3.数据同步
elasticsearch中的酒店数据来自于mysql数据库,因此mysql数据发生改变时,elasticsearch也必须跟着改变,这个就是elasticsearch与mysql之间的数据同步。
3.1.思路分析
常见的数据同步方案有三种:
- 同步调用
- 异步通知
- 监听binlog
3.1.1.同步调用
方案一:同步调用
基本步骤如下:
- hotel-demo对外提供接口,用来修改elasticsearch中的数据
- 酒店管理服务在完成数据库操作后,直接调用hotel-demo提供的接口,
3.1.2.异步通知
方案二:异步通知
流程如下:
- hotel-admin对mysql数据库数据完成增、删、改后,发送MQ消息
- hotel-demo监听MQ,接收到消息后完成elasticsearch数据修改
3.1.3.监听binlog
方案三:监听binlog
流程如下:
- 给mysql开启binlog功能
- mysql完成增、删、改操作都会记录在binlog中
- hotel-demo基于canal监听binlog变化,实时更新elasticsearch中的内容
3.1.4.选择
方式一:同步调用
- 优点:实现简单,粗暴
- 缺点:业务耦合度高
方式二:异步通知
- 优点:低耦合,实现难度一般
- 缺点:依赖mq的可靠性
方式三:监听binlog
- 优点:完全解除服务间耦合
- 缺点:开启binlog增加数据库负担、实现复杂度高
3.2.实现数据同步
3.2.1.思路
利用课前资料提供的hotel-admin项目作为酒店管理的微服务。当酒店数据发生增、删、改时,要求对elasticsearch中数据也要完成相同操作。
步骤:
-
导入课前资料提供的hotel-admin项目,启动并测试酒店数据的CRUD
-
声明exchange、queue、RoutingKey
-
在hotel-admin中的增、删、改业务中完成消息发送
-
在hotel-demo中完成消息监听,并更新elasticsearch中数据
-
启动并测试数据同步功能
3.2.2.导入demo
导入课前资料提供的hotel-admin项目:
运行后,访问 http://localhost:8099
其中包含了酒店的CRUD功能:
3.2.3.声明交换机、队列
MQ结构如图:
1)引入依赖
在hotel-admin、hotel-demo中引入rabbitmq的依赖:
<!--amqp-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>
2)声明队列交换机名称
在hotel-admin和hotel-demo中的cn.itcast.hotel.constatnts
包下新建一个类MqConstants
:
package cn.itcast.hotel.constatnts;
public class MqConstants {
/**
* 交换机
*/
public final static String HOTEL_EXCHANGE = "hotel.topic";
/**
* 监听新增和修改的队列
*/
public final static String HOTEL_INSERT_QUEUE = "hotel.insert.queue";
/**
* 监听删除的队列
*/
public final static String HOTEL_DELETE_QUEUE = "hotel.delete.queue";
/**
* 新增或修改的RoutingKey
*/
public final static String HOTEL_INSERT_KEY = "hotel.insert";
/**
* 删除的RoutingKey
*/
public final static String HOTEL_DELETE_KEY = "hotel.delete";
}
3)声明队列交换机
在hotel-demo中,定义配置类,声明队列、交换机:
package cn.itcast.hotel.config;
import cn.itcast.hotel.constants.MqConstants;
import org.springframework.amqp.core.Binding;
import org.springframework.amqp.core.BindingBuilder;
import org.springframework.amqp.core.Queue;
import org.springframework.amqp.core.TopicExchange;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
@Configuration
public class MqConfig {
@Bean
public TopicExchange topicExchange(){
return new TopicExchange(MqConstants.HOTEL_EXCHANGE, true, false);
}
@Bean
public Queue insertQueue(){
return new Queue(MqConstants.HOTEL_INSERT_QUEUE, true);
}
@Bean
public Queue deleteQueue(){
return new Queue(MqConstants.HOTEL_DELETE_QUEUE, true);
}
@Bean
public Binding insertQueueBinding(){
return BindingBuilder.bind(insertQueue()).to(topicExchange()).with(MqConstants.HOTEL_INSERT_KEY);
}
@Bean
public Binding deleteQueueBinding(){
return BindingBuilder.bind(deleteQueue()).to(topicExchange()).with(MqConstants.HOTEL_DELETE_KEY);
}
}
3.2.4.发送MQ消息
在hotel-admin中的增、删、改业务中分别发送MQ消息:
3.2.5.接收MQ消息
hotel-demo接收到MQ消息要做的事情包括:
- 新增消息:根据传递的hotel的id查询hotel信息,然后新增一条数据到索引库
- 删除消息:根据传递的hotel的id删除索引库中的一条数据
1)首先在hotel-demo的cn.itcast.hotel.service
包下的IHotelService
中新增新增、删除业务
void deleteById(Long id);
void insertById(Long id);
2)给hotel-demo中的cn.itcast.hotel.service.impl
包下的HotelService中实现业务:
@Override
public void deleteById(Long id) {
try {
// 1.准备Request
DeleteRequest request = new DeleteRequest("hotel", id.toString());
// 2.发送请求
client.delete(request, RequestOptions.DEFAULT);
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
@Override
public void insertById(Long id) {
try {
// 0.根据id查询酒店数据
Hotel hotel = getById(id);
// 转换为文档类型
HotelDoc hotelDoc = new HotelDoc(hotel);
// 1.准备Request对象
IndexRequest request = new IndexRequest("hotel").id(hotel.getId().toString());
// 2.准备Json文档
request.source(JSON.toJSONString(hotelDoc), XContentType.JSON);
// 3.发送请求
client.index(request, RequestOptions.DEFAULT);
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
3)编写监听器
在hotel-demo中的cn.itcast.hotel.mq
包新增一个类:
package cn.itcast.hotel.mq;
import cn.itcast.hotel.constants.MqConstants;
import cn.itcast.hotel.service.IHotelService;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Component
public class HotelListener {
@Autowired
private IHotelService hotelService;
/**
* 监听酒店新增或修改的业务
* @param id 酒店id
*/
@RabbitListener(queues = MqConstants.HOTEL_INSERT_QUEUE)
public void listenHotelInsertOrUpdate(Long id){
hotelService.insertById(id);
}
/**
* 监听酒店删除的业务
* @param id 酒店id
*/
@RabbitListener(queues = MqConstants.HOTEL_DELETE_QUEUE)
public void listenHotelDelete(Long id){
hotelService.deleteById(id);
}
}
4.集群
单机的elasticsearch做数据存储,必然面临两个问题:海量数据存储问题、单点故障问题。
- 海量数据存储问题:将索引库从逻辑上拆分为N个分片(shard),存储到多个节点
- 单点故障问题:将分片数据在不同节点备份(replica )
ES集群相关概念:
-
集群(cluster):一组拥有共同的 cluster name 的 节点。
-
节点(node) :集群中的一个 Elasticearch 实例
-
分片(shard):索引可以被拆分为不同的部分进行存储,称为分片。在集群环境下,一个索引的不同分片可以拆分到不同的节点中
解决问题:数据量太大,单点存储量有限的问题。
此处,我们把数据分成3片:shard0、shard1、shard2
-
主分片(Primary shard):相对于副本分片的定义。
-
副本分片(Replica shard)每个主分片可以有一个或者多个副本,数据和主分片一样。
数据备份可以保证高可用,但是每个分片备份一份,所需要的节点数量就会翻一倍,成本实在是太高了!
为了在高可用和成本间寻求平衡,我们可以这样做:
- 首先对数据分片,存储到不同节点
- 然后对每个分片进行备份,放到对方节点,完成互相备份
这样可以大大减少所需要的服务节点数量,如图,我们以3分片,每个分片备份一份为例:
现在,每个分片都有1个备份,存储在3个节点:
- node0:保存了分片0和1
- node1:保存了分片0和2
- node2:保存了分片1和2
4.1.搭建ES集群
参考课前资料的文档:
其中的第四章节:
4.2.集群脑裂问题
4.2.1.集群职责划分
elasticsearch中集群节点有不同的职责划分:
默认情况下,集群中的任何一个节点都同时具备上述四种角色。
但是真实的集群一定要将集群职责分离:
- master节点:对CPU要求高,但是内存要求第
- data节点:对CPU和内存要求都高
- coordinating节点:对网络带宽、CPU要求高
职责分离可以让我们根据不同节点的需求分配不同的硬件去部署。而且避免业务之间的互相干扰。
一个典型的es集群职责划分如图:
4.2.2.脑裂问题
脑裂是因为集群中的节点失联导致的。
例如一个集群中,主节点与其它节点失联:
此时,node2和node3认为node1宕机,就会重新选主:
当node3当选后,集群继续对外提供服务,node2和node3自成集群,node1自成集群,两个集群数据不同步,出现数据差异。
当网络恢复后,因为集群中有两个master节点,集群状态的不一致,出现脑裂的情况:
解决脑裂的方案是,要求选票超过 ( eligible节点数量 + 1 )/ 2 才能当选为主,因此eligible节点数量最好是奇数。对应配置项是discovery.zen.minimum_master_nodes,在es7.0以后,已经成为默认配置,因此一般不会发生脑裂问题
例如:3个节点形成的集群,选票必须超过 (3 + 1) / 2 ,也就是2票。node3得到node2和node3的选票,当选为主。node1只有自己1票,没有当选。集群中依然只有1个主节点,没有出现脑裂。
4.2.3.小结
master eligible节点的作用是什么?
- 参与集群选主
- 主节点可以管理集群状态、管理分片信息、处理创建和删除索引库的请求
data节点的作用是什么?
- 数据的CRUD
coordinator节点的作用是什么?
-
路由请求到其它节点
-
合并查询到的结果,返回给用户
4.3.集群分布式存储
当新增文档时,应该保存到不同分片,保证数据均衡,那么coordinating node如何确定数据该存储到哪个分片呢?
4.3.1.分片存储测试
插入三条数据:
测试可以看到,三条数据分别在不同分片:
结果:
4.3.2.分片存储原理
elasticsearch会通过hash算法来计算文档应该存储到哪个分片:
说明:
- _routing默认是文档的id
- 算法与分片数量有关,因此索引库一旦创建,分片数量不能修改!
新增文档的流程如下:
解读:
- 1)新增一个id=1的文档
- 2)对id做hash运算,假如得到的是2,则应该存储到shard-2
- 3)shard-2的主分片在node3节点,将数据路由到node3
- 4)保存文档
- 5)同步给shard-2的副本replica-2,在node2节点
- 6)返回结果给coordinating-node节点
4.4.集群分布式查询
elasticsearch的查询分成两个阶段:
-
scatter phase:分散阶段,coordinating node会把请求分发到每一个分片
-
gather phase:聚集阶段,coordinating node汇总data node的搜索结果,并处理为最终结果集返回给用户
4.5.集群故障转移
集群的master节点会监控集群中的节点状态,如果发现有节点宕机,会立即将宕机节点的分片数据迁移到其它节点,确保数据安全,这个叫做故障转移。
1)例如一个集群结构如图:
现在,node1是主节点,其它两个节点是从节点。
2)突然,node1发生了故障:
宕机后的第一件事,需要重新选主,例如选中了node2:
node2成为主节点后,会检测集群监控状态,发现:shard-1、shard-0没有副本节点。因此需要将node1上的数据迁移到node2、node3:
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By – Suki 2023/4/9文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-408939.html
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