面试题：自定义Go语言Goroutine负载均衡与任务调度器

Question

假设Go原生的Goroutine负载均衡与任务调度器不能满足特定业务需求，需要你设计并实现一个自定义的负载均衡与任务调度器。请描述整体设计架构、关键数据结构、调度算法，并且给出核心代码片段示例。

Answer 1

整体设计架构

1. 任务队列：用于存储等待处理的任务。任务可以是函数或者包含函数及相关参数的结构体。
2. 工作池：由一组工作者（worker）组成，每个工作者负责从任务队列中取出任务并执行。
3. 调度器：负责将任务分配到工作者，监控工作者的状态，以及动态调整任务分配策略。
4. 监控与反馈模块：用于收集工作者的执行状态、任务执行时间等信息，反馈给调度器以优化调度策略。

关键数据结构

1. 任务结构体：

type Task struct {
    ID       int
    Function func() // 任务要执行的函数
    Args     []interface{} // 函数参数
}

2. 工作者结构体：

type Worker struct {
    ID       int
    TaskChan chan Task
    IsBusy   bool
}

3. 调度器结构体：

type Scheduler struct {
    WorkerCount int
    TaskQueue   chan Task
    Workers     []*Worker
}

调度算法

1. 简单轮询调度算法：按顺序依次将任务分配给每个工作者。
2. 加权轮询调度算法：根据工作者的处理能力分配不同的权重，处理能力强的工作者分配更多任务。
3. 基于任务优先级调度算法：为任务设置优先级，优先分配高优先级任务。

核心代码片段示例

1. 工作者启动函数：

func (w *Worker) Start() {
    go func() {
        for task := range w.TaskChan {
            w.IsBusy = true
            task.Function()
            w.IsBusy = false
        }
    }()
}

2. 调度器初始化与任务分配函数：

func NewScheduler(workerCount int) *Scheduler {
    s := &Scheduler{
        WorkerCount: workerCount,
        TaskQueue:   make(chan Task),
        Workers:     make([]*Worker, workerCount),
    }
    for i := 0; i < workerCount; i++ {
        w := &Worker{
            ID:       i,
            TaskChan: make(chan Task),
            IsBusy:   false,
        }
        s.Workers[i] = w
        w.Start()
    }
    return s
}

func (s *Scheduler) Schedule() {
    for task := range s.TaskQueue {
        for _, w := range s.Workers {
            if!w.IsBusy {
                w.TaskChan <- task
                break
            }
        }
    }
}