前言

在分析ES的索引的创建过程中看到了些和version相关的变量(例如:versionForIndexing)。这些个变量是用于冲突处理的。

 

在ES的应用场景中,使用index API更新文档,可以一次性读取原始文档,做修改,然后重新索引整个文档,最近的索引请求将获胜:无论最后哪一个文档被索引,都将唯一存储在ElasticSearch中,如果其他人同时更改了这个文档,他们的更改将丢失。

 

很多时候丢失信息是没问题的。也许我们的主数据存储是一个关系型数据库,我们只是将数据复制到ElasticSearch中并使其可被搜索;也许两个人同时更改文档的几率很小 。或者对于某些业务来说偶尔丢失更改并不是很严重的问题。

 

但,有时候丢失一个变更就是非常严重的。试想我们使用ElasticSearch存储我们网上商城商品库存的数量,每次我们卖一个商品的时候,在ElasticSearch中将库存数量减少(促销时一个时间点卖很多商品)。或是金融系统两个人同时对一个账户进行取钱操作。都存在如下图中存在的问题:

在数据库领域中,有两种方法通常备用来确保并发更新时变更不会丢失:

1、悲观并发控制(Pessimistic concurrency control)

这种方法被关系型数据库广泛使用,它假定有变更冲突可能发生,因此阻塞访问资源以防止冲突。一个典型的例子是读取一行数据之前先将其锁住,确保只有放置锁的线程能够对这行数据进行修改。

2、乐观并发控制(Optimistic concurrency control)

Elasticsearch 中使用的这种方法,它假定冲突是不可能发生的,所以不会阻塞正在尝试的操作。 然而,如果源数据在读写当中被修改,更新将会失败。应用程序接下来将决定该如何解决冲突。 例如,可以获取新的数据,重试更新、或者将相关情况报告给用户。

 

ElasticSearch是分布式的,当文档创建、更新、删除时,新版本的文档必须复制到集群中其他节点,同时,ElasticSearch也是异步和并发的。这就意味着这些复制请求被并行发送,并且到达目的地时也许顺序是乱的(老版本可能在新版本之后到达)。ElasticSaerch需要一种方法确保文档的旧版本不会覆盖新的版本:ES利用_version (版本号)的方式来确保应用中相互冲突的变更不会导致数据丢失。需要修改数据时,需要指定想要修改文档的version号,如果该版本不是当前版本号,请求将会失败。

 

ElasticSearch中有内部版本号和外部版本号之分。使用内部版本号是要求指定的version字段和当前的version号相同。但在使用外部版本号时要求当前version号小于指定的版本号。如果请求成功,外部版本号作为文档新的version号进行存储。

外部版本号命令:
PUT /website/blog/2?version=5&version_type=external

内部版本号命令:
PUT /website/blog/1?version=1 

乐观并发控制

Elasticsearch是分布式的。当文档被创建、更新或删除,文档的新版本会被复制到集群的其它节点。Elasticsearch即是同步的又是异步的,意思是这些复制请求都是平行发送的,并无序(out of sequence)的到达目的地。这就需要一种方法确保老版本的文档永远不会覆盖新的版本。

 

Elasticsearch在index、put、get、delete请求时,我们指出每个文档都有一个_version号码,这个号码在文档被改变时加一。Elasticsearch使用这个_version保证所有修改都被正确排序。当一个旧版本出现在新版本之后,它会被简单的忽略。

 

我们利用_version的这一优点确保数据不会因为修改冲突而丢失。我们可以指定文档的version来做想要的更改。如果那个版本号不是现在的,我们的请求就失败了。

使用内部版本控制系统

Let's create a new blog post: 让我们创建一个新的博文:

PUT /website/blog/1/_create
{
  "title": "My first blog entry",
  "text":  "Just trying this out..."
}

响应体告诉我们这是一个新建的文档,它的_version是1。现在假设我们要编辑这个文档:把数据加载到web表单中,修改,然后保存成新版本。

首先我们检索文档:

GET /website/blog/1

响应体包含相同的_version是1

{
  "_index" :   "website",
  "_type" :    "blog",
  "_id" :      "1",
  "_version" : 1,
  "found" :    true,
  "_source" :  {
      "title": "My first blog entry",
      "text":  "Just trying this out..."
  }
}

现在,当我们通过重新索引文档保存修改时,我们这样指定了version参数:

PUT /website/blog/1?version=1 <1>
{
  "title": "My first blog entry",
  "text":  "Starting to get the hang of this..."
}

<1> 我们只希望文档的_version是1时更新才生效。 This request succeeds, and the response body tells us that the _version has been incremented to 2:

请求成功,响应体告诉我们_version已经增加到2:

{
  "_index":   "website",
  "_type":    "blog",
  "_id":      "1",
  "_version": 2
  "created":  false
}

然而,如果我们重新运行相同的索引请求,依旧指定version=1,Elasticsearch将返回409 Conflict状态的HTTP响应。响应体类似这样:

{
  "error" : "VersionConflictEngineException[[website][2] [blog][1]:
             version conflict, current [2], provided [1]]",
  "status" : 409
}

这告诉我们当前_version是2,但是我们指定想要更新的版本是1。

我们需要做什么取决于程序的需求。我们可以告知用户其他人修改了文档,你应该在保存前再看一下。而对于上文提到的商品stock_count,我们需要重新检索最新文档然后申请新的更改操作。

 

所有更新和删除文档的请求都接受version参数,它可以允许在你的代码中增加乐观锁控制。

使用外部版本控制系统

一种常见的结构是使用一些其他的数据库做为主数据库,然后使用Elasticsearch搜索数据,这意味着所有主数据库发生变化,就要将其拷贝到Elasticsearch中。如果有多个进程负责这些数据的同步,就会遇到上面提到的并发问题。

 

如果主数据库有版本字段——或一些类似于timestamp等可以用于版本控制的字段——是你就可以在Elasticsearch的查询字符串后面添加version_type=external来使用这些版本号。版本号必须是整数,大于零小于9.2e+18——Java中的正的long。

 

外部版本号与之前说的内部版本号在处理的时候有些不同。它不再检查_version是否与请求中指定的一致,而是检查是否小于指定的版本。如果请求成功,外部版本号就会被存储到_version中。

 

外部版本号不仅在索引和删除请求中指定,也可以在创建(create)新文档中指定。

例如,创建一个包含外部版本号5的新博客,我们可以这样做:

PUT /website/blog/2?version=5&version_type=external
{
  "title": "My first external blog entry",
  "text":  "Starting to get the hang of this..."
}

在响应中,我们能看到当前的_version号码是5:

{
  "_index":   "website",
  "_type":    "blog",
  "_id":      "2",
  "_version": 5,
  "created":  true
}

现在我们更新这个文档,指定一个新version号码为10:

PUT /website/blog/2?version=10&version_type=external
{
  "title": "My first external blog entry",
  "text":  "This is a piece of cake..."
}

请求成功的设置了当前_version为10:

{
  "_index":   "website",
  "_type":    "blog",
  "_id":      "2",
  "_version": 10,
  "created":  false
}

如果你重新运行这个请求,就会返回一个像之前一样的冲突错误,因为指定的外部版本号不大于当前在Elasticsearch中的版本。

文档局部更新

在上面我们说了一种通过检索,修改,然后重建整文档的索引方法来更新文档。这是对的。然而,使用update API,我们可以使用一个请求来实现局部更新,例如增加数量的操作。

 

我们也说过文档是不可变的——它们不能被更改,只能被替换。update API必须遵循相同的规则。表面看来,我们似乎是局部更新了文档的位置,内部却是像我们之前说的一样简单的使用update API处理相同的检索-修改-重建索引流程,我们也减少了其他进程可能导致冲突的修改。

 

最简单的update请求表单接受一个局部文档参数doc,它会合并到现有文档中——对象合并在一起,存在的标量字段被覆盖,新字段被添加。举个例子,我们可以使用以下请求为博客添加一个tags字段和一个views字段:

POST /website/blog/1/_update
{
   "doc" : {
      "tags" : [ "testing" ],
      "views": 0
   }
}

如果请求成功,我们将看到类似index请求的响应结果:

{
   "_index" :   "website",
   "_id" :      "1",
   "_type" :    "blog",
   "_version" : 3
}

检索文档文档显示被更新的_source字段:

{
   "_index":    "website",
   "_type":     "blog",
   "_id":       "1",
   "_version":  3,
   "found":     true,
   "_source": {
      "title":  "My first blog entry",
      "text":   "Starting to get the hang of this...",
      "tags": [ "testing" ], <1>
      "views":  0 <1>
   }
}

<1> 我们新添加的字段已经被添加到_source字段中。

使用脚本局部更新

使用Groovy脚本

这时候当API不能满足要求时,Elasticsearch允许你使用脚本实现自己的逻辑。脚本支持非常多的API,例如搜索、排序、聚合和文档更新。脚本可以通过请求的一部分、检索特殊的.scripts索引或者从磁盘加载方式执行。

 

默认的脚本语言是Groovy,一个快速且功能丰富的脚本语言,语法类似于Javascript。它在一个沙盒(sandbox)中运行,以防止恶意用户毁坏Elasticsearch或攻击服务器。

 

你可以在《脚本参考文档》中获得更多信息。

脚本能够使用update API改变_source字段的内容,它在脚本内部以ctx._source表示。例如,我们可以使用脚本增加博客的views数量:

POST /website/blog/1/_update
{
   "script" : "ctx._source.views+=1"
}

我们还可以使用脚本增加一个新标签到tags数组中。在这个例子中,我们定义了一个新标签做为参数而不是硬编码在脚本里。这允许Elasticsearch未来可以重复利用脚本,而不是在想要增加新标签时必须每次编译新脚本:

POST /website/blog/1/_update
{
   "script" : "ctx._source.tags+=new_tag",
   "params" : {
      "new_tag" : "search"
   }
}

获取最后两个有效请求的文档:

{
   "_index":    "website",
   "_type":     "blog",
   "_id":       "1",
   "_version":  5,
   "found":     true,
   "_source": {
      "title":  "My first blog entry",
      "text":   "Starting to get the hang of this...",
      "tags":  ["testing", "search"], <1>
      "views":  1 <2>
   }
}

<1> search标签已经被添加到tags数组。 <2> views字段已经被增加。

通过设置ctx.op为delete我们可以根据内容删除文档:

POST /website/blog/1/_update
{
   "script" : "ctx.op = ctx._source.views == count ? 'delete' : 'none'",
    "params" : {
        "count": 1
    }
}

更新可能不存在的文档

想象我们要在Elasticsearch中存储浏览量计数器。每当有用户访问页面,我们增加这个页面的浏览量。但如果这是个新页面,我们并不确定这个计数器存在与否。当我们试图更新一个不存在的文档,更新将失败。

在这种情况下,我们可以使用upsert参数定义文档来使其不存在时被创建。

POST /website/pageviews/1/_update
{
   "script" : "ctx._source.views+=1",
   "upsert": {
       "views": 1
   }
}

第一次执行这个请求,upsert值被索引为一个新文档,初始化views字段为1.接下来文档已经存在,所以script被更新代替,增加views数量。

更新和冲突

这这一节的介绍中,我们介绍了如何在检索(retrieve)和重建索引(reindex)中保持更小的窗口,如何减少冲突性变更发生的概率,不过这些无法被完全避免,像一个其他进程在update进行重建索引时修改了文档这种情况依旧可能发生。

 

为了避免丢失数据,update API在检索(retrieve)阶段检索文档的当前_version,然后在重建索引(reindex)阶段通过index请求提交。如果其他进程在检索(retrieve)和重加索引(reindex)阶段修改了文档,_version将不能被匹配,然后更新失败。

 

对于多用户的局部更新,文档被修改了并不要紧。例如,两个进程都要增加页面浏览量,增加的顺序我们并不关心——如果冲突发生,我们唯一要做的仅仅是重新尝试更新既可。

 

这些可以通过retry_on_conflict参数设置重试次数来自动完成,这样update操作将会在发生错误前重试——这个值默认为0。

POST /website/pageviews/1/_update?retry_on_conflict=5 <1>
{
   "script" : "ctx._source.views+=1",
   "upsert": {
       "views": 0
   }
}

<1> 在错误发生前重试更新5次 这适用于像增加计数这种顺序无关的操作,但是还有一种顺序非常重要的情况。例如index API,使用“保留最后更新(last-write-wins)”的update API,但它依旧接受一个version参数以允许你使用乐观并发控制(optimistic concurrency control)来指定你要更细文档的版本。

 

参考: https://blog.csdn.net/huakai_sun/article/details/79170170

https://blog.csdn.net/sangyongjia/article/details/79995550