面试题：复杂场景下容器编排的任务调度与优先级优化

Question

在一个大规模的混合云容器化部署环境中，存在多种异构资源（如不同规格的CPU、内存，不同性能的存储设备），并且业务场景复杂，有实时处理任务、批处理任务等多种类型。请详细说明你会如何设计一套高效的任务调度与优先级管理方案，以确保资源的最优利用和业务的稳定运行，包括但不限于调度策略的选择、优先级调整机制、资源监控与动态分配等方面。

Answer 1

调度策略的选择

1. 基于资源需求的调度：实时处理任务通常对 CPU 和内存的响应时间要求高，优先分配高规格 CPU 和足够的内存。批处理任务则可分配相对低规格但量大的资源。例如，为实时处理任务分配高频多核 CPU 和高速内存，批处理任务可使用低频多核 CPU 和大容量内存。
2. 公平共享调度：在资源分配时，按照任务所需资源比例进行分配，避免某类任务独占资源。例如，实时任务占总任务需求 30%，批处理任务占 70%，则按此比例分配资源。
3. 负载均衡调度：监控各节点的资源负载，将任务分配到负载较低的节点，避免节点过载。可通过计算节点的 CPU 使用率、内存使用率等指标来判断负载情况。

优先级调整机制

1. 基于业务需求：实时处理任务优先级高于批处理任务，以确保实时业务的稳定性。例如，实时交易系统任务优先级高于报表生成的批处理任务。
2. 动态优先级调整：根据任务执行情况调整优先级。如批处理任务在接近截止时间但资源不足时，适当提高优先级获取更多资源。实时任务若在资源充足下执行速度远超预期，可降低优先级，给其他任务机会。
3. 资源依赖优先级：对稀缺资源有依赖的任务，根据资源获取情况调整优先级。若某任务依赖高性能存储设备，而当前该设备空闲，则提高此任务优先级。

资源监控与动态分配

1. 资源监控：使用监控工具（如 Prometheus + Grafana）实时监控 CPU、内存、存储等资源的使用情况，包括使用率、剩余量等指标。按一定时间间隔（如 1 分钟）采集数据，以便及时发现资源瓶颈。
2. 动态分配：当发现某类资源紧张时，根据调度策略和优先级动态调整资源分配。例如，若 CPU 资源紧张，降低批处理任务的资源分配，优先保障实时任务。对于空闲资源，及时分配给等待资源的高优先级任务。同时，根据业务高峰低谷时段，提前或滞后调整资源分配，如在业务高峰前增加实时任务资源。