Что такое перегрузка при пакетной обработке (batch congestion) и как с ней бороться

Перегрузка при пакетной обработке (Batch Congestion) — это ситуация, когда одновременная или слишком быстрая отправка большого количества задач (батча) приводит к деградации производительности или отказу системы-получателя (например, API, базы данных).

Причина возникновения

Проблема возникает при попытке ускорить обработку данных за счет параллелизма без учета реальных ограничений целевой системы.

Проблемный пример: неконтролируемый параллелизм Этот код пытается отправить все запросы одновременно, что может вызвать отказ API из-за превышения лимитов (rate limiting) или перегрузки сервера.

import requests
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor

urls = [...]  # Очень большой список URL-адресов

# Попытка выполнить все запросы параллельно без ограничений
# может создать тысячи одновременных соединений
with ThreadPoolExecutor() as executor:
    # Этот код с высокой вероятностью вызовет перегрузку
    results = list(executor.map(requests.get, urls))

Способы решения

Основная идея — контролировать интенсивность отправки задач.

1. Ограничение количества параллельных потоков Использование ThreadPoolExecutor с параметром max_workers позволяет ограничить число одновременных запросов.

from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor

urls = [...] # Очень большой список URL-адресов

# Решение: ограничить количество одновременных запросов, например, до 5
with ThreadPoolExecutor(max_workers=5) as executor:
    results = list(executor.map(requests.get, urls))

2. Другие стратегии:

• Разбиение на мини-батчи с задержкой: Обрабатывать данные небольшими порциями с паузой между ними (time.sleep()).
• Использование очередей задач: Системы вроде Celery или RabbitMQ позволяют создать очередь задач и настроить воркеры, которые будут разбирать ее с контролируемой скоростью.
• Реализация механизма "Backpressure": Система-отправитель замедляет отправку задач, если получает сигналы о перегрузке от системы-получателя.