聊聊Elasticsearch的集群状态的管理和维护

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注意 本文参考的ES 5.0.1的源码

1. 查看集群状态

可以通过API查看集群状态

GET /_cluster/state

大致可以得到如下内容

version 集群状态数字版本号
每次更新version + 1
集群重启version不会置0(只会单调增)
state_uuid 是集群状态字符串版本号(UUID)
master_node master节点
nodes 该版本中的所有节点信息
routing_table 和 routing_nodes 都是描述不同index上的shard在node上的分布关系

2. 集群状态的维护

ES源码中集群状态的对应类为ClusterState.java

The cluster state can be updated only on the master node. All updates are performed by on a single thread and controlled by the {@link ClusterService}. After every update the
{@link Discovery#publish} method publishes new version of the cluster state to all other nodes in the cluster.
In the Zen Discovery it is handled in the {@link PublishClusterStateAction#publish} method

• 2.1 ClusterState是不可变对象，每次状态变更都会产生新的ClusterState，它们拥有不同的版本号

• 2.2 在ES中, 集群状态由Master维护，并且只能由master节点更新集群状态

• 2.3 更新完成后，Master会把新版本的集群状态推送给集群的其它所有节点
  对于publish,Master节点会根据它已知其它节点所拥有的集群状态版本，决定是执行
  sendFullClusterState()还是sendClusterStateDiff(), 前者是全量推送，后者增量推送。
  由于要推送给其它所有节点，如果集群的状态频繁变动，这个推送的开销其实也不小。

• 2.4 对于使用Zen Discovery的情况，只要有minimumMasterNodes响应了Master节点的publish消息, 那么这次的commit就算成功

• 2.5 另外需要补充的是Elasticsearch使用Gossip + Bully算法进行选主。Bully算法在具体实现中，不是简单选取节点ID小的节点, 首先要先比较ClusterState的版本。版本高的优先当选。（各个版本的ES实现有不同，但都需要考虑候选节点的集群状态版本）

    /**
     * Elects a new master out of the possible nodes, returning it. Returns <tt>null</tt>
     * if no master has been elected.
     */
    public MasterCandidate electMaster(Collection<MasterCandidate> candidates) {
        assert hasEnoughCandidates(candidates);
        List<MasterCandidate> sortedCandidates = new ArrayList<>(candidates);
        sortedCandidates.sort(MasterCandidate::compare);
        return sortedCandidates.get(0);
    }

        /**
         * compares two candidates to indicate which the a better master.
         * A higher cluster state version is better
         *
         * @return -1 if c1 is a batter candidate, 1 if c2.
         */
        public static int compare(MasterCandidate c1, MasterCandidate c2) {
            // we explicitly swap c1 and c2 here. the code expects "better" is lower in a sorted
            // list, so if c2 has a higher cluster state version, it needs to come first.
            int ret = Long.compare(c2.clusterStateVersion, c1.clusterStateVersion);
            if (ret == 0) {
                ret = compareNodes(c1.getNode(), c2.getNode());
            }
            return ret;
        }
    }

参考资料

1. cluster-state

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