1 segment的产生

当索引一个文档时，如果存在空闲的segment（未被其他线程锁定），则取出空闲segment list中的最后一个segment（LIFO)，并锁定，将文档索引至该segment，
找达到flush条件的segment，然后解锁，归还至空闲segment list，如果有达到flush条件的segment，flush该segment。
如果不存在，则创建新的segment，重复上述步骤。
总结1：如果并行的执行向一个索引，索引文档，则需要不同的segment。
相关代码：

//索引一个文档。
IndexWriter.updateDocument
//索引一个文档。
DocumentsWriter.updateDocument
//一个线程索引时锁定一个ThreadState对象，索引后归还至free list。
ThreadState
//ThreadState的属性，一个DocumentsWriterPerThread对应一个segment，flush后，该ThreadState的dwpt为null，
//下次使用该ThreadState，创建新的dwpt，新的segment。
DocumentsWriterPerThread

2 flush条件

索引一个文档后，找出是否有达到flush条件的segment。
1：如果maxBufferedDocs不等于-1，且当前segment在内存中的doc数量大于等于maxBufferedDocs（默认-1），则标记该segment的flushPending。
2：如果不满足1，且ramBufferSizeMB不等于-1，当内存中所有segment之和大于ramBufferSizeMB时（默认16.0)，找出内存中最大的且未标记flushPending的segment，标记该segment的flushPending。
3：如果当前1，2之后，当前segment还未标记flushPending，则当前segment大于perThreadHardLimitMB(默认1945)，标记该segment的flushPending。
123之后，如果当前segment被标记，则flush当前segment。否则从flushQueue中poll一个segment，如果flushQueue（调用flush时，将所有segment加入queue）为空，则遍历segment取第一个标记flushPending的segment进行flush。
相关代码：

//查找符合flush的segment。
DocumentsWriterFlushControl.doAfterDocument
//flush当前segment前，reset当前dwpt，下次使用当前ThreadState需要新的dwpt，新的segment。
DocumentsWriterFlushControl.internalTryCheckOutForFlush
//flush当前segment，或者其他segment。
DocumentsWriter.postUpdate

注意：除了达到flush条件的自动flush，还可以通过调用api flush，如：
1：es refresh
2：es flush
3：es syncedFlush

3 flush

flush将内存中的segment写到文件，但不执行fileChannel.force(nio，bio则fileOutputStream.flush)，一部分数据可能在buffer中。
相关代码：

//flush一个segment。
DocumentsWriter.
DocumentsWriterPerThread.flush
DefaultIndexingChain.flush
//写nvd, nvm文件。
writeNorms
//写dvd, dvm文件。
writeDocValues
//写dii, dim文件。
writePoints
//写fdt, fdx文件（该文件在首次indexing时创建，flush时写入值）。
storedFieldsConsumer.flush
//写doc, pos, tim, tip文件。
termsHash.flush
//写fnm文件。
docWriter.codec.fieldInfosFormat().write
//写cfs, cfe, si文件。
DocumentsWriterPerThread.sealFlushedSegment
//删除cfs, cfe, si之外的文件。
IndexWriter.doAfterFlush

4 commit

commit执行fileChannel.force，将buffer中的数据写到磁盘。具体步骤为：
1：flush all segments 将内存中所有的segments写到文件。
2：依次sync pending_segments_n，segment files（fileChannel.force）将这写文件同步到磁盘。
3：将pending_segments_n重命名为segments_n，删除旧的segments_n-1。
4：如果步骤1 flush了segment，执行maybeMerge，如果达到merge条件，将会merge。
相关代码：

//commit。
IndexWriter.commit
IndexWriter.commitInternal
IndexWriter.prepareCommitInternal
//flush segments。
DocumentsWriter.flushAllThreads
//sync file。
IndexWriter.startCommit
Directory.sync
IOUtils.fsync
FileChannel.force
FileChannelImpl.force
//更新commit信息segments_n，删除旧的segments_n-1。
IndexWriter.finishCommit
//如果达到merge条件，将会merge。
IndexWriter.maybeMerge

5 maybeMerge

flush或者commit后，如果flush了segment，执行maybeMerge，如果达到merge条件，将执行merge。具体步骤为：
1：将segments按size降序排列。
2：计算total segments size 和 minimum segment size。
3：total segments size过滤掉tooBigSegment(大于max_merged_segment/2.0)的segment，并记录tooBigCount；minSegmentBytes如果小于floor_segment（默认2mb)，取2mb。
4：计算allowedSegCountInt，当segments（不包含tooBigSegment）数量大于此数，将触发merge。
5：从大到小（之前的降序排列），贪心找出不大于maxMergeAtOnce个， 且size总和不大于maxMergedSegmentBytes个segments进行merge。
相关代码：

//maybeMerge。
IndexWriter.maybeMerge
IndexWriter.updatePendingMerges
//查找可merge的segments。
TieredMergePolicy.findMerges
//执行merge。
ConcurrentMergeScheduler.merge

6 es refresh

主要执行lucene的flushAllThreads和maybeMerge。
相关代码：

//es refresh。
InternalEngine.refresh
//lucene refresh。
ReferenceManager.maybeRefreshBlocking
DirectoryReader.openIfChanged
StandardDirectoryReader.doOpenIfChanged
IndexWriter.getReader
//flush segments。
DocumentsWriter.flushAllThreads
//如果flush了segment，则执行maybeMerge。
IndexWriter.maybeMerge

7 es flush

主要执行步骤为：
1：prepareCommit translog：
1.1 备份 translog.ckp到translog-1.ckp。
1.2 fsync translog-1.ckp以及translog 文件夹。
1.3 创建新的translog数据文件translog-n.tlog，更新translog.ckp（写入checkPoint）。
2：commit indexWriter(见4 commit)。
3：refresh（见6 es refresh)。
4：commit translog：删除备份的translog-1.ckp以及旧的translog数据文件translog-n-1.tlog。
相关代码：

//es flush。
InternalEngine.flush
//prepareCommit translog。
Translog.prepareCommit
//es commit index writer。
InternalEngine.commitIndexWriter
//lucene commit。
IndexWriter.commit
//es refresh。
InternalEngine.refresh
//commit translog。
Translog.commit

总结2：lucene的flush是指将内存中的segment，写到磁盘但不执行fileChannel.force，一部分数据会在buffer中；commit会调用force，将buffer中的数据写到磁盘。
es的refresh调用lucene的flush；flush调用lucene的commit。

参考：
elasticsearch5.6.12，lucene6.6.1 源码
https://www.outcoldman.com/en/archive/2017/07/13/elasticsearch-explaining-merge-settings/
http://blog.mikemccandless.com/2011/02/visualizing-lucenes-segment-merges.html