分片簡介
primary shard：主分片，提升系統存儲容量，通過主分片將數據分佈在所有節點上，主分片可以將一個索引的數據分散在多個數據節點上，從而實現數據存儲的水平擴展。主分片數在索引創建的時候指定，後續不能修改，如果需要修改則需要重建索引
replica shard：副本分片，提高數據可用性，一旦主分片丟失，副本分片可以晉升成爲主分片。副本分片可以動態調整。如果不設置副本分片，一旦節點出現故障就可能會導致數據丟失。副本分片一定程度上也可以提升讀取的吞吐量
分片本質
分片是Elasticsearch中的最小工作單元，本質上是一個Lucene Index。在Lucene中，單個倒排索引文件被稱爲Segment，Segment是自包含且不可變更的，多個Segment彙總在一起稱爲Lucene Index
當有新文檔生成時，會生成新的Segment，查詢時會同時查詢所有Segment，並且對結果彙總，Lucene中有一個文件用來記錄所有Segments信息，叫做Commit Point，刪除的文檔信息，保存在.del文件中
Refresh
將數據從Index Buffer寫入Segment，默認1s執行1次(可以通過index.refresh_interval配置)，refresh後數據才能被檢索。如果系統有大量的數據寫入，則會產生很多Segment。Index Buffer被佔滿時也會觸發refresh操作，默認是JVM的10%
Transaction Log
Segment寫入磁盤的過程相對耗時，藉助文件系統緩存，refresh時先將Segment寫入緩存以開放查詢。同時爲了保證數據不會丟失，在Index Document時，同時寫Transaction Log，高版本開始Transaction Log默認落盤。每個分片有一個Transaction Log，在refresh時，Index Buffer被清空，Transaction Log不會被清空
Flush
Elasticsearch Flush & Lucene Commit：調用refresh，將Index Buffer清空，調用fsync，將緩存中的Segment寫入磁盤，清空Transaction Log。默認30分鐘一次。Transaction Log佔滿時也會觸發，默認512MB
Merge
定期合併Segment，刪除已刪除的文檔，ES會自動執行，也可以手動使用API執行（POST my_index/_focemerge）
分片設定
主分片數過小，如果該索引增長很快，集羣無法通過增加節點實現對這個索引的數據擴展；主分片數設置過大，導致單個Shard容量很小，引發一個節點上有過多分片，影響性能；副本分片數設置過多會降低集羣整體的寫入性能
案例：設置number_of_shards:3；number_of_replicas:1
故障轉移
節點1是Master，節點出現故障後集羣重新選舉Master節點，Node3上的R0提升爲P0，集羣變黃，R0和R1分配，集羣變綠
補充
倒排索引的不可變性：倒排索引採用Immutable Design，一旦生成就不可改變。
優勢：
- 無需考慮併發寫文件的問題，避免了鎖機制帶來的性能問題
- 一旦讀入內核的文件系統緩存，便停留在那裏，只要文件系統有足夠的空間，大部分請求會直接請求內存，不會命中磁盤，提升性能，且緩存容易生成和維護，數據可以被壓縮
弊端：
- 如果需要讓一個新的文檔被搜索，需要重建整個索引