分布式处理众多小任务的设计模式

一种常用的设计模式是Master-Worker模式，它用于分布式处理众多小任务。

在Master-Worker模式中，有一个主节点（Master）和多个工作节点（Worker）。主节点负责将任务分发给工作节点，工作节点执行任务并将结果返回给主节点。

以下是一个简单的示例代码，展示了如何使用Master-Worker模式来处理众多小任务：

from queue import Queue
from threading import Thread

# 定义任务类
class Task:
    def __init__(self, task_id, data):
        self.task_id = task_id
        self.data = data

    def process(self):
        # 执行任务的逻辑
        result = self.data * 2
        return result

# 定义工作节点类
class Worker(Thread):
    def __init__(self, task_queue, result_queue):
        super().__init__()
        self.task_queue = task_queue
        self.result_queue = result_queue

    def run(self):
        while True:
            # 从任务队列中获取任务
            task = self.task_queue.get()
            if task is None:
                # 如果获取到的任务为空，表示任务已经全部执行完毕
                break

            # 执行任务并将结果放入结果队列
            result = task.process()
            self.result_queue.put(result)
            self.task_queue.task_done()

# 定义主节点类
class Master:
    def __init__(self, num_workers):
        self.num_workers = num_workers
        self.task_queue = Queue()
        self.result_queue = Queue()

    def submit_task(self, task):
        # 将任务放入任务队列
        self.task_queue.put(task)

    def process_tasks(self):
        # 创建并启动工作节点
        workers = []
        for _ in range(self.num_workers):
            worker = Worker(self.task_queue, self.result_queue)
            worker.start()
            workers.append(worker)

        # 等待所有任务执行完毕
        self.task_queue.join()

        # 停止工作节点
        for _ in range(self.num_workers):
            self.task_queue.put(None)
        for worker in workers:
            worker.join()

        # 处理结果
        results = []
        while not self.result_queue.empty():
            result = self.result_queue.get()
            results.append(result)
        return results

# 创建主节点
master = Master(num_workers=4)

# 提交任务
for i in range(10):
    task = Task(task_id=i, data=i)
    master.submit_task(task)

# 处理任务并获取结果
results = master.process_tasks()
print(results)

在上述示例中，我们定义了一个Task类表示任务，其中包含一个process方法用于执行任务的逻辑。我们还定义了一个Worker类表示工作节点，它继承自Thread类，每个工作节点都会从任务队列中获取任务并执行。最后，我们定义了一个Master类表示主节点，它负责将任务分发给工作节点，并等待所有任务执行完毕后处理结果。

通过使用Master-Worker模式，我们可以方便地将众多小任务分布到不同的工作节点上进行并行处理，提高任务处理的效率。