本篇為elasticsearch原始碼分析系列文章的第八篇，又到了我們深扒ElasticSearch原始碼的時候了:）
本篇開始將會詳細解釋Node例項化的過程，從Node例項化這個操作為源點，瞭解ElasticSearch的編碼思想,由於Node內容眾多，所以會分篇敘述。
Node概覽
前不久的分析中說到了，Node是ElasticSearch啟動的重中之重，一個Node代表在一個叢集(cluster.name)中的一個節點。為了使用客戶端對叢集進行操作，客戶端可以使用Node中的client()來取得org.elasticsearch.client.Client的例項。
任何時候，啟動一個elasticsearch例項都是啟動Node的一個例項，多個Node例項的集合叫做Cluster。
叢集中的節點預設都可以使用HTTP和Transport兩種方法通訊。transport的通訊可以使用Java TransportClient，而HTTP就只能使用Rest Client了。
叢集中的Node都能相互發現，並轉發請求到合適節點。而且每個Node會有以下的一個或多個作用：
- 通過設定node.master屬性值為true（true為預設值）被選舉為Master節點
- 通過設定node.Data屬性值為true（true為預設值）來充當資料節點，顧名思義，這種節點持有資料且能做資料的關聯操作
- 通過設定node.ingest屬性值為true（true為預設值）來充當ingest node。ingest node是5.0新增的特性，簡單點說就是elasticsearch內建的資料處理器，目前提供了convert，grok之類的操作，相信用過Logstash的同學一定不會陌生。
- 通過設定tribe.屬性來使node成為Tribe node*，它是一個特殊的客戶端，它可以連線多個叢集，在所有連線的叢集上執行搜尋和其他操作
Node類首先構造了三個Setting屬性，分別是：
| 屬性名 | key值 | 作用 |
|---|---|---|
| WRITE_PORTS_FILE_SETTING | node.portsfile | 用於控制是否將檔案寫入到包含給定傳輸型別埠的日誌目錄中 |
| NODE_DATA_SETTING | node.data | 使該node被選舉為data節點 |
| NODE_MASTER_SETTING | node.master | 使該node被選舉為master節點 |
| NODE_INGEST_SETTING | node.ingest | 使該node被選舉為ingest節點 |
| NODE_LOCAL_STORAGE_SETTING | local_storage | 控制節點是否需要持久化後設資料到磁碟，這和data node沒有必然聯絡，但是如果local_storage為false，node.data和node.master的值必須為false |
| NODE_NAME_SETTING | node.name | 節點名稱 |
| NODE_ATTRIBUTES | node.attr. | 新增gateway，zone，rack_id等引數key |
| BREAKER_TYPE_KEY | indices.breaker.type | 斷路器型別，提供引數有hierarchy，none兩種，主要是防止記憶體溢位後elasticsearch當機 |
Node例項化
三個Node的構造引數：
最重要的構造方法是：
protected Node(final Environment environment, Collection<Class<? extends Plugin>> classpathPlugins)
複製程式碼該構造方法所做的工作：
- 用當前節點名稱設定臨時Logger（因為後續可能節點名稱會變動所以設定成臨時Logger）
- 根據引數environment中的settings變數構造新的settings例項，新增預設的CLIENT_TYPE=”node”值。
- 用生成的新的settings例項和environment引數構建新的節點環境（NodeEnvironment）
- 構造plugins
- 載入LocalNodeFactory
- 構造ThreadPool，接收引數為setting和plugins的builder
- 構造scriptModule，analysisModule，settingsModule
- 通過pluginsService構造NetworkService
- 通過pluginsService構造ClusterPugins
- 構造IngestService
- 構造DiskThresholdMonitor
- 構造ClusterInfoService
- 構造UsageService
- 例項化ModulesBuilder
- 通過pluginsService構造SearchModule
- 通過settingsModule構造CircuitBreakerService
- 構造ActionModule
- 構造NamedXContentRegistry
- 構造MetaStateService
- 構造IndicesService
- 構造RestController
- 構造NetworkModule
- 構造MetaDataUpgrader
- 構造TransportService
- 構造ResponseCollectorService
- 構造SearchTransportService
- 構造DiscoveryModule
- 構造NodeService
- 向構造好的ModuleBuilder中新增所有需要的服務
- 通過ModuleBuilder得到Guice注入類
- 構件LifecycleComponent集合
- 初始化NodeClient
我們的原始碼解析也會按照這個流程來開展。
構建預設的Setting
在Node剛開始構造的時候，這個時候Node物件中還沒有存在Setting例項的，有的配置只有在BootStrap方法中傳過來的Environment例項，這個Envi的例項（environment）其實就是解析了啟動環境中若干的配置路徑（lib路徑，module路徑，logs路徑），在對environment的setting化後（呼叫Environment的settings()方法，就是對初始的環境變數標準化為Settings型別的物件），如下圖：
在構造完這個最初始版本的Settings後，程式碼檢視取得配置中的node.name，為什麼會在Node剛開始初始化的時候就去查詢node的name呢？在跟進原始碼後會知道，ElasticSearch這麼做是為了給Logger的例項增加marker這個引數，相信對log4j熟悉的同學會對這個引數很熟悉，merker是log4j中LayoutPattern的引數之一，作用是event元素中的標記元素，這種標記元素僅在日誌訊息中使用標記時出現，且具有繼承性。如下圖：
當然如果配置了node.name,且在log4j.properties中配置了屬性appender.console.layout.pattern包含元素**%marker**，那麼在控制檯中會很容易看到形如下圖中的日誌列印，這就能很容易區分出日誌的歸屬Node。
當然到這裡我們都還沒給Node設定名稱。
接下來給Node設定了client.type的值為node，這個也是寫在程式碼裡的配置。
private static final String CLIENT_TYPE = "node";
複製程式碼接下來開始就開始構建NodeEnvironment例項了。
NodeEnvironment的例項化
首先說明Environment和NodeEnvironment是沒有任何繼承關係的，只是在NodeEnvironment的例項化過程中，Environment作為了構建所必需的引數。NodeEnvironment主要是針對單個節點的包含所有資料路徑的構件物件，說白了這個類就是xxx，直接看NodeEnvironment建構函式。建構函式中通過累加possibleLockId的值來新增資料儲存的路徑，這個值是從0開始的，所以才會在ElasticSearch的資料儲存頁面生成如下圖的資料夾：
接下來使用FSDirectory.open(dir, NativeFSLockFactory.INSTANCE)獲取儲存索引的目錄，FSDirectory是對檔案系統目錄的操作
- 第一個引數java.nio.file.Path：dir這個引數是NIO的一個類Path，接收字串引數建立的。
- 第二個引數org.apache.lucene.store.LockFactory：這個引數是Lucene中的索引鎖。因為Lucene必須知道一份索引是否已經被某個IndexWriter開啟，所以必須使用鎖的機制來保證寫索引的同步性。首先大家要明確一個問題，在ElasticSearch異常退出，或是JVM異常關閉的情況下，在下次重啟ElasticSearch，索引依然能夠正確讀寫，就是這麼神奇。這是怎麼實現的呢？祕密就在這個NativeFSLockFactory.INSTANCE引數中，他是FSDirectory提供的預設鎖，他的最大優勢就是當程式異常退出後，可以由作業系統負責解除索引的鎖，作業系統會釋放檔案上所有的引用，以確保索引可以正確讀寫。LockFactory還提供了其他型別的鎖，由於涉及到Lucene的深層次知識點，這裡就不展開敘述。
通過locks[dirIndex] = luceneDir.obtainLock(NODE_LOCK_FILENAME)；取得鎖後生成一個內部類NodePath的例項，到這裡鎖就持久化到磁碟上了。
補充一句，這個地方涉及到了ElasticSearch的引數max_local_storage_nodes，這個配置限制了單節點上可以開啟的ES儲存例項的個數，如果我們需要開多個例項，就要把這個配置寫到配置檔案中，併為這個配置賦值為2或者更高，這樣的話ElasticSearch就會用for迴圈建立多個NodePath，而不只是建立唯一的那個ID為0的例項。
在NodeEnvironment中載入或建立Node後設資料
接下類是構造NodeMetaData節點後設資料，這個後設資料有個關鍵資料叫nodeId，構造出來後是形如D2_COg3LTUeQcrYjcj_fQQ這樣的字串。
程式執行到這個地方，其內部類NodePath的物件裡已經儲存了節點目錄xxxxdata
odes 和節點索引目錄xxxxdata
odes indices，如下圖所示：
程式首先通過DirectoryStream<Path> paths = Files.newDirectoryStream(stateDir)遍歷data
odes _state資料夾下的狀態檔案，再通過匹配正規表示式Qnode-E(d+)(.st)?，查詢到狀態檔案node-xxx.st。
注意，如果有多個資料儲存路徑，那麼狀態資料夾下可能會有多個最新狀態版本。這種情況下，只會取最高的版本。如果至少有一個狀態檔案使用了新的格式（format，也就是編碼中的legacy==false），那麼最新的狀態檔案肯定是最新的的格式（format）。如果不是使用最新的狀態檔案，那編碼中的pathAndStateIds值是空的，且會在日誌中報載入狀態檔案失敗的錯誤。
最後從node-xxx.st檔案中讀出ID，至此NodeMetaData物件的nodeId欄位就被賦值了。而這個ID的字首也被作為Logger的marker值被注入。
至此nodeEnvironment = new NodeEnvironment(tmpSettings, environment);的工作就結束了，總而言之就是載入了狀態引數到記憶體中。
下一篇會講述pluginsService相關的內容，希望大家持續關注哦^ _ ^。