Elasticsearch搜索流程解析

背景

ES的读取分为GET和Search两种操作，这两种读取操作有较大的差异，GET/MGET必须指定三元组：_index、_type、_id。也就是说，根据文档id从正排索引中获取内容。而Search不指定_id，根据关键词从倒排索引中获取内容。

可接收客户端请求的节点称为协调节点。在协调节点，搜索任务被执行成一个两阶段过程，即query then fetch。真正执行搜索任务的节点称为数据节点。当搜索任务执行在分布式系统上时，整体流程如下图所示。

需要两个阶段才能完成搜索的原因是，在查询的时候不知道文档位于哪个分片，因此索引的所有分片（某个副本）都要参与搜索，然后协调节点将结果合并，再根据文档ID获取文档内容。例如，有5个分片，查询返回前10个匹配度最高的文档，那么每个分片都查询出当前分片的TOP 10，协调节点将5*10=50的结果再次排序，返回最终TOP 10的结果给客户端。

下面我们按照请求涉及的两个节点来分析流程：协调节点和数据节点。

协调节点流程

两阶段相应的实现位置：查询（Query）阶段——InitialSearchPhase；取回（Fetch）阶段——FetchSearchPhase。它们都继承自SearchPhase。

Query阶段

1. 协调节点广播查询请求到所有相关分片时，可以是主分片或副分片，协调节点将在之后的请求中轮询所有的分片副本来分摊负载。请求是基于shard遍历的，如果列表中的N个shard位于同一个节点，则向其发送N次请求，并不会把请求合并为一个。

    // InitialSearchPhase.java
    public final void run() {
        if (shardsIts.size() > 0) {
            // 分shard发送搜索请求
            for (int index = 0; index < shardsIts.size(); index++) {
                final SearchShardIterator shardRoutings = shardsIts.get(index);
                performPhaseOnShard(index, shardRoutings, shardRoutings.nextOrNull());
            }
        }
    }
   

2. 构建异步线程将搜索请求发送到真正的shard，监听所有shard query请求，成功返回回调onShardResult方法，失败返回回调onShardFailure方法。

    // InitialSearchPhase.java
    private void performPhaseOnShard(final int shardIndex, final SearchShardIterator shardIt, final ShardRouting shard) {
    	// 构建异步线程将搜索请求发送到真正的shard
        Runnable r = () -> {
            final Thread thread = Thread.currentThread();
            try {
                executePhaseOnShard(shardIt, shard,
                    new SearchActionListener<FirstResult>(shardIt.newSearchShardTarget(shard.currentNodeId()), shardIndex) {
                        @Override
                        public void innerOnResponse(FirstResult result) {
                            try {
                                onShardResult(result, shardIt);
                            } finally {
                                executeNext(pendingExecutions, thread);
                            }
                        }
   
                        @Override
                        public void onFailure(Exception t) {
                            try {
                                onShardFailure(shardIndex, shard, shard.currentNodeId(), shardIt, t);
                            } finally {
                                executeNext(pendingExecutions, thread);
                            }
                        }
                    });
            }
        };
   
        if (throttleConcurrentRequests) {
            pendingEx