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Elasticsearch数据存储原理是什么

发布时间:2025-05-03 16:38:45 来源:亿速云 阅读:196 作者:小樊 栏目:关系型数据库

Elasticsearch(ES)的存储原理是其高效搜索和分析能力的重要基础。以下是对Elasticsearch存储原理的详细说明:

文档与索引

  • 文档:在Elasticsearch中,数据以文档的形式存储,通常为JSON格式。每个文档都有一个唯一的_id和一个指定的_index
  • 索引:一个索引类似于数据库中的表,包含一组文档。每个索引可以有多个字段和文档类型。

分片(Sharding)

  • 主分片和副本分片:每个索引被划分为多个分片。主分片负责处理写入请求,而副本分片用于提高可用性和负载均衡。每个主分片可以有多个副本分片。
  • 动态扩展:分片数量在创建索引时定义,无法动态更改,但可以通过创建新的索引来实现横向扩展。

倒排索引(Inverted Index)

  • 索引结构:Elasticsearch使用倒排索引来优化搜索性能。这种结构将每个词项映射到包含该词项的文档ID,从而加速查询。
  • 词典和文档列表:倒排索引由两个主要部分组成:
    • 词典:包含所有唯一词项的列表。
    • 文档列表:对于每个词项,存储包含该词项的文档ID列表及其位置。

段(Segment)

  • 内存与磁盘存储:每个分片由多个段组成。新文档首先被写入内存中的事务日志(translog),然后定期刷新到磁盘形成段。
  • 合并:随着时间推移,多个小段会被合并成更大的段,以提高读取性能和减少存储开销。合并过程是后台操作,旨在最小化对系统性能的影响。

事务日志(Translog)

  • 持久化写入:事务日志用于保证数据的持久性。在写入操作时,文档首先记录在事务日志中,然后再写入到分片的段。
  • 恢复机制:如果Elasticsearch重启,可以通过事务日志恢复最近未刷新的操作,确保数据不丢失。

映射(Mapping)

  • 数据结构定义:映射定义了文档的字段及其数据类型、分析器等。合适的映射可以优化存储和查询性能。

压缩

  • 存储优化:Elasticsearch支持对存储的数据进行压缩,以减少磁盘使用量和提高I/O性能。段在写入时会进行压缩。

总结来说,Elasticsearch通过合理的文档组织、分片管理、倒排索引和段合并等机制,提供了高效的数据存储、检索和分析能力。这些设计使得Elasticsearch能够在大规模数据集上实现快速的实时搜索与分析。

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