详细描述Elasticsearch 更新和删除文档的过程？

ElasticSearch面试考题 0 135

参考回答

在 Elasticsearch 中，更新和删除文档是常见的操作。虽然它们看似直接，但由于 Elasticsearch 是分布式系统，因此它们的实现方式与传统关系型数据库有些不同。更新和删除文档的过程如下：

1. 更新文档（Update）

在 Elasticsearch 中，更新文档并不直接修改现有文档，而是通过以下步骤实现：
– 查找文档：首先，通过提供的文档 ID 查找对应的文档。
– 生成新的文档：在找到文档后，Elasticsearch 会根据用户提供的更新内容（如字段的增加、修改或删除），生成一个新的文档。文档内容不直接修改，而是将原有文档标记为已删除，并将新的文档插入。
– 提交新文档：生成的新文档会被插入到 Elasticsearch 中，替换掉原有的文档。
– 版本控制：Elasticsearch 会为文档分配一个新的版本号，从而确保文档的更新操作是可追溯的。

通常，在更新文档时，Elasticsearch 会利用 版本号控制 来避免并发更新冲突。

2. 删除文档（Delete）

删除文档的过程与更新类似，但不同的是，删除操作会标记文档为已删除，并从集群中移除其数据：
– 查找文档：首先通过文档 ID 查找文档。
– 标记删除：Elasticsearch 不会立即物理删除文档，而是将其标记为删除状态。这是因为 Elasticsearch 使用了文档的倒排索引机制，因此删除时不会立刻改变索引结构，而是标记为删除，等到段合并操作时才会从索引中真正移除。
– 文档版本：删除操作会生成新的版本号，标记删除的文档，并且删除操作的结果也会更新到集群中。

删除操作与更新类似，删除后的文档会等待段合并时被物理删除。

详细讲解与拓展

1. 更新文档

Elasticsearch 中的更新并非直接修改文档内容，而是通过以下方式实现：

原子操作：在执行更新时，Elasticsearch 会：
- 查询文档。
- 基于原文档和更新请求合并字段，生成一个新的文档。
- 使用新的文档版本替代旧文档。原文档不会被直接修改，而是标记为删除，并通过版本控制生成新的文档。
更新语法：
- 更新文档时，用户通过 _update API 来指定更新内容。可以通过文档 ID 来定位需要更新的文档，更新内容通常以 JSON 格式提供。
例子：
假设要更新产品信息中的价格字段：
```
POST /products/_update/123
{
 "doc": {
   "price": 199.99
 }
}
```
这会把文档 ID 为 123 的文档中的 price 字段更新为 199.99。
部分更新：
- 如果更新内容仅为文档的一部分，可以使用 doc 参数指定要更新的字段，而无需重新提交整个文档。这避免了重新索引文档中不变的部分，提升了效率。
冲突处理：
- Elasticsearch 使用版本控制来处理并发更新冲突。如果多个请求同时试图更新同一文档，Elasticsearch 会根据文档的版本号来判断哪个请求可以成功执行。若文档在更新期间被其他请求修改，当前的更新操作会因版本冲突而失败，客户端可以选择重试或处理冲突。
- 通过 version 参数，用户可以在执行更新时指定特定的版本号。
例子：
```
POST /products/_update/123?version=2
{
 "doc": {
   "price": 199.99
 }
}
```

2. 删除文档

标记删除：
- 删除操作会标记该文档为删除，并将其从倒排索引中移除。然而，物理删除操作不会立即发生。Elasticsearch 会在之后的段合并过程中（merge）实际删除已标记为删除的文档。这种方式避免了频繁的磁盘 I/O 操作，从而提升性能。
删除语法：
- 使用 _delete API 可以删除指定 ID 的文档。删除时只需提供文档的 ID 和索引名称，无需提供文档的内容。
例子：
```
DELETE /products/_doc/123
```
删除与更新的区别：
- 更新操作是通过生成新的文档来替换旧文档，涉及版本控制和字段合并。
- 删除操作只需标记文档为删除，不涉及内容合并或更新，直到段合并时才会物理删除文档。

3. 批量更新和删除

批量操作：
- Elasticsearch 还支持批量更新和删除操作。使用 _bulk API，用户可以一次性执行多个更新或删除操作。通过批量处理，可以大大提高效率，尤其在处理大量数据时。
例子：
```
POST /_bulk
{ "update": { "_index": "products", "_id": "123" }}
{ "doc": { "price": 199.99 }}
{ "delete": { "_index": "products", "_id": "124" }}
```
删除所有符合条件的文档：
- 如果要删除符合某个条件的所有文档，可以使用 delete_by_query API。这个 API 会根据查询条件删除所有匹配的文档。
例子：
```
POST /products/_delete_by_query
{
 "query": {
   "term": {
     "category": "electronics"
   }
 }
}
```

4. 清理已删除文档

虽然删除操作会标记文档为删除，但这些文档并不会立即从磁盘中移除。实际上，Elasticsearch 使用 段合并（Segment Merging） 来进行清理。段合并会定期合并多个小的索引段，清理掉那些已标记为删除的文档。

总结

Elasticsearch 中的更新和删除操作基于版本控制和倒排索引机制来实现。更新操作通过生成新的文档来替换旧文档，删除操作通过标记文档为删除来实现，并在之后的段合并过程中物理删除文档。Elasticsearch 提供了高效的部分更新、批量操作和条件删除等功能，使得大规模的数据管理变得更加灵活和高效。