场景

我们在实际开发过程中，有没有遇到这样的场景：用户会提交一些耗时且资源占用较高的任务，比如音视频处理、数据计算、数据处理等，这些任务都需要大量的计算资源。为了解决这个问题，一般服务端会存在多个实例，组成一个集群，来运行这些任务。那么，我们应该如何有效地调度这些任务呢？下面我们考虑几种比较简单且实际的实现方式。

设计目标

什么是设计目标？ 我们的方案需要满足什么样的目的，所有的设计都需要围绕着我们的目的进行。

一定要满足的

• 弹性扩展，任务处理集群需要可以根据业务实际需要进行弹性扩缩容
• 高可用性，任务处理集群需要采用高可用的架构，保证即使某个实例出现故障也能够保证任务的顺利处理
• 负载均衡，能够合理的来分配任务，保证每个实例的负载均衡，减少任务等待时间

尽量满足，或后续可以扩展的

• 任务监控，我们需要对任务的执行情况进行监控，及时发现任务的异常情况，并采取相应的处理措施
• 任务调度，我们需要考虑如何合理地调度任务，使得任务的执行时间最短，效率最高
• 任务优先级，我们需要考虑不同任务的优先级，优先处理一些紧急任务，避免长时间等待

我们在设计一个服务时，有没有从纯技术的角度来思考我们的设计目标？不仅仅是满足业务需求，还要考虑到设计的可维护性、可扩展性、可复用性等方面。因为我们所设计的服务不仅仅是为了解决当下的业务需求，更是为了未来的发展和变化预留余地。因此，我们需要合理地选取技术架构，采用适当的设计模式，规范代码编写规范，以便于未来的维护和升级。另外，我们还需要充分考虑服务的性能、安全性、可靠性等因素，确保服务能够稳定地运行，并能够及时地发现和处理问题。

三种可以实现的方案

一、消息队列

将任务提交到消息队列，然后处理集群注册为消费者

优点：

• 消息队列本身有机制可以保证消费顺序和消息的持久化等，实现较容易
• 可以动态扩缩容，没有单点问题

缺点：

• 引入了额外的中间件，提升了架构复杂度
• 为了资源分配均匀，拉取消息和确认消息需要手动处理

实现时还要考虑很多问题，比如消费的幂等性处理；任务的状态更新与确认消息的原子性怎么保障，等等。

二、任务协调者

增加一个任务协调者的角色，它维护着所有可用节点，并且负责任务的分配.

优点：

• 由于所有实例都由协调者维护，意味着我们可以非常灵活的控制实例的调度，并且很容易的实现各种监控看板

缺点：

• 实现复杂，包括协调者的实现，以及对应的SDK实现。

这个方案实现起来就更复杂了，协调者的高可用怎么保障；节点与协调者之间如何互相感知，节点掉线怎么办；负载均衡策略如何设计，等等。

三、定时任务

定时任务，集群内每个实例都通过定时任务扫描任务表，自行拉取任务处理。

优点：

• 实现简单，无需额外的中间件或服务支持

缺点：

• 实时性，定时任务无论如何都会有一定的延迟，无法实时的处理任务
• 资源浪费，无论当前有没有需执行的任务，都需要频繁的查询DB

这个实现比较简单，但是也是有一些问题需要考虑的，比如怎么保证任务不被多个节点同时获取到；频繁的DB查询怎么提高性能；定时任务的时间间隔怎么设置，等等。

总结

整体来说每种方案优缺点明显，这里只是简单举例了几种比较容易实现的方式，但是在实际上设计或开发的时候，还有大量的细节需要考虑，比如：

1. 怎么判断自己是否还有足够的资源执行任务？是根据cpu、内存？ 还是固定每个节点的有任务上限数？
2. 任务需不需有顺序？ 如果需要有顺序怎么实现？
3. 任务失败了怎么办？重试还是放弃？
4. 监控怎么做？ 监控的目的是什么？ 需要监控哪些指标？业务指标还是性能指标？
5. ...等等

这里只是抛砖引玉，在实际的业务场景中，我们可以根据业务需求及目标来设计合适的方案，没有哪种方案是可以万能通用的，大部分的架构设计都是围绕着实际业务来进行的。 PS: 如果大家有什么想法可以评论区讨论