面试题：网络编程之非阻塞Socket QoS的策略实现

Question

假设在一个高并发的非阻塞Socket应用场景下，要确保实时性业务的QoS，描述你会采用哪些具体的调度策略和算法，并解释这些策略和算法如何协同工作以保障不同业务的服务质量？

Answer 1

调度策略和算法

1. 优先级队列调度：为不同的实时性业务分配不同的优先级。例如，对于延迟敏感的视频流业务分配较高优先级，而对一些相对不太敏感的后台数据传输业务分配较低优先级。在队列中，高优先级的任务会优先被处理。这样能保证关键实时业务优先得到服务，减少延迟。
2. 加权公平队列调度（WFQ）：给每个业务流分配一个权重，根据权重来分配网络带宽等资源。比如，对于重要的实时业务，给予较高的权重，使得它能在总资源中获取相对较多的份额。它能在保证公平性的基础上，向关键业务倾斜资源，保障其服务质量。
3. 速率限制算法：使用令牌桶算法或漏桶算法对每个业务流的速率进行限制。令牌桶算法中，系统以固定速率生成令牌放入桶中，业务流发送数据时需从桶中获取令牌，若桶中无令牌则等待。这可以防止某个业务流占用过多带宽，影响其他实时业务的传输。

协同工作方式

• 优先级队列调度首先对业务进行优先级划分，使得高优先级实时业务在调度顺序上优先。当有新任务到达时，先按照优先级进入对应的队列。
• 加权公平队列调度在分配资源时，结合优先级和权重，对于高优先级业务且权重较大的，给予更多的资源分配，如更多的网络带宽、CPU时间片等，确保其服务质量。
• 速率限制算法则在底层保障每个业务流不会因为突发流量而过度占用资源，影响其他业务。通过对业务流速率的限制，使得整个系统资源分配更加稳定和合理，进一步保障不同实时业务的服务质量。在整体运行过程中，优先级队列调度决定处理顺序，加权公平队列调度决定资源分配比例，速率限制算法防止资源过度占用，三者协同工作，保障不同业务的服务质量。