Python 实现大文件的高并发下载

项目背景

基于一个 scrapy-redis 搭建的分布式系统,所有item都通过重写 pipeline 存储到 redislist 中。这里我通过代码演示如何基于线程池 + 协程实现对 item 的中文件下载。

  • Item 结构

    目的是为了下载 item 中 attachments 保存的附件内容。

    json 复制代码
    {
        "crawl_time":
        "20221017 12:00:00",
        "version":
        "20221017 12:00:00",
        "data": [{
            "title": "",
            "attachments": [
                {
                    "ori_url": "https://www.baidu.com",	# 文件地址
                    "path": "",	# 文件本地保存路径
                    "filename": "xxx"	# 文件名称
                }
            ]
        }]
    }

一、批量获取 item

为了能够提高数据的存储效率,选择从 redis 中弹出多个 item,但当前部署的 redis 版本为 5.0lpop 不支持同时弹出多个数据,需要通过 LRANGELTRIM 命令实现,但是两个命令执行不是原子操作,在多线程的情况下会导致数据异常,因此通过 lua 脚本执行批量弹出多个 item

1.1 lua 脚本

1.2 读取数据

设定好批量读取的大小,执行 lua 脚本,获取数据。

二、并发

2.1 线程池

使用线程池去管理这么多 item 下载任务的原因:

  • 减少频繁创建和销毁线程的开销
  • 控制并发数量,防止不断创建线程导致资源耗尽
  • 复用线程,减少线程切换开销

将获取到的 data 进行分片,分片后的数据交给多个线程去下载,提高并发效率。

2.2 协程任务

每个线程新建一个事件循环对象 loop,用来管理分片后的 data 协程任务。

为了复用 TCP 连接和 session,选择让分片 data 共享一个 TCPConnectorClientSession 对象。这是基于 data 分片大小大概率是同一个网站的数据设计的,可以降低连接创建会话管理的的资源消耗。

2.3 协程并发

通过 asyncio.gather 实现协程并发。

三、大文件分块

下载文件时,如果文件比较大,网络又不稳定的情况下,很容易导致下载失败,因此这里通过将文件分块下载优化流程。

3.1 分块

对文件分块之前,先要获取文件大小。向服务器发送一个预请求 head,来获取文件长度,这样可以避免获取整个文件,减少网络传输耗时。

然后对文件进行分块处理,在传输中,需要平衡 网络拥塞 和 请求频次 导致的消耗,这里选择将文件分为 1024 * 1024 也就是 1 MB 的块大小。

使用 asyncio.Semaphore 控制 同时进行的下载任务数量,避免过多并发导致服务器崩溃。

3.2 下载

修改 headers 中的 Range 获取文件指定块大小的内容。

通过装饰器实现文件的断点续传功能,防止因网络不稳定导致文件内容缺失。

当文件的某个块下载失败,超出重试次数时,取消所有该文件块的下载任务,暂时放弃该文件,记录到失败下载队列中保存,避免因为问件本就损坏这种情况导致不断重试。

异步装饰器的实现

3.3 拼接

result 按顺序返回请求的结果,将请求的文件块拼接完成。

相关推荐
2601_962293246 小时前
Python自动化统计团队工作量并生成可视化仪表盘的脚本方案【指导】
python·数据分析·自动化·可视化·仪表盘
2601_962293797 小时前
OCRmyPDF批处理脚本:使用Python自动化复杂OCR任务
python·自动化·批处理脚本·ocrmypdf·ocr任务
Java后端的Ai之路8 小时前
20、Python - 备忘录模式
开发语言·人工智能·python·外观模式·备忘录模式
2601_962077719 小时前
基于Python与NLP的新闻事件信息抽取实战:从NER到时空标准化
python·nlp·transformers·spacy·新闻事件抽取
JavaPub-rodert9 小时前
LangChain 从入门到 Agent 实战:用 Python 搭建一个真正能调用工具和知识库的 AI 助手
人工智能·python·langchain
郝学胜-神的一滴9 小时前
Qt 高级编程 045:坐标体系深度实战
开发语言·c++·windows·python·qt·程序人生
m0_3807438710 小时前
给 OpenAI API 调用加上模型切换:GPT-5.1 和 Codex 的配置实践
人工智能·python·gpt
2601_9622974811 小时前
在python3中、下列输出变量a的正确写法是_2020超星大数据Python免费答案
数据结构·python·算法·编程·字符串操作
“AI国潮设计-小江”11 小时前
Python实战 | SDXL精准控制“普宁英歌舞×星空蛋糕”IP落地,附核心Prompt与商用授权思路
开发语言·人工智能·python·prompt·aigc
公爵爱学习11 小时前
无人机视觉识别前序-Linux-YOLO安装
python·yolo·计算机视觉·conda·无人机