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实现一个支持优先级调度的流式请求队列

在如今的业务平台中,AI 接口调用几乎成了标配。但随之而来的并发问题,往往让开发者头疼不已。想象一下这个场景:用户在前端同时发起了多个请求,一个是耗时较长的“代码生成”,另一个是简单的“句子翻译”。如果按照传统的先进先出(FIFO)队列处理,用户可能得盯着加载动画干等翻译完,才能看到代码结果。

这时候,我们应该如何实现一个支持优先级调度的流式请求队列,允许用户中断低优先级生成,以优先处理高优先级任务?

今天,我们就用通俗易懂的方式,把这个硬核的架构设计彻底讲透。

餐厅后厨点单系统:秒懂优先级调度

在敲代码之前,我们先用一个生活中的例子来建立直觉。你可以把这个调度队列想象成“餐厅后厨的点单系统”。

  • 普通点单(低优先级):客人点了一份“凉拌黄瓜”(相当于翻译句子),后厨开始切菜、拌料。
  • VIP点单(高优先级):老板突然插进来一个紧急订单“佛跳墙”(相当于生成代码)。
  • 中断机制:厨师长一看是VIP订单,立刻喊停:“做黄瓜的停一下,把锅让出来!”于是,做黄瓜的厨师立刻停手,把半成品(状态)保存好,转身去做“佛跳墙”。
  • 恢复机制:等“佛跳墙”做完端走后,厨师长再喊:“刚才那个黄瓜,接着做!”厨师从刚才停下的地方继续切菜、拌料。

在技术层面,核心答案就是:设计一个请求队列,每个请求带有优先级属性。队列管理器根据优先级调度请求,同一时间只执行一个请求。当高优先级请求到达时,可中断正在执行的低优先级请求。

核心实现要点

要实现上述逻辑,我们需要把握以下几个关键点:

  • 请求封装为任务:每个任务必须包含优先级属性,以及一个可取消的异步函数。
  • 队列按优先级排序:高优先级的任务永远排在前面。
  • 当前执行任务可被中断:在 Python 中,我们可以利用 asyncio 提供的取消控制器(Cancellation)机制来实现。
  • 中断后任务状态保存:任务被中断后,需要能够重新加入队列,等待下一次调度。
  • 代码实现:Python + asyncio

    下面是具体的代码实现。为了直观,我们使用列表来模拟优先级队列(实际生产环境中建议使用 heapq 模块)。

    import asyncio
    from dataclasses import dataclass, field
    from typing import Callable, Any, List

    # 定义任务数据结构
    @dataclass(order=True)
    class Task:
    priority: int # 优先级,数字越小优先级越高
    timestamp: float = field(compare=False) # 用于同优先级的公平排序
    coro_func: Callable = field(compare=False) # 异步任务函数
    task_obj: asyncio.Task = field(default=None, compare=False) # asyncio任务对象

    class PriorityScheduler:
    def __init__(self

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