Volcano调度器队列优先级优化方案解析

背景介绍

Volcano作为一款面向高性能计算场景的Kubernetes原生批处理调度系统，其队列(Queue)机制是资源调度的核心组件。当前版本中，队列优先级是通过share值间接确定的——share值越低表示优先级越高。这种设计虽然功能完整，但在实际使用中存在一定的认知门槛和操作复杂性。

现有机制分析

现有调度器采用DRF(Dominant Resource Fairness)算法，通过比较队列的share值来决定调度顺序。这种设计存在两个主要问题：

1. 反直觉设计：数值越小优先级越高的逻辑与大多数用户的直觉相悖
2. 调试困难：优先级与share值的间接关联增加了问题排查的复杂度

改进方案设计

新方案在Queue资源规范中引入显式的priority字段，同时保持对现有share机制的兼容：

spec:
  priority: 100  # 显式优先级数值
  reclaimable: true
  weight: 1

关键设计要点

1. 优先级范围：采用int32整型，范围0-2147483647
2. 排序规则：
   • 优先比较显式priority字段
   • 当priority相同时，回退到现有share比较逻辑
3. 资源回收机制：过载队列自动排除在调度过程外，确保系统稳定性

实现细节

在调度器内部，所有实现了QueueOrderFn接口的插件都将遵循新的排序逻辑：

1. 预检查阶段：过滤掉资源使用超限的队列
2. 主排序阶段：按priority降序排列
3. 次级排序：priority相同时按share升序排列

技术价值

这一改进为系统带来三个层面的提升：

1. 用户体验：直观的优先级数值降低使用门槛
2. 运维效率：显式配置简化问题诊断过程
3. 系统扩展性：为未来更复杂的调度策略奠定基础

展望

该方案已通过社区评审并完成实现，后续可在此基础上发展多维度调度策略，如结合队列优先级与时间片轮转等高级特性，进一步满足多样化场景需求。