定向路由优化

最近更新时间:2021-05-07 15:30:38

背景

在规模较大的集群中(100+节点),单个索引一般有超多个分片配置(100+)。

用户一般采用 bulk 写入,ES 默认采用 _id 作为单个文档写入的 routing,路由打散分片。这样一个 bulk 请求将会被均匀拆分打散为分片数量的子写入请求,发送给每个分片执行写入,协调节点需要等待所有分片写入完毕才会返回给客户端。当分片数过多时,就容易出现长尾子请求,即有可能部分子请求因节点故障或 Old GC、网络抖动等延迟响应,导致整个 bulk 请求响应缓慢而堆积,最终导致节点写入队列打满出现写入拒绝。另一方面,拆分过多的子请求无法提升数据节点写入吞吐,无法充分利用 CPU。

优化方案

在多分片 bulk 写入场景,通过 routing 的方式实现一个 bulk 只写入到一个分片,降低网络开销、提升数据节点 CPU 使用率、避免长尾分片影响整个 bulk 请求。

ES 内核提供索引属性,可以为一个 bulk 请求的写入子请求统一自动添加一个随机 routing,确保子请求只路由到一个分片、且确保索引各个分片数据均衡。

使用方法

新增的索引属性名称:index.bulk_routing.enabled,默认值为 false,索引创建时可以指定,也可以后续动态更新。

新建索引时指定开启 bulk routing 优化:

curl -X PUT "localhost:9200/my-index" -H 'Content-Type: application/json' -d'
{
   "settings" : {
       "index" : {
           "bulk_routing.enabled" : true
       }
   }
}
'

动态更新单个索引方法:

curl -X PUT "localhost:9200/my-index/_settings?pretty" -H 'Content-Type: application/json' -d'
{
 "index.bulk_routing.enabled": true
}
'

一般会为同一类业务的多个索引创建模板,在索引滚动场景可批量生效:

curl -X PUT "localhost:9200/_template/bulk_routing_template?pretty" -H 'Content-Type: application/json' -d'
{
 "index_patterns": ["indices-prefix*"],
 "settings": {
   "bulk_routing.enabled": true
 }
}
'

优化限制

写入限制

开启了 bulk routing 优化,只有在如下情况才会将同一索引的子请求路由到一个分片:

  • 用户写入时没有自定义 routing。
  • 用户没有写入的单条文档没有自定义 _id 字段。

如果有以上情况,该 bulk 请求无法优化,因为会优化会和用户自定义的 routing 和 _id 冲突。

查询限制

开启优化后,会自动为 bulk 请求中的子请求添加随机 routing。普通的查询无任何影响,但通过 id 获取单条文档(getById)将会受到影响,因为 ES 目前 getById 的实现是默认通过 _id routing 分片。不过这种问题在用户写入时自定义 routing 场景也同样存在。此时 getById 只能同时携带正确的 routing 才能获取单条原始的文档信息,routing 可以通过普通 query 查询获取。

场景限制

该优化项主要针对多节点、单个索引多分片效果明显,在节点数较少、分片数较少场景例如小于10个分片,该优化可能效果不明显。

优化效果

目前在线上大客户集群验证(100+节点、单索引100+分片),开启多分片场景 bulk routing 优化,拒绝直接降为0,CPU 下降25%,写入速度上升10%。

支持版本

6.8.2、7.5.1、7.10.1

目录