Elasticsearch面试必看：如何让客户端精准选择节点高效执行请求？

客户端在和集群连接时，如何选择特定的节点执行请求的 ?

大家好，我是闫工，今天我们要聊一个关于Elasticsearch集群架构的重要话题——客户端如何在连接到集群时，选择特定的节点来执行请求。这个问题听起来好像挺简单的，但深入了解后你会发现这里面有很多门道和技巧。

作为一个长期混迹于搜索引擎领域的技术宅，我必须说：正确配置节点选择策略，不仅能提升性能，还能避免很多潜在的问题。所以今天的文章我会尽量用通俗易懂的语言，结合实际案例来讲解这个问题。

引言：为什么需要关心节点选择？

首先，我要明确一个问题：Elasticsearch 集群中的节点并不是“一视同仁”的。一个典型的 Elasticsearch 集群中可能会有多种角色的节点：

• 主分片（Primary Shard）：存储数据的主要副本。
• 副本分片（ Replica Shard）：用于高可用性和负载均衡的数据副本。
• 协调节点（Coordinating Node）：负责接收客户端请求并协调其他节点完成任务。
• 数据节点（Data Node）：专门存储和处理数据的节点。

在实际应用中，我们需要根据业务需求来决定由哪些节点来执行具体的查询或写入操作。比如：

• 如果我们希望某些查询只在主分片上执行，可以避免副本分片带来的额外负载。
• 如果我们要进行一些高资源消耗的操作（如复杂的聚合查询），可能需要选择性能更好的节点。

所以，如何让客户端在连接集群时，选择特定的节点来执行请求，就成了一个非常值得探讨的问题。

第一部分：理解 Elasticsearch 的节点角色

在深入讲解如何选择节点之前，我先和大家复习一下 Elasticsearch 中的节点角色。这一步非常重要，因为只有了解了每个节点的职责，才能更好地进行配置。

1. 数据节点（Data Node）

数据节点是 Elasticsearch 集群中存储数据的核心组件。每个数据节点会负责存储一部分主分片或副本分片的数据，并参与具体的搜索和聚合操作。

如果你想要让客户端只连接到某些特定的数据节点，可以通过设置node.attr参数来标记这些节点。

示例配置：

# 配置文件 elastic.yml 中添加以下内容node.attr.zone:"hot"

这样，你就可以通过客户端的设置，将请求路由到带有"zone" = "hot"标签的节点上。

2. 协调节点（Coordinating Node）

协调节点主要负责接收客户端的请求，并将其分发到其他节点。它本身并不存储数据，但需要处理大量的网络通信和任务调度。

如果你的应用中需要处理大量的查询请求，建议将协调节点独立出来，避免其与数据节点争抢资源。

示例配置：

# 配置文件 elastic.yml 中添加以下内容node.master:truenode.data:false

这样，这个节点就只作为协调节点使用了。

3. 主节点（Master Node）

主节点负责管理集群的元数据和状态信息。它并不参与具体的查询或写入操作，但它的稳定性对整个集群至关重要。

在高可用性场景下，建议配置多个主节点，并通过discovery.seed_hosts参数来指定种子节点。

示例配置：

# 配置文件 elastic.yml 中添加以下内容discovery.seed_hosts:["node1","node2","node3"]cluster.initial_master_nodes:["node1","node2","node3"]

这样可以确保主节点的高可用性。

第二部分：默认情况下，客户端是如何选择节点的？

在了解了节点角色之后，我们来看看默认情况下，Elasticsearch 客户端是如何选择节点的。这一点非常重要，因为很多同学可能会忽略默认行为，导致配置出现问题。

1. 负载均衡（Load Balancing）

Elasticsearch 的默认行为是通过负载均衡来分配请求到各个节点上。具体来说，它会根据以下因素来选择目标节点：

• 分片位置：尽量将请求路由到包含所需分片的节点。
• 节点负载：优先选择负载较低的节点。
• 网络延迟：尽量选择延迟较低的节点。

2. 轮询算法（Round Robin）

在默认配置下，Elasticsearch 使用轮询算法来分配请求。也就是说，每个请求都会轮流发送到不同的节点上。

虽然这种方法简单有效，但在某些情况下可能会导致负载不均衡或性能问题。

示例代码：

// Java 客户端示例RestHighLevelClientclient=newRestHighLevelClient(RestClient.builder(newHttpHost("localhost",9200,"http")));SearchRequestsearchRequest=newSearchRequest("my_index");SearchResponsesearchResponse=client.search(searchRequest,RequestOptions.DEFAULT);

在上述代码中，客户端会将请求发送到默认配置的节点上。如果你有多个节点，它可能会随机选择其中一个。

3. 动态发现机制（Dynamic Discovery）

Elasticsearch 提供了动态发现机制，允许客户端在运行时自动发现集群中的其他节点，并根据需要调整路由策略。

然而，在某些场景下，动态发现可能会导致性能问题，特别是在高负载或网络延迟较高的环境中。

第三部分：如何自定义客户端选择特定的节点？

现在我们终于到了本文的核心部分——如何自定义客户端，使其只连接到特定的节点上。这里我会为大家介绍几种常用的方法，并结合实际案例进行说明。

方法一：设置node_selection.filter参数

Elasticsearch 提供了一个非常强大的参数node_selection.filter，允许我们通过脚本来过滤节点。

步骤：

1. 在客户端配置中添加node_selection.filter参数。
2. 编写一个脚本（通常是 Groovy 脚本），用于判断哪些节点符合条件。

示例代码：

// Java 客户端示例RestHighLevelClientclient=newRestHighLevelClient(RestClient.builder(newHttpHost("localhost",9200,"http")).setNodeSelectionFilter((nodes)->{returnnodes.stream().filter(node->node.getAttributes().containsKey("zone")).filter(node->node.getAttributes().get("zone").equals("hot")).collect(Collectors.toList());}));// 现在，客户端只会连接到带有 "zone" = "hot" 标签的节点

解释：

• node_selection.filter接收一个函数，该函数会返回一个符合条件的节点列表。
• 在上述示例中，我们过滤掉了所有不带"zone"属性或"zone"不等于"hot"的节点。

方法二：配置ignore_cluster_state参数

有时候，你可能需要客户端完全忽略集群状态，直接连接到指定的节点。这时候可以使用ignore_cluster_state参数。

步骤：

1. 在客户端配置中设置ignore_cluster_state为true。
2. 指定具体的节点列表。

示例代码：

// Java 客户端示例RestHighLevelClientclient=newRestHighLevelClient(RestClient.builder(newHttpHost("node1",9200,"http"),newHttpHost("node2",9200,"http")).setIgnoreClusterState(true));// 现在，客户端只会连接到 node1 和 node2

解释：

• ignore_cluster_state设置为true后，客户端将不再检查集群状态。
• 这种方法适用于需要完全控制节点选择的场景。

方法三：使用 DNS 地址

如果你有多个节点，并且它们都注册到了同一个 DNS 名称下，可以通过设置 DNS 地址来实现负载均衡。

步骤：

1. 在 DNS 服务器上配置一个 A 记录，指向所有节点。
2. 在客户端中使用该 DNS 名称作为节点地址。

示例代码：

// Java 客户端示例RestHighLevelClientclient=newRestHighLevelClient(RestClient.builder(newHttpHost("my.elasticsearch.cluster",9200,"http")));// 现在，客户端会自动连接到 DNS 解析出的所有节点

解释：

• 这种方法依赖于 DNS 的负载均衡功能。
• 在某些场景下可能会导致延迟较高或不稳定。

第四部分：实际应用中的注意事项

在实际应用中，自定义节点选择策略时需要注意以下几点：

1. 性能影响

• 过滤逻辑：复杂的过滤逻辑可能导致客户端性能下降。
• 网络延迟：过多的节点选择逻辑可能会增加网络延迟。

2. 集群状态

• 动态变化：集群中的节点可能会动态加入或离开，需要确保你的过滤逻辑能够适应这种变化。
• 主节点选举：在高可用性场景下，主节点的选举可能会影响请求路由。

3. 安全性

• 认证与授权：如果你使用了自定义节点选择策略，需要确保目标节点的安全性。
• 数据一致性：在某些情况下，自定义路由可能会导致数据不一致，需要注意。

总结

通过本文的介绍，相信大家已经掌握了如何自定义 Elasticsearch 客户端，使其只连接到特定的节点上。这不仅可以提高应用的性能，还可以增强系统的稳定性和安全性。当然，在实际应用中还需要结合具体的业务场景和需求，灵活调整配置策略。

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