ES写入和查询过程

ES 的写入过程

[客户端请求]
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[协调节点（Coordinate Node）] (接收请求，根据路由，决定目标数据节点，目标分片)
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[主分片（Primary Shard）处理] (分片底层是 Lucene, 以下描述了将数据固化为倒排索引，doc values等多种数据结构)
   ├─ 1. 写入内存缓冲区 (In-memory Buffer)
   ├─ 2. 追加事务日志 (Translog)
   ├─ 3. 定期刷新 (Refresh) → 生成新的Lucene段（不可变）→ 可被搜索
   └─ 4. 后台Flush (满足条件时)
       ├─ 将内存数据写入磁盘
       ├─ 清空内存缓冲区
       └─ 创建新的Translog
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[副本分片（Replica Shards）同步] (并行处理，确保数据冗余)
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[返回响应] (ACK确认写入成功)

1. 客户端发送请求到协调节点（Coordinator）
2. 协调节点将请求路由到主分片（Primary Shard）
3. 主分片只要完成上述1，2两步（即写入内存和写入Translog），就会向协调节点返回ACK，再由协调节点返回给客户端（默认情况）
4. 同时主分片 并行 将数据同步到副本分片（Replica Shards），默认情况“主分片确认即返回”（wait_for_active_shards=1），所以同步操作是异步进行的，如果副本分片同步失败，集群会尝试修复，但是客户端不会感知
5. 副本分片完成写入后，向主分片发送ACK（不直接通知协调节点）
6. 主分片收到 所有副本的ACK（或满足wait_for_active_shards条件）后，才向协调节点返回ACK（强一致性情况，配置 wait_for_active_shards 为 all 或 quorum，等待全部副本或多数副本）
7. 协调节点最终将 ACK 返回给客户端

ES 的查询过程

ES 的查询分为两个阶段 Query Phase 和 Fetch Phase。

Query Phase：

1. 客户端发起搜索请求，请求先发送到协调节点
2. 协调节点解析查询请求，确定查询的索引和索引对应的所有逻辑分片（包括副本分片）集合，如果多索引查询，会合并各索引映射和信息
3. 根据负载均衡策略确定具体参与查询的分片，同时还需要实时状态检查（检查分片的可用状态，是否重定位等信息），最后可能包括一些自适应调整，比如响应较慢的分片，触发重试机制，最后将查询请求并发的发送到选择的节点上
4. 请求到达分片后，分片会并发搜索多个 Segment ，从倒排索引中查询匹配的文档，计算文档相关性得分，结合得分和Doc Values 获取排序信息，获取到前 N 个文档 ID 和 分数，将该轻量化的结果列表返回给协调节点

Fetch Phase：

1. 协调节点合并、排序所有分片返回的结果，最终选取前 N 个结果
2. 向相关分片发送文档内容取回请求，获取文档完整内容
3. 分片返回完整文档内容（存储在 Stored Fields中）和元数据
4. 协调节点组装最终结果，返回给客户端