1.
Elasticsearch
简介
Elasticsearch
Elasticsearch
(
Elasticsearch
)是一个开源的分布式搜索和分析引擎,而不仅仅是一个简单的数据库。它被设计用于处理大规模数据集,具有快速、可靠和灵活的特点。
2.
Elasticsearch
的主要特点
Elasticsearch
分布式架构:
Elasticsearch
使用分布式架构,可以将数据分布在多个节点上,提高搜索和分析的性能和可扩展性。它使用主分片和副本分片来实现数据的复制和容错性。
实时数据:
Elasticsearch
对实时数据处理提供了很好的支持。它可以以毫秒级的速度索引和检索数据,使得用户可以实时地进行搜索和分析。
全文搜索:
Elasticsearch
使用倒排索引技术来支持全文搜索。它可以对文档中的每个词项建立索引,并快速地找到包含特定词项的文档。
分析能力:
除了全文搜索外,
Elasticsearch
还提供了强大的分析能力。它可以对数据进行聚合、过滤、排序和统计等操作,帮助用户快速获取有价值的信息。
可扩展性:
Elasticsearch
可以根据需要进行水平扩展,通过添加更多的节点来处理更大规模的数据集。它还提供了集群管理和负载均衡等功能,使得系统的扩展和维护变得更加简单。
3.
Elasticsearch
快的原因
Elasticsearch
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倒排索引(Inverted Index):
Elasticsearch
使用倒排索引来存储数据。倒排索引是一种数据结构,它将每个出现的词条映射到包含该词条的文档。这样,当执行查询时,
Elasticsearch
只需要遍历包含查询词条的文档,而不需要遍历整个数据集,大大提高了查询的效率。 -
分布式架构:
Elasticsearch
是一个分布式系统,可以在多个节点之间分配和执行查询。数据被分片存储在多个节点上,查询可以并行执行在多个节点上进行,从而缩短了查询时间。此外,
Elasticsearch
还支持副本机制,可以将数据复制到多个节点上,提高查询的可用性和并发性能。 -
高效的搜索算法:
Elasticsearch
使用了一些优化的搜索算法,如候选文档优先级排序、布尔逻辑查询合并、跳跃指针等。这些算法可以快速过滤和检索文档,提高查询的执行效率。 -
缓存机制:
Elasticsearch
提供了缓存机制来加速常用查询的执行。它会缓存一些频繁使用的查询结果,下次相同的查询请求可以直接从缓存中获取结果,避免了磁盘IO和计算的开销。 -
基于Lucene引擎:
Elasticsearch
是基于 Apache Lucene 引擎构建的。Lucene 是一个高性能、全文搜索引擎,它提供了强大的搜索和索引功能。
Elasticsearch
利用了 Lucene 引擎的优势,通过对查询进行分析、优化和执行,实现了快速的搜索功能。
4.
Elasticsearch
常见架构组件
Elasticsearch
ES(Elasticsearch)
的架构是一个分布式系统,它由多个节点组成,每个节点可以承载数据和执行操作。
4.1 ES的常见架构组件
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节点(Node):
节点是ES架构的基本单元,每个节点是一个独立的服务器实例。节点可以分为主节点和数据节点。-
主节点(Master Node):
主节点负责集群的管理和协调工作,例如创建索引、分配分片、节点发现等。一个集群通常只有一个主节点。 -
数据节点(Data Node):
数据节点存储数据,并执行与数据相关的操作,例如索引、搜索和分析。一个集群可以有多个数据节点,数据在数据节点之间进行分布和复制。
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索引(Index):
索引是ES存储和组织数据的逻辑容器。每个索引可以包含多个文档,每个文档又包含多个字段。类似于关系数据库的表结构,不过索引在ES中是无模式的,即字段可以动态添加和修改。 -
分片(Shard):
索引可以被分成多个分片存储在不同的数据节点上。每个分片是一个独立的、自包含的索引部分,具有自己的倒排索引结构。通过分片,ES可以水平扩展数据集的处理能力,并在多个节点上并行执行操作。-
主分片(Primary Shard):
每个索引都可以被划分为多个主分片,主分片负责数据的索引和搜索工作。创建索引时,主分片会被分配到不同的数据节点上。 -
副本分片(Replica Shard):
每个主分片可以有多个副本分片,副本分片用于容错和提高读取性能。副本分片会自动在其他数据节点上创建,并与主分片保持数据同步。
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集群(Cluster):
集群是由多个节点组成的,它们共同协作以提供高可用性和扩展性。集群有一个唯一的集群名称,节点通过该名称进行通信和发现。集群中的节点可以动态加入和离开,ES会自动进行节点管理和数据重分配。