搜索引擎面试题
题目和解答来自于中华石杉和自己整理总结而得，希望能够有所帮助。
搜索引擎主要考察ElasticSearch 以及对应底层的Lucene技术。
主要面试题集中于：
- es分布式架构原理
- es的插入与查询
- es在数据量很大的情况下如何提高性能
- es在生产集群的部署架构是什么，每个索引有多大的数据量，每个索引有多少分片
1. es分布式架构原理
首先需要明白es是如何存储数据的，es把对应的数据转换为index。基于倒排索引的方式，每个index上存储了多个type类型，每个type对应一个document。而一个index会被分成多个shard(默认是5个)。
在分布式部署时，每个shard会被复制，即一个shard有primary和replica 每个es进程存储的是不同shard的primary和replica。es集群多个节点，会自动选举一个节点为master节点，这个master节点其实就是干一些管理的工作的，比如维护索引元数据拉，负责切换primary shard和replica shard身份拉，之类的。
2. es的数据写入与读取
2.1 es数据的写入
2.1.1 es数据的写入过程
注意，客户端是可以在任意节点进行写入数据的，与Kakfa不同。
1）客户端选择一个node发送请求过去，这个node就是coordinating node（协调节点）
2）coordinating node，对document进行路由得到对应应该存储到哪个shard，将请求转发给对应的node（有primary shard）
3）实际的node上的primary shard处理请求，然后将数据同步到replica node
4）coordinating node，如果发现primary node和所有replica node都搞定之后，就返回响应结果给客户端
2.1.2 es数据的写入原理
es数据写入原理主要可以分为4个操作：
- refresh
- commit
- flush
- merge
| 操作触发条件 | 操作过程 | |
|---|---|---|
| refresh | 1. 每隔1s进行一次refresh操作 2. buffer已满，则进行一次refresh操作 |
1. buffer将数据写入segment file 2. 清空buffer |
| commit | 1. 每隔30分钟执行一次translog 2. translog日志已满 |
1. 会主动进行一次refresh操作，把buffer中的数据写入到segment file 2. 生成一个 commit point 文件标识此次操作一件把buffer数据执行到了哪一个segment文件 3. 执行flush操作 |
| flush | commit操作中 | 1. 把file system上的文件全部强制fsync（持久化）到磁盘 2. 清空translog文件 3. 生成一个新的translog文件 |
| merge | 后台检查 | 1. 将多个segment文件合并为一个文件，并把.del文件删除 2. commit log 更新标识目前的segment 3. 打开segmentfile 到file cache 以供快速搜索 4. 删除旧的segment file |
2.2 es数据的读取
2.2.1 读取数据
使用RestFul API向对应的node发送查询请求，根据did来判断在哪个shard上，返回的是primary和replica的node节点集合
这样会负载均衡地把查询发送到对应节点，之后对应节点接收到请求，将document数据返回协调节点，协调节点把document返回给客户端
2.2.2 全文检索
(1) 客户端使用RestFul API向对应的node发送查询请求
(2)协调节点将请求转发到所有节点（primary或者replica）所有节点将对应的数据查询之后返回对应的doc id 返回给协调节点
(3)协调节点将doc进行排序聚合
(4) 协调节点再根据doc id 把查询请求发送到对应shard的node，返回document
3 es在数据量很大的情况下如何提高性能
3.1 filesystem
es每次走fileSystem cache查询速度是最快的
所以将每个查询的数据50% 容量
= fileSystem cache 容量。
3.2 数据预热
数据预热是指，每隔一段时间，将热数据
手动在后台查询一遍，将热数据刷新到fileSystem cache上
3.3 冷热分离
类似于MySQL的分表分库
将热数据单独建立一个索引 分配3台机器只保持热机器的索引
另外的机器保持冷数据的索引，但有一个问题，就是事先必须知道哪些是热数据 哪些是冷数据
3.4. document设计
在使用es时 避免使用复杂的查询语句（Join 、聚合），就是在建立索引时，
就根据查询语句建立好对应的元数据。
3.5 实际设计
采用elasticSearch + Hbase的架构方式。es中只存放少量关键数据建立索引，通过es查询到doc id 再去Hbase中查询完整的数据信息。
4 es在生产集群的部署架构是什么，每个索引有多大的数据量，每个索引有多少分片
生产环境部署情况
（1）es生产集群我们部署了5台机器，每台机器是6核64G的，集群总内存是320G
（2）我们es集群的日增量数据大概是2000万条，每天日增量数据大概是500MB，
每月增量数据大概是6亿，15G。目前系统已经运行了几个月，现在es集群里数据总量大概是100G左右。
（3）目前线上有5个索引（这个结合你们自己业务来，看看自己有哪些数据可以放es的），
每个索引的数据量大概是20G，所以这个数据量之内，我们每个索引分配的是8个shard，比默认的5个shard多了3个shard。
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