Elasticsearch分片的基本策略
- 一个索引包含一个或多个分片，在 7.0 之前默认五个主分片，每个主分片一个副本；在 7.0 之后默认一个主分片。副本可以在索引创建之后修改数量，但是主分片的数量一旦确定不可修改，只能创建索引
- 每个分片都是一个 Lucene 实例，有完整的创建索引和处理请求的能力
- ES 会自动再 nodes 上做分片均衡 shard reblance
- 一个doc不可能同时存在于多个主分片中，但是当每个主分片的副本数量不为一时，可以同时存在于多个副本中。
主分片和其副本分片不能同时存在于同一个节点上。完全相同的副本不能同时存在于同一个节点上。
小白通俗易懂版本
这些规则都是为了确保图书馆（ES集群）里的书（数据）安全（不丢失）、好找（查询快）、能承受书架坏掉（节点故障）。
好的，我们来用图书馆的比喻，把这些分片策略规则解释得清清楚楚、明明白白！
想象一个巨大的图书馆（Elasticsearch 集群）：
索引 = 一套丛书：
- 比如《哈利波特》全集（1-7册）就是一个索引。
- 在 ES 7.0 之前，默认这套书会被拆成 5 个独立的盒子（主分片） 来存放（比如盒子1放书1-2，盒子2放书3，等等）。同时，为了防止盒子丢失，默认会给每个盒子做一个 一模一样的备份盒子（副本分片）。
- 在 ES 7.0 之后，默认这套书就放在 1 个大盒子（主分片） 里，并且默认做 1 个备份盒子（副本分片）。
- 关键点： 这套书分成几个盒子装（主分片数量），在图书馆建好这个丛书区（创建索引）时就定死了！以后不能再把1个盒子拆成2个，或者把2个盒子合成1个（主分片数量不可变）。但是，你可以随时决定做 几个 备份盒子（副本数量可以改）。
分片 = 一个装书的盒子：
- 每个盒子（分片），不管是装原版书的（主分片）还是装备份书的（副本分片），都是一个 完整、独立的小图书馆（Lucene 实例）。它自己能查找书、放新书进去、整理书（处理请求）。
分片均衡 = 管理员搬盒子：
- 图书馆（集群）里有很多书架（节点）。管理员（ES）很聪明，他会观察哪个书架太挤了（节点负载高），哪个书架太空了。他会自动把一些盒子（分片）从挤的书架搬到空的书架上，让所有书架上的书盒数量尽量平均（shard rebalance）。这样找书效率高，不会都挤在一个地方。
一本书只能在一个主盒子里：
- 《哈利波特与魔法石》这本书（一个文档），它只能放在 一个 装原版书的盒子（主分片）里。比如，它确定放在“盒子1”里。
- 但是！ 如果管理员做了备份（副本），比如做了2个备份盒子。那么，《魔法石》这本书会出现在：
- 原版盒子1（主分片）
- 备份盒子1副本A（副本分片）
- 备份盒子1副本B（副本分片）
- 所以，它同时存在于 一个主分片 和 多个副本分片 中。副本分片是主分片的完整拷贝。
主盒子和它的备份盒子不能放同一个书架：
- 想象一下：如果装原版《魔法石》的盒子1（主分片）和它的备份盒子1副本A（副本分片）都放在同一个书架（节点）上。
- 风险： 如果这个书架塌了或者着火了（节点宕机）！完蛋！不仅原版书没了，备份书也没了！这本书就彻底丢失了！
- 设计原因： 为了防止一个书架（节点）故障导致数据完全丢失。ES 强制要求，原版盒子（主分片）和它的任何一个备份盒子（副本分片）必须放在 不同的 书架上（不同的节点）。这样，即使一个书架坏了，另一个书架上还有备份，书（数据）不会丢。
完全相同的备份盒子不能放同一个书架：
- 继续上面的例子，假设我们做了两个备份：盒子1副本A 和 盒子1副本B。它们俩都是盒子1（主分片）的 完全相同的备份。
- 风险： 如果把盒子1副本A 和 盒子1副本B 都放在同一个书架（节点）上。如果这个书架塌了（节点宕机）！虽然原版盒子1可能还在别的书架上没事，但 两个备份全没了！这个主分片就只剩下一个副本（或者如果主分片也在坏节点上就更糟），冗余度大大降低，风险变高。
- 设计原因： 为了提高数据的 可用性 和 安全性。把相同的备份分散到不同的书架上（节点），确保即使坏掉一个书架，其他书架上还有备份可用。如果所有备份都挤在一个书架上，那就失去了做多个备份的意义。这就像你不会把家里所有现金都藏在同一个地方一样。
总结一下设计思想：
- 主分片不可变： 决定了数据最初如何分割存储（分多少盒子装），一旦分割方式定好，大规模改动成本太高（想象要把所有书倒出来重新分盒再放回去），所以不让改。
- 副本数量可变： 备份数量可以根据需要（安全性要求、读性能要求）灵活调整，相对容易（多做或少做几个备份盒子就行）。
- 分片独立且均衡： 每个盒子都能独立工作（小图书馆），管理员（ES）自动把盒子分散放（均衡），提高整体效率和资源利用率。
- 主副分离： 核心思想是 避免单点故障。不让原版和它的备份共存亡（规则5）。
- 副本分散： 核心思想是 提高冗余度。不让所有的鸡蛋（相同的备份）放在同一个篮子（节点）里（规则6）。这样，即使坏掉一个篮子（节点），还有其他篮子里的鸡蛋（备份）可用。
记住图书馆的比喻：
- 索引 = 一套书（如《哈利波特全集》）
- 主分片 = 装原版书的盒子
- 副本分片 = 装备份书的盒子
- 节点 = 图书馆的书架
- ES 集群 = 整个图书馆
- 文档 = 一本书（如《魔法石》）