面试题：网络编程并发任务调度中的资源分配策略

Question

假设在一个高并发的网络编程应用中，有多种类型的任务需要调度执行，且不同任务对 CPU、内存等资源的需求差异较大。请阐述你会如何设计一种资源分配策略，以实现高效的任务调度和负载均衡，同时说明这种策略在面对突发大量任务时的应对机制。

Answer 1

资源分配策略设计

1. 任务分类：根据任务对 CPU、内存等资源的需求差异，将任务分为 CPU 密集型、内存密集型、I/O 密集型等不同类别。例如，大数据处理任务可能是 CPU 密集型，文件读写任务可能是 I/O 密集型。
2. 资源池划分：针对不同类型的任务，分别创建对应的资源池。如 CPU 资源池可按核心数划分，内存资源池可按内存大小划分，I/O 资源池可按网络带宽、磁盘 I/O 吞吐量等维度划分。每个资源池预留一定比例的资源作为备用，以应对突发情况。
3. 调度算法：采用动态优先级调度算法。任务优先级可根据任务的资源需求、紧急程度、预计执行时间等因素动态调整。例如，对于 CPU 密集型任务，当 CPU 资源充足时，优先级可适当降低；而对于内存密集型任务，在内存资源紧张时，优先级可适当提高。调度器根据任务优先级，从相应资源池获取资源来执行任务。同时，为避免某个任务长时间占用资源，设置任务执行的时间片，当时间片用完后，将任务重新放入调度队列，重新评估优先级。

突发大量任务应对机制

1. 动态资源调整：当检测到突发大量任务时，首先尝试从备用资源池中分配资源给新任务。若备用资源不足，可根据任务类型和当前资源使用情况，动态调整资源池的大小。例如，如果突发大量 CPU 密集型任务，可适当减少内存资源池的资源，增加到 CPU 资源池。
2. 负载均衡：在多个服务器节点之间实现负载均衡。当某一节点检测到大量任务时，可将部分任务通过负载均衡器分发到其他负载较轻的节点执行。负载均衡器可根据节点的资源使用情况（如 CPU 利用率、内存使用率等）、任务队列长度等因素，智能选择目标节点。
3. 任务队列与限流：为每个资源池设置任务队列，当资源不足时，新任务进入队列等待。同时，设置任务限流机制，当任务队列长度达到一定阈值时，暂时拒绝新任务的提交，并返回提示信息给客户端，告知其稍后重试。待资源有空闲时，逐步从任务队列中取出任务执行。