Elasticsearch 通過多種機制確保數據在分布式環境中的一致性，但由于其分布式和近實時（Near Real-Time, NRT）的特性，它提供的是最終一致性（Eventual Consistency），而非強一致性。以下是核心機制和策略：

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一、寫入一致性控制（Write Consistency）

在寫入操作（如索引/更新文檔）時，可通過參數 consistency 控制最小副本數要求：

PUT my-index/_doc/1?consistency=quorum
{"field": "value"
}

可選值：

• quorum（默認）：多數分片副本可用（公式：int( (primary + number_of_replicas) / 2 ) + 1）。
• all：所有分片副本必須可用。
• one：僅主分片可用即可。

👉 作用：防止網絡分區時數據寫入不一致。

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二、主分片機制（Primary Shard）

1. 所有寫操作僅由主分片處理，再同步到副本分片。
2. 寫操作順序性：主分片按收到請求的順序執行寫入，確保操作序列一致。

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三、樂觀并發控制（Optimistic Concurrency Control）

使用 _version 或 if_seq_no/if_primary_term 避免并發沖突：

PUT my-index/_doc/1?if_seq_no=5&if_primary_term=1
{"field": "new_value"
}

👉 如果版本號不匹配，操作失敗（返回 409 Conflict），由客戶端決定重試或合并數據。

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四、事務日志（Translog, Write-Ahead Log）

1. 寫入操作首先存入內存緩沖區，同時追加到磁盤事務日志（Translog）。
2. 故障恢復：節點重啟時，通過重放 Translog 恢復未刷新的數據。
3. 刷新（Refresh）：默認每秒將內存緩沖區數據生成新的 Lucene 段（可搜索，但尚未持久化）。
4. 刷盤（Flush）：定期（或 Translog 達到閾值）將 Lucene 數據持久化到磁盤，并清空 Translog。

📌 關鍵點：Translog 確保即使宕機，已確認的寫入操作不會丟失。

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五、副本同步（Replication）

1. 主分片寫入成功后，并行將操作轉發到副本分片。
2. 同步要求：
   • 主分片等待所有副本分片的成功響應（可通過 wait_for_active_shards 參數調整）。
   • 若副本失敗，主分片通知主節點將副本標記為失效，并在其他節點重建副本。

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六、讀一致性（Read Consistency）

1. 默認近實時（NRT）：寫入后約 1 秒（可調整 refresh_interval）才可被搜索到。
2. 指定刷新：可通過 ?refresh=true 強制立即刷新，但影響性能。
3. 搜索參數控制：
   • preference：控制查詢路由（如 _local 優先本地分片）。
   • wait_for_active_shards：搜索時等待指定數量分片可用。

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七、腦裂防護（Split-Brain Protection）

通過配置 discovery.zen.minimum_master_nodes（舊版）或 cluster.initial_master_nodes（新版）避免網絡分區時出現多主節點，導致數據分裂。

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八、最終一致性的體現場景

場景	表現
寫入后立即查詢	可能查不到（因未刷新）/ 可能查到主分片但副本未同步
副本分片故障期間寫入	數據寫入主分片，副本恢復后自動同步
節點宕機恢復	通過 Translog 恢復未持久化數據，副本從主分片重新同步

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九、生產環境建議

1. 合理設置副本數：至少 1（允許單節點故障）。
2. 調整刷新間隔：對實時性要求高的場景可縮短 refresh_interval（代價：資源消耗增加）。
3. 關鍵寫入操作：使用 ?refresh=wait_for 或手動刷新。
4. 監控分片狀態：通過 GET _cluster/health 關注 active_shards_percent_as_number。

// 創建索引時優化配置示例
PUT my-index
{"settings": {"number_of_replicas": 2,"refresh_interval": "500ms",  // 降低刷新延遲"translog.durability": "request"  // 每次請求后刷寫Translog（更強持久化）}
}

💡 權衡提示：更高的一致性保證往往以犧牲寫入吞吐量和延遲為代價，需根據業務需求調整參數。

通過上述機制，Elasticsearch 在分布式、高并發的場景下，平衡了性能與數據一致性的需求。