面试题：ElasticSearch内部模块提交任务优化策略之资源分配

Question

在ElasticSearch中，假设内部模块提交任务时出现资源竞争导致性能下降，从线程资源分配角度，你会如何优化任务提交策略？

Answer 1

1. 线程池优化：
   • 调整线程池大小：
     • 分析任务类型和系统资源，若任务为I/O密集型，适当增加线程池中的线程数量，因为I/O操作等待时间长，更多线程可在等待时切换执行其他任务。例如，对于大量的磁盘I/O读取索引数据的任务，可根据服务器CPU核心数和磁盘I/O性能，将线程池大小设置为CPU核心数的2 - 3倍。
     • 若是CPU密集型任务，线程池大小应接近或等于CPU核心数，避免过多线程竞争CPU资源导致上下文切换开销增大。如复杂的数据分析任务，线程数可设置为与CPU核心数相同。
   • 设置不同类型任务的线程池：根据任务功能划分，如将索引创建任务、搜索任务分别放入不同的线程池。这样可针对不同任务特性调整线程池参数，避免不同类型任务相互干扰。例如，搜索任务对响应时间敏感，可设置较小的队列长度，优先处理新的搜索请求；而索引创建任务可容忍较长队列，以充分利用系统资源。
2. 任务调度策略优化：
   • 优先级调度：根据任务的重要性和紧急程度设置优先级。例如，实时搜索请求的优先级高于后台的索引更新任务。在任务提交时，带有高优先级的任务优先被线程池中的线程获取并执行，确保关键业务的性能不受影响。
   • 公平调度：对于一些对公平性要求较高的场景，可采用公平调度算法。例如，使用时间片轮转调度算法，每个任务轮流获得相同的执行时间片，避免某些任务长时间占用线程资源，保证所有任务都有机会执行。
3. 资源锁优化：
   • 减小锁粒度：在涉及资源竞争的代码段，将大的锁范围缩小。例如，若任务需要访问多个索引文件，不要对所有索引文件加一把大锁，而是对每个索引文件或一组相关索引文件分别加锁。这样不同任务可同时访问不同的索引文件，减少锁等待时间。
   • 读写锁分离：如果任务主要是读取数据（如搜索任务），可使用读写锁。多个读任务可同时获取读锁并行执行，而写任务获取写锁时会独占资源，防止其他读写操作。这样在读多写少的场景下，能有效提高并发性能。