elasticsearch的常见面试题?

在面试过程中除去各个公司的不同服务架构之外,也会存在一些普遍大众的面试点,以下将会从三个维度进行介绍。

基础知识类

elasticsearch和数据库之间区别?

  • elasticsearch:面向文档,数据以文档的形式存储,即JSON格式的对象。更强调数据的搜索、索引和分析。
  • 数据库:更侧重于事务处理、数据的严格结构化和完整性,适用于关系复杂、数据一致性要求高的业务场景。

elasticsearch和核心组件包含哪些?

  • 节点(Node):elasticsearch集群中一个服务器实例,负责存储数据、处理请求等,根据角色不同可分为主节点、数据节点、协调节点等。
  • 集群(Cluster):由一个或多个节点组成的elasticsearch实例的集合,用于存储和管理数据。
  • 索引(Index):文档的集合,类似于关系型数据库中的数据库。
  • 类型(Type):一个索引对应一种文档类型。
  • 文档(Document):elasticsearch中存储的基本单位,以JSON格式表示。

什么是elasticsearch中的"倒排索引"?

  • 正向索引:根据文档查询其中包含的词。
  • 倒排索引:建立一个词到文档的映射关系。

具体来说:

每个词对应一个词典项,词典项中包含了改词的所有文档列表,以及每个文档中改词出现的频率、位置等信息。当用户进行搜索时,elasticsearch会根据查询在词典中查找对应的文档列表,从而快速定位包含该词的文档,从而提高效率。


集群管理与监控类

如何查看elasticsearch集群的健康状态?

bash 复制代码
curl -X GET "localhost:9200/_cluster/health"|jq
  • green:主分片和副本分片都正常分配。
  • yellow:主分片分配成功,但副本分片未分配,可能存在节点故障或网络问题导致副本未就绪。
  • red:主分片未分配,此时部分数据不可用,集群处于异常。

elasticsearch集群中主分片和副本分片的作用是什么?如何配置它们的数量?

  • 主分片 :每个索引的文档都会被分配到一个主分片中,主分片负责存储实际的数据。
    • 一个索引可以有多个主分片,主分片的数量在索引创建时确定,并且不能更改。
    • 主分片的数量应根据预计的数据量和集群的节点容量来确定,建议:主分片数量最多不要超过集群中节点的数量,避免单个节点分配过多主分片而造成资源紧张。
  • 副本分片 :为主分片的副本,用于高可用性和容错性。
    • 当某个主分片所在的节点发生故障时,副本分片可以提升为主分片继续提供服务。同时也能够分担读请求,提高搜索和查询效率。
    • 副本分片的数量可以在索引创建后动态调整。
text 复制代码
案例:在不影响业务的情况下最多可以容忍几台服务器宕机?
如果你要容忍N台服务器故障,集群需要2N+1台服务器,故高可用集群都采用奇数台服务器。
1)5台服务器的最大允许宕机服务器数是多少?
2n+1=5---->n=2
2)6台服务器的最大允许宕机服务器数是多少?
2n+1=6---->n=2

如何监控elasticsearch集群的性能指标?

  1. 使用elasticsearch自带的监控API
    • /_cat:API可以用于获取集群、节点、索引等基本信息。
    • _cat/indices:查看索引的健康状态、文档数量、存储大小。
    • _cat/nodes:查看节点的状态、CPU使用率、内存使用率等。
    • _nodes/status:获取节点的详细统计信息(含索引、分片、缓存、线程池等)。
  2. 第三方监控工具Prometheus + Grafana
    • prometheus可以收集elasticsearch的各种指标数据,包含JVM堆内存使用率、索引和搜索的吞吐量、分片分配情况等。
    • 通过Grafana可视化这些数据,及时发现潜在的性能瓶颈和问题。

性能优化与故障处理

如何优化elasticsearch的搜索性能?

  • 合理设置索引的分片和副本数量
    • 根据数据量和集群资源合理配置主分片数和副本数,避免分片过多或过少。
  • 优化查询语句
    • 采用更高效的查询方式。
    • 例如避免使用通配符查询(如*)开头的查询方式。
  • 调整java堆内存大小
    • elasticsearch运行在jvm上,适当的堆内存大小对性能至关重要。
    • 通常建议将堆内存大小设置为系统物理内存的一半即可。且不超过32GB,避免降低性能。
  • 硬件升级和优化
    • 对于高并发、大数据量的场景,可以通过增加节点、升级服务器硬件(如,CPU\内存\SSD磁盘等)来提升集群的整体性能。

当elasticsearch节点出现故障或集群为red时,如何进行故障排查?

  • 收集故障信息
    • 查看elasticsearch的日志文件,日志文件通常位于logs目录下,所以从中获取节点故障的错误信息、异常堆栈等,初步判断故障原因。
    • 使用curl -X GET "localhost:9200/_cluster/health"|jq查看集群健康状态,确保集群状态为red的具体原因(如主分片未分配等)。
  • 检查节点连接和网络状况
    • 确认故障节点是否可以正常通信,检查网络连接是否正常,是否有网络分区或其他网络故障导致节点无法通信。
    • 可通过ping命令测试节点之间的连通性,或使用telnet测试节点间的端口是否开放。
  • 检查硬件资源
    • 查看故障节点的CPU、内存、磁盘等硬件资源使用情况,是否存在资源被耗尽的情况。
    • 采用top/free -m/df -h等命令查看硬件资源状态。
  • 根据故障原因进行恢复操作
    • 节点硬件故障(磁盘损坏):更换硬件并更新启动节点。
    • 网络故障:修复网络连接后,集群会自动进行数据恢复和分片分配。
    • 主分片未分配:根据具体情况,如增加副本数、调整分片分配策略等来解决。
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