【原创】《从0开始学Elasticsearch》

1. Elasticsearch 是什么

Elasticsearch 是一个基于 Lucene 的实时的分布式搜索分析引擎，开箱即用，整合了全文检索、结构化搜索、分析三大功能。
为什么不直接用 Lucene ？Lucene 只是一个全文检索引擎的架构，提供了大量可用的 API，但其并不是一个完整的全文检索引擎，使用 Lucene 时，你还需要自己写代码，自己去封装成全文检索引擎。

2. Elasticsearch 中基本概念

field：字段。
Document ：文档，一条数据，用 json 格式表示。一个Document 包含多个field，json 中的 key 即 field 。
Type：类型，一个 Document 分组，和 mysql 中的 table 类似，但又不完全相同。一个 Type 包含多个Document，同一个 Type 中的 Document 所拥有的 field 可以不同，但最好保持一致。
Index ：索引，类似于 mysql 中的 database。一个 Index 包含多个 Type。默认情况下，Document 中的所有 field 都会被索引，这样这些 field 才会被搜索到。Elasticsearch 中有一个倒排索引（Inverted Index）的概念，可以实现 mysql 中 B+Tree索引加速检索的目的，后面文章我们会详细介绍倒排索引。
shard：分片。可以将一个 Index 中的数据切分为多个 shard，然后将之存储在多台服务器上，以增大一个 Index 可以存储的数据量，加速检索能力，提升系统性能。
replica ：副本。replica 与 shard 存储的数据是相同的，replica 起到备份的作用。当 shard 发生故障时，可以从 replica 中读取数据，保证系统不受影响。
Node：节点，单个 Elasticsearch 实例。节点名称默认随机分配。
Cluster：集群，一组 Elasticsearch 实例。默认集群名称为 elasticsearch。

3. Elasticsearch 安装

前提条件：系统中已成功安装 jdk8
下载并解压：

cd /usr/local
wget https://artifacts.elastic.co/downloads/elasticsearch/elasticsearch-6.6.0.tar.gz
tar -zxvf elasticsearch-6.6.0.tar.gz -C .

查看解压后的目录：

[root@153-215 local]# cd elasticsearch-6.6.0
[root@153-215 elasticsearch-6.6.0]# ls
bin  config  lib  LICENSE.txt  logs  modules  NOTICE.txt  plugins  README.textile

启动 Elasticsearch：

[root@153-215 elasticsearch-6.6.0]# bin/elasticsearch
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM warning: INFO: os::commit_memory(0x00000000d4cc0000, 724828160, 0) failed; error='Cannot allocate memory' (errno=12)
#
# There is insufficient memory for the Java Runtime Environment to continue.
# Native memory allocation (mmap) failed to map 724828160 bytes for committing reserved memory.
# An error report file with more information is saved as:
# logs/hs_err_pid16393.log

遂，查看 Elasticsearch 的启动脚本，看启动时是否对内存大小有要求：

[root@153-215 elasticsearch-6.6.0]# vim bin/elasticsearch
#!/bin/bash

# CONTROLLING STARTUP:
#
# This script relies on a few environment variables to determine startup
# behavior, those variables are:
#
#   ES_PATH_CONF -- Path to config directory
#   ES_JAVA_OPTS -- External Java Opts on top of the defaults set
#
# Optionally, exact memory values can be set using the `ES_JAVA_OPTS`. Note that
# the Xms and Xmx lines in the JVM options file must be commented out. Example
# values are "512m", and "10g".
#
#   ES_JAVA_OPTS="-Xms8g -Xmx8g" ./bin/elasticsearch

source "`dirname "$0"`"/elasticsearch-env

ES_JVM_OPTIONS="$ES_PATH_CONF"/jvm.options
JVM_OPTIONS=`"$JAVA" -cp "$ES_CLASSPATH" org.elasticsearch.tools.launchers.JvmOptionsParser "$ES_JVM_OPTIONS"`
ES_JAVA_OPTS="${JVM_OPTIONS//\$\{ES_TMPDIR\}/$ES_TMPDIR} $ES_JAVA_OPTS"
......

发现 Elasticsearch 启动时，读取了 jvm.options 文件，于是查看该文件：

[root@153-215 elasticsearch-6.6.0]# ls config
elasticsearch.yml  jvm.options  log4j2.properties  role_mapping.yml  roles.yml  users  users_roles
[root@153-215 elasticsearch-6.6.0]# cat config/jvm.options 
## JVM configuration

################################################################
## IMPORTANT: JVM heap size
################################################################
##
## You should always set the min and max JVM heap
## size to the same value. For example, to set
## the heap to 4 GB, set:
##
## -Xms4g
## -Xmx4g
##
## See https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/heap-size.html
## for more information
##
################################################################

# Xms represents the initial size of total heap space
# Xmx represents the maximum size of total heap space

-Xms1g
-Xmx1g
......

修改 jvm 的最大可用内存和最小可用内存如下：

-Xms256m
-Xmx256m

再次启动 Elasticsearch：

[root@153-215 elasticsearch-6.6.0]# bin/elasticsearch
[2019-02-13T16:42:53,177][WARN ][o.e.b.ElasticsearchUncaughtExceptionHandler] [unknown] uncaught exception in thread [main]
org.elasticsearch.bootstrap.StartupException: java.lang.RuntimeException: can not run elasticsearch as root
        at org.elasticsearch.bootstrap.Elasticsearch.init(Elasticsearch.java:163) ~[elasticsearch-6.6.0.jar:6.6.0]
        at org.elasticsearch.bootstrap.Elasticsearch.execute(Elasticsearch.java:150) ~[elasticsearch-6.6.0.jar:6.6.0]
        at org.elasticsearch.cli.EnvironmentAwareCommand.execute(EnvironmentAwareCommand.java:86) ~[elasticsearch-6.6.0.jar:6.6.0]
        at org.elasticsearch.cli.Command.mainWithoutErrorHandling(Command.java:124) ~[elasticsearch-cli-6.6.0.jar:6.6.0]
        at org.elasticsearch.cli.Command.main(Command.java:90) ~[elasticsearch-cli-6.6.0.jar:6.6.0]
        at org.elasticsearch.bootstrap.Elasticsearch.main(Elasticsearch.java:116) ~[elasticsearch-6.6.0.jar:6.6.0]
        at org.elasticsearch.bootstrap.Elasticsearch.main(Elasticsearch.java:93) ~[elasticsearch-6.6.0.jar:6.6.0]
Caused by: java.lang.RuntimeException: can not run elasticsearch as root
        at org.elasticsearch.bootstrap.Bootstrap.initializeNatives(Bootstrap.java:103) ~[elasticsearch-6.6.0.jar:6.6.0]
        at org.elasticsearch.bootstrap.Bootstrap.setup(Bootstrap.java:170) ~[elasticsearch-6.6.0.jar:6.6.0]
        at org.elasticsearch.bootstrap.Bootstrap.init(Bootstrap.java:333) ~[elasticsearch-6.6.0.jar:6.6.0]
        at org.elasticsearch.bootstrap.Elasticsearch.init(Elasticsearch.java:159) ~[elasticsearch-6.6.0.jar:6.6.0]
        ... 6 more

这段报错信息也就是说，不能以 root 用户的身份启动 Elasticsearch，这一要求也是出于系统安全考虑，所以此处我先将 Elasticsearch 目录及目录内文件的拥有者修改为另一个用户，然后再用另一个用户启动：

[root@153-215 elasticsearch-6.6.0]# cd ..
[root@153-215 local]# chown -R lilinru:lilinru elasticsearch-6.6.0
[root@153-215 local]# su lilinru
[lilinru@153-215 local]$ cd elasticsearch-6.6.0
[lilinru@153-215 elasticsearch-6.6.0]$ bin/elasticsearch
....
[2019-02-13T17:10:23,443][INFO ][o.e.n.Node               ] [_xV7bTf] starting ...
[2019-02-13T17:10:23,618][INFO ][o.e.t.TransportService   ] [_xV7bTf] publish_address {127.0.0.1:9300}, bound_addresses {127.0.0.1:9300}
[2019-02-13T17:10:23,636][WARN ][o.e.b.BootstrapChecks    ] [_xV7bTf] max file descriptors [65535] for elasticsearch process is too low, increase to at least [65536]
[2019-02-13T17:10:23,636][WARN ][o.e.b.BootstrapChecks    ] [_xV7bTf] max virtual memory areas vm.max_map_count [65530] is too low, increase to at least [262144]
....

发现启动时存在两个问题：
问题一： max file descriptors [65535] for elasticsearch process is too low, increase to at least [65536]。
解决此问题，我们可以编辑 /etc/security/limits.conf 文件最底端 soft nofile 和 hard nofile 的配置为 65536：

[root@153-215 elasticsearch-6.6.0]# vim /etc/security/limits.conf 
...
# End of file
...
* soft nofile 65536
* hard nofile 65536
...

问题二：max virtual memory areas vm.max_map_count [65530] is too low, increase to at least [262144]。
解决此问题，我们可以编辑 /etc/sysctl.conf 文件，在文件最底端添加如下配置：

vm.max_map_count=262144

注意添加完该配置，还需要执行一下 sysctl -p 命令，重新加载一下 sysctl.conf 配置文件。

解决完上述两个问题，再次重启 Elasticsearch，发现上述两个问题都木有了，且启动成功～

4. 访问 Elasticsearch

打开另外一个窗口，请求 Elasticsearch：

[root@153-215 ~]# curl localhost:9200
{
  "name" : "_xV7bTf",
  "cluster_name" : "elasticsearch",
  "cluster_uuid" : "i3whIPX_Qx2zvaJVZKQY1g",
  "version" : {
    "number" : "6.6.0",
    "build_flavor" : "default",
    "build_type" : "tar",
    "build_hash" : "a9861f4",
    "build_date" : "2019-01-24T11:27:09.439740Z",
    "build_snapshot" : false,
    "lucene_version" : "7.6.0",
    "minimum_wire_compatibility_version" : "5.6.0",
    "minimum_index_compatibility_version" : "5.0.0"
  },
  "tagline" : "You Know, for Search"
}

可以看到，Elasticsearch 返回了一个 json 对象，其中包含当前节点名称、集群名称、集群 uuid、版本信息、宣传语。

Elasticsearch 的基本认识就先写到这里，后续我们再一步步深入了解 Elasticsearch，使用 Elasticsearch。