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
CodeCraft Studio5 小时前
PDF处理控件Aspose.PDF教程:使用 Python 将 PDF 转换为 Base64
开发语言·python·pdf·base64·aspose·aspose.pdf
困鲲鲲6 小时前
Python中内置装饰器
python
摩羯座-185690305946 小时前
Python数据可视化基础:使用Matplotlib绘制图表
大数据·python·信息可视化·matplotlib
爱隐身的官人7 小时前
cfshow-web入门-php特性
python·php·ctf
gb42152877 小时前
java中将租户ID包装为JSQLParser的StringValue表达式对象,JSQLParser指的是?
java·开发语言·python
THMAIL7 小时前
量化股票从贫穷到财务自由之路 - 零基础搭建Python量化环境:Anaconda、Jupyter实战指南
linux·人工智能·python·深度学习·机器学习·金融
~-~%%7 小时前
从PyTorch到ONNX:模型部署性能提升
人工智能·pytorch·python
蒋星熠8 小时前
Flutter跨平台工程实践与原理透视:从渲染引擎到高质产物
开发语言·python·算法·flutter·设计模式·性能优化·硬件工程
爬虫程序猿8 小时前
《京东商品详情爬取实战指南》
爬虫·python
胡耀超8 小时前
4、Python面向对象编程与模块化设计
开发语言·python·ai·大模型·conda·anaconda