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ES 7.8.0（二） 读、写和写索引流程以及文档分析过程

# 读写及更新流程

P 代表着分片，R 代表着副本，从图中可以看出有 2 个分片，每个分片在不同的节点上，而一个节点上有其他分片的副本，ES 为内部会把分片和副本均匀的散在节点上。具体写流程如下：

  1. 客户端请求集群（任意）节点，找到的节点会被称为协调节点，图中为指定 node2 为协调节点
  2. 协调节点将请求经过对数据 hash (id) % 分片数量 得到结果后请求到另个节点或自己，图中为 P0
  3. 主分片会将请求的数据进行保存
  4. 主分片会将数据发送给拥有该分片副本的节点，进行数据同步
  5. 副本保存完后进行成功反馈
  6. 主分片得到反馈后，把自己的结果一并反馈给客户端
参数 描述
consistency 默认值：quorum，即大多数的分片副本状态没问题就允许执行写操作；one，只要主分片状态 ok 就允许执行写操作；all，必须所有主分片和所有副本的状态没问题才允许执行写操作
timeout 如果没有足够的副本，ES 会等待，希望更多的副本出现，默认情况下是 1 分钟，你可以任意更改如 30s

  1. 客户端发送请求到协调节点
  2. 协调节点计算得到数据所在的分片位置以及全部的副本位置
  3. 得到分片位置和副本所有的位置，为达到负载均衡，进行轮训，找到一个不是很忙的节点。
  4. 把请求转发给节点，节点得到数据并返回给客户端。

  1. 客户端发送请求到协调节点
  2. 协调节点计算得到数据所在的分片位置以及全部的副本位置
  3. 修改，为防止多个线程修改，他会不停的尝试修改
  4. 修改成功后修改副本，副本修改成功后会通知主分片，主分片在反馈给客户端

# ES 写索引流程

  1. 用户创建了一个新文档，新文档被写入内存中；
  2. refresh 操作提交缓存，这时缓存中数据会以 segment 的形式被先写入到文件缓存系统。这是因为，提交一个新的 segment 到磁盘需要一个 fsync 来确保 segment 被物理性地写入磁盘，这样在断电的时候就不会丢失数据。 但是 fsync 操作代价很大，如果每次索引一个文档都去执行一次的话会造成很大的性能问题，但是这里新 segment 会被先写入到文件系统缓存，这一步代价会比较低；
  3. 新的 segment 被写入到文件缓存系统，这时内存缓存被清空。在文件缓存系统会存在一个未提交的 segment。虽然新 segment 未被 commit（刷到磁盘），但是文件已经在缓存中了，此时就可以像其它文件一样被打开和读取了；
  4. 到目前为止索引的 segment 还未被刷新到磁盘，如果没有用 fsync 把数据从文件系统缓存刷（flush）到硬盘，我们不能保证数据在断电甚至是程序正常退出之后依然存在。Elasticsearch 增加了一个 translog ，或者叫事务日志，在每一次对 Elasticsearch 进行操作时均进行了日志记录。如上图所示，一个文档被索引之后，就会被添加到内存缓冲区，并且同时追加到了 translog；
  5. 每隔一段时间，更多的文档被添加到内存缓冲区和追加到事务日志（translog），之后新 segment 被不断从内存缓存区被写入到文件缓存系统，这时内存缓存被清空，但是事务日志不会。随着 translog 变得越来越大，达到一定程度后索引被刷新，在刷新（flush）之后，segment 被全量提交（被写入硬盘）。

# 文档分析

分析器包含 将一块文本分成合适于倒排索引的独立的词条，将这些词条统一化为标准格式以提高它们的"可搜索"性，或者recall。 分析器做着如上的工作，但分析器只包含了三个主要的功能：

  • 字符过滤器
    首先，字符串按顺序通过每个字符过滤器，它们的任务是在分词前整理字符串。一个字符串过滤器可以用来去掉 HTML，或者将 & 转化为 and。
  • 分词器
    其次，字符串被分词器分为单个的词条。一个简单的分词器遇到空格和标点的时候，可能会将文本拆分成词条。
  • Token 过滤器
    最后，词条按顺序通过每个 Token 过滤器。这个过程可能会改变词条（例如，小写化 Quick），删除词条（例如，像 a，and，the 等无用词），或者增加词条（例如，像 jump 和 leap 这种同义词）

# 内置分析器

Elasticsearch 还附带了可以直接使用的预包装的分析器。接下来我们会列出最重要的分析器：

  • 标准分析器
    标准分析器是 Elasticsearch 默认使用的分析器。它是分析各种语言文本最常用的选择。他根据 Unicode 联盟定义的单词边界划分文本。删除绝大部分标点。最后，将细条小写。
  • 简单分析器
    简单分析器在任何不是字母的地方分割文本，将词条小写。
  • 空格分析器
    空格分析器在空格的地方划文本。
  • 语言分析器
    特定语言分析器可用于很多语。他们可以考虑指定语言的特点。例如，英语分析器附带了一组英语无用词（常用单词，例如 and 或者 the，他们对相关性没有多少影响），他们会被删除。由于理解英语语法的规则，这个分词器可以提取英语单词的词干。

# 测试分析器

标准分析器

curl --location --request GET 'http://10.240.30.93:9200/user/_analyze' \
--header 'Content-Type: application/json' \
--data-raw '{
    "analyzer":"standard",
    "text": "Text to analyzer"
}'

{
    "tokens": [
        {
            "token": "text", // token 分解后的词条
            "start_offset": 0, // 偏移量
            "end_offset": 4,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 0 // 位置
        },
        {
            "token": "to",
            "start_offset": 5,
            "end_offset": 7,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 1
        },
        {
            "token": "analyzer",
            "start_offset": 8,
            "end_offset": 16,
            "type": "<ALPHANUM>",
            "position": 2
        }
    ]
}
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IK 分词器，这款分词器是 ES 自带，并不是理想的那么好

curl --location --request GET 'http://10.240.30.93:9200/user/_analyze' \
--header 'Content-Type: application/json' \
--data-raw '{
    "text": "测试用例"
}'

{
    "tokens": [
        {
            "token": "测",
            "start_offset": 0,
            "end_offset": 1,
            "type": "<IDEOGRAPHIC>",
            "position": 0
        },
        {
            "token": "试",
            "start_offset": 1,
            "end_offset": 2,
            "type": "<IDEOGRAPHIC>",
            "position": 1
        },
        {
            "token": "用",
            "start_offset": 2,
            "end_offset": 3,
            "type": "<IDEOGRAPHIC>",
            "position": 2
        },
        {
            "token": "例",
            "start_offset": 3,
            "end_offset": 4,
            "type": "<IDEOGRAPHIC>",
            "position": 3
        }
    ]
}
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这款 IK 分词器是一个插件，比较推荐的，他有两种分词器，一种是 ik_max_word，会将文本做最细力度的拆分；一种是 ik_smart，会将文本做最粗粒度的拆分。该分词器只需要下载解压到 ES 的 plugins 文件夹下，并重启 ES 即可。 (opens new window)

# ik_max_word
curl --location --request GET 'http://10.240.30.93:9200/user/_analyze' \
--header 'Content-Type: application/json' \
--data-raw '{
    "analyzer":"ik_max_word",
    "text": "测试用例"
}'

{
    "tokens": [
        {
            "token": "测试",
            "start_offset": 0,
            "end_offset": 2,
            "type": "CN_WORD",
            "position": 0
        },
        {
            "token": "试用",
            "start_offset": 1,
            "end_offset": 3,
            "type": "CN_WORD",
            "position": 1
        },
        {
            "token": "例",
            "start_offset": 3,
            "end_offset": 4,
            "type": "CN_CHAR",
            "position": 2
        }
    ]
}

# ik_smart
curl --location --request GET 'http://10.240.30.93:9200/user/_analyze' \
--header 'Content-Type: application/json' \
--data-raw '{
    "analyzer":"ik_smart",
    "text": "测试用例"
}'

{
    "tokens": [
        {
            "token": "测",
            "start_offset": 0,
            "end_offset": 1,
            "type": "CN_CHAR",
            "position": 0
        },
        {
            "token": "试用",
            "start_offset": 1,
            "end_offset": 3,
            "type": "CN_WORD",
            "position": 1
        },
        {
            "token": "例",
            "start_offset": 3,
            "end_offset": 4,
            "type": "CN_CHAR",
            "position": 2
        }
    ]
}
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ES 中也可以进行扩展词汇，首先进入 ES 根目录中的 plugins 的 ik 文件夹下，进入 config 目录，创建 custom.dic 文件，写入关键词。之后打开 IKAnalyzer.cfg.xml 文件，将新建的 custom.dic 配置其中，重启 ES 服务器。
如：张一健

# 创建 custom.dic 文件，键入关键词，并保存退出
# 在 IKAnalyzer.cfg.xml 指定文件
<entry key="ext_dict">custom.dic</entry>
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测试

# 配置之前
curl --location --request GET 'http://10.240.30.93:9200/user/_analyze' \
--header 'Content-Type: application/json' \
--data-raw '{
    "analyzer":"ik_max_word",
    "text": "张一健"
}'

{
    "tokens": [
        {
            "token": "张",
            "start_offset": 0,
            "end_offset": 1,
            "type": "CN_CHAR",
            "position": 0
        },
        {
            "token": "一",
            "start_offset": 1,
            "end_offset": 2,
            "type": "TYPE_CNUM",
            "position": 1
        },
        {
            "token": "健",
            "start_offset": 2,
            "end_offset": 3,
            "type": "CN_CHAR",
            "position": 2
        }
    ]
}

# 自定义后
{
    "tokens": [
        {
            "token": "张一健",
            "start_offset": 0,
            "end_offset": 3,
            "type": "CN_WORD",
            "position": 0
        },
        {
            "token": "一",
            "start_offset": 1,
            "end_offset": 2,
            "type": "TYPE_CNUM",
            "position": 1
        },
        {
            "token": "健",
            "start_offset": 2,
            "end_offset": 3,
            "type": "CN_CHAR",
            "position": 2
        }
    ]
}
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上次更新: 6/11/2025, 4:10:30 PM
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