份資料用於不同查詢方式，使用的索引結構也不相同。
ES預設是對所有欄位進行索引的（也就是倒排索引），如果不需要，可以在mapping中將index屬性設定為no；如果欄位需要精確查詢，則設定為not_analyzed。
為了增加倒排索引的Term查詢速度，ES還專門做了Term index，它的本質是一棵Trie（字首）樹(使用FST技術壓縮)。
_all是一個特殊的欄位，可以根據某個關鍵詞，搜尋整個文件內容（而不是某個欄位)，這個預設是關閉的。
列式儲存
按照以上的倒排索引結構，查詢包含某個term的文件是非常迅捷的。如果要對這個欄位進行排序的話，倒排索引就捉襟見肘了，需要使用其他的儲存結構進行索引。
ES使用冗餘的方式進行解決這個問題，它儲存了另一份資料，也就是Doc Values。可以說Doc Values是一個列式儲存結構，適合排序、聚合操作等。放在記憶體中的fielddata功能和它類似，但沒有記憶體容量的限制，大資料量優先使用。
到此為止，ES已經預設按照不同的結構儲存了兩份資料了。但如果你不需要，還是可以禁用的。同樣是在mapping玩具中，給欄位賦予屬性"doc_values":false即可。
假如你用的是ELKB系列，倒排索引根本就沒用到。
行式儲存
而作為行存的_source欄位，以json方式儲存了原始文件。一般是不需要關閉的。但如果你的文件欄位比較多，根據搜尋後查出列表，再根據列表的資料到其他儲存獲取，那麼就可以將_source關掉。類似的，設定"_source"{"enabled":false}即可。
如果只想要幾個欄位被儲存，可以使用include。
"_source":{
"includes":["field1","field2"]
}
複製程式碼ES有太多的這種細化的自定義，不再詳敘。
寫入過程
找到分片
某個分片具體在哪個節點上，由ES自行決定。每個節點都快取了這些路由資訊，所以，你的請求傳送到任何一個ES節點上，都可以執行。
ES選擇的分片路由演算法是Hash，這決定了它的分片數一旦確定，不可更改。因為一旦變了，路由的資料就完全不正確了。
如果Request中指定了路由條件，則直接使用Request中的Routing，否則使用Mapping中配置的，如果Mapping中無配置，則使用預設的_id欄位值。
_id，使用ES自帶的生成器能較好的平均資料，使用自定義的id可能會產生資料傾斜。
shard = hash(routing) % number_of_primary_shards
複製程式碼剩下的，就是單機索引的事了。
單機Shard的寫入過程
ES的寫入效能可以很高（尤其是批量寫入），取決於你的配置。一個文件要寫入索引，直到讀可見，要經過一系列的緩衝和合並。我們拿ES官方部落格的一張圖來說明。
ES的底層儲存是Lucene，包含一系列的反向索引。這樣的一批索引的資訊就是上面提到的段（segment）。但記錄不會直接寫入段，而是先寫入一個緩衝區。
當緩衝區滿了，或者在緩衝區呆的夠久，達到了重新整理時間（劃重點），會一次性將緩衝區的內容寫進段中。這也是為什麼refresh_interval屬性的配置會嚴重的影響效能。如果你不要很高的實時性，不妨將其配置的大一點。
緩衝區預設使用堆空間的10%，最小值為48mb（針對於分片的）。如果你的索引多且寫入重，這部分記憶體的佔用是可觀的，可以適當加大。
問題是Segment是不可變的，刪除、更新操作，並不能在原來的段上進行。ES對待所有的操作都是相似的，並不區別對待，刪除和更新，有著和寫入一樣的mege過程。這會生成大量的段，每個段會佔用一個檔案控制程式碼，會浪費大量資源。ES有專門的程式負責段的自動合併，我們不需要手動干涉。
段的合併會浪費大量的I/O和CPU資源，有tiered（預設)、log_byte_size、
log_doc三種合併策略，每種策略都有各自的配置引數。可惜的是，索引一旦確定，策略就不能更改了。調整這些引數，大多情況下效果顯著。
常用的配置引數是執行歸併的執行緒數，max_bytes_per_sec已經不再使用了。
index.merge.scheduler.max_thread_count
複製程式碼如果你的I/O過重，可以適量減少此值的大小。
即然是先寫到緩衝區，就有丟的可能，比如突然斷電。為了解決此問題，ES在寫Buffer的同時，也將資料寫入一個叫做translog的檔案。這個檔案是順序寫，所以速度比較快。translog是故障恢復時，回放故障發生前夕資料的唯一途徑。這些資料，沒有機會能夠寫入到Lucene中。
將translog的寫入週期改成async的，而不是基於請求的，會顯著減少I/O佔用。
作業系統在將磁碟寫入檔案時，也會有相應的buffer cache，這與其他DB如MySQL、PG的工作方式是一樣的，使用fsync保證檔案能夠刷到磁碟上，不多描述。
節點型別
ES按照不同的用途和場景，劃分了不同的節點型別。
Master Node 有資格被選擇為主節點，然後控制整個叢集
Data Node 該節點能夠儲存資料和執行操作
Tribe Node 部落節點，可以連線多個叢集，對外提供統一的入口
Ingest Node 定義一個pipeline來處理資料，可以替代logstash中的某些功能
客戶端節點 不儲存資料也不協調叢集，僅響應使用者請求，將其傳送到其他節點
End
ES通過冗餘多份資料達到不同的用途，開箱即用。開箱即用的意思也就是認識成本低，學習成本大，先把你吸引進門再說。
ES不是一匹好馴服的野馬。通常，它並不像官方和其他PPT宣傳的那樣無所不能，你可能經常在OOM和分片移動中度日。
希望在使用ES之前，能夠了解它的一些底層設計結構。這樣，在遇到一些瓶頸的限制以後，能夠了解到它為什麼有這樣或者那樣的反應；另外在做一些解決方案的時候，能夠多給自己一點底氣。
不過話說回來，上得了廳房，下得了廚房的女人，大家還是都喜歡～