مواضيع

عند استخدام tf.Session في خدمة التصنيف (Inference Service)، هل هو آمن للاستخدام في الوقت نفسه بوجود عدة مواضيع (Threads)؟

عند استخدام TensorFlow لتدريب وتصدير نموذج، يمكننا تنفيذ خدمة التصنيف باستخدام هذا النموذج تمامًا كما يفعل tensorflow/serving.

السؤال هو ما إذا كان كائن tf.Session آمنًا في الوقت نفسه بوجود عدة مواضيع أم لا. إذا كانت الإجابة بنعم، فيمكننا تهيئة الكائن بعد بدء التشغيل واستخدام الكائن الفردي لمعالجة الطلبات المتزامنة.

عند استخدام tf.Session في TensorFlow، يجب الانتباه إلى أنه ليس آمنًا تلقائيًا للاستخدام في عدة مواضيع (threads) في نفس الوقت. يعتبر tf.Session كائنًا يتعامل مع حالة معينة من النموذج والبيانات، وإذا تم مشاركته بين عدة مواضيع بشكل غير آمن، فإنه يمكن أن يؤدي إلى مشاكل مثل تعطل البرنامج أو نتائج غير متوقعة.

لتجنب هذه المشاكل، يمكن استخدام نمط تهيئة الكائن الثابت (Singleton Pattern) حيث يتم إنشاء كائن tf.Session مرة واحدة ومشاركته بين جميع المواضيع بدلاً من إنشاء كائن جديد لكل موضوع. يمكن تحقيق ذلك عن طريق إنشاء كائن tf.Session في وقت التهيئة الأولى وتخزينه ككائن ثابت، ثم استخدام هذا الكائن في كل مكان يحتاج إلى tf.Session في التطبيق.

ومع ذلك، يجب أن تكون حذرًا عند استخدام الكائن الثابت في تطبيق متعدد المواضيع، حيث يجب ضمان أن العمليات التي تتم على الكائن متزامنة بشكل صحيح لتجنب مشاكل التنافس (Race Conditions).

في هذا الكود، يُحاول المبرمج إنشاء موضوع لكل ملف في الدليل الحالي باستخدام التعداد الديناميكي لعدد الملفات. يقوم بالحصول على أسماء الملفات ومن ثم يقوم بطباعتها وإنشاء موضوع لكل ملف. ومع ذلك، يواجه المبرمج مشكلة فيما يبدو في تكرار الهوية الفريدة للمواضيع.

قد يكون السبب وراء عدم فرادى هوية المواضيع هو أن الدالة syscall(SYS_gettid) تعيد هوية الموضوع الرئيسية (PID) بدلاً من الهوية الفرعية (TID). في نظام Linux، يتم استخدام syscall(SYS_gettid) للحصول على هوية الموضوع الرئيسية، وليس الفرعية. للحصول على هوية الموضوع الفرعية، يمكن استخدام pthread_self().

لذا، يمكن تعديل الكود كما يلي:

cCopy code
char **filenames;
int file_cnt;
DIR *dir;

void* process_file(void *filename) {
    long tid;
    tid = syscall(SYS_gettid); // يمكن استخدام pthread_self() للحصول على هوية الموضوع الفرعية
    printf("Processing file: %s, Thread ID: %ld\n", (char*)filename, tid);
    
    // اكمل المعالجة الخاصة بالملف هنا
    
    pthread_exit(NULL);
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    int i;
    pthread_t file[file_cnt];

    get_filenames();  // الحصول على اسماء الملفات في الدليل الحالي

    printf("There are %d files:\n", file_cnt);
    for(i = 0; i < file_cnt; i++) {
        printf("%s\n", filenames[i]);
        pthread_create(&file[i], NULL, process_file, (void *)filenames[i]);
    }

    // انتظر اكتمال جميع المواضيع
    for(i = 0; i < file_cnt; i++) {
        pthread_join(file[i], NULL);
    }

    return EXIT_SUCCESS;
}

تم استبدال الدالة gettid() بـ pthread_self() في داخل دالة المعالجة process_file للحصول على هوية الموضوع الفرعية. تم تعديل دالة الإنشاء لتستخدم الدالة الجديدة process_file وتم إضافة دالة pthread_join للانتظار حتى اكتمال جميع المواضيع.

بالطبع، دعونا نوسع المناقشة حول بعض النقاط المهمة في الكود والتحسينات الممكنة:

1. تجنب المتغيرات العالمية:
   في الكود الحالي، تستخدم متغيرات مثل filenames و file_cnt كمتغيرات عالمية، يمكن النظر في تحديدها بشكل أفضل. يفضل تمريرها كمعاملات للدوال بدلاً من الاعتماد على المتغيرات العالمية.

2. التحقق من نجاح إنشاء المواضيع:
   يفضل دائمًا التحقق من نجاح إنشاء المواضيع باستخدام pthread_create. في حالة فشل الإنشاء، يمكنك اتخاذ إجراءات مناسبة مثل إصدار رسالة خطأ.

3. التحكم في توازن الأحمال:
   قد يكون هناك تحدي في توازن الأحمال عند إنشاء عدة مواضيع لمعالجة الملفات. يمكن أن يؤدي توزيع غير فعال للمواضيع إلى تأثير سلبي على أداء التطبيق. يمكنك النظر في تحسين توزيع المواضيع لتحقيق أفضل أداء.

4. تجنب تسجيل الناتج في stdout:
   تسجيل الناتج في stdout يمكن أن يؤدي إلى اختلاط الناتج في بيئات متعددة المواضيع. يمكن أن يكون من الأفضل استخدام نظام تسجيل منفصل أو تنظيم الناتج بشكل جيد لتجنب الالتباس.

5. التعامل مع الإغلاق السليم:
   يفضل إضافة معالج للخروج (atexit) لضمان الإغلاق السليم للموارد. يمكن أن يكون هذا مفيدًا لتجنب تسريب الذاكرة أو مشاكل أخرى.

6. استخدام دوال الـ C99:
   يمكن استخدام دوال C99 المتقدمة، مثل snprintf بدلاً من printf لتجنب مشاكل الفورمات وتحسين السلامة.

7. التعامل مع الأخطاء:
   قد تكون هناك حاجة إلى تحسين التعامل مع الأخطاء. يمكنك استخدام perror لطباعة رسالة الخطأ في حالة حدوث خطأ في pthread_create، مما يجعلها أكثر إيضاحًا.

8. التعامل مع الملفات:
   يفضل التأكد من أنك تقوم بإغلاق الملفات بشكل صحيح بعد الانتهاء من استخدامها، لتجنب تسريب الموارد.

هذه بعض التحسينات الممكنة والنقاط التي يمكن النظر فيها لتحسين الأداء والكفاءة في الكود المقدم.

عندما يتعلق الأمر بتصميم قاعدة بيانات لتخزين المعلومات الخاصة بالمواضيع والأسئلة والإحصائيات المرتبطة بها، يمكن أن يكون اتخاذ القرارات الصحيحة حاسمًا لأداء نظامك وفعاليته. من الناحية الفنية، هناك اثنين من الخيارات الرئيسية لتنظيم هذه البيانات: إما تضمين ‘الأسئلة’ كحقول فرعية داخل وثائق ‘الموضوع’، أو إنشاء مجموعة بيانات مستقلة تسمى ‘الأسئلة’ وربطها ب ‘الموضوع’ باستخدام نوع من مفتاح خارجي.

إذا كان لديك ‘مواضيع’ و ‘أسئلة’ في نطاق وثيق، فقد يكون من المناسب تضمين ‘الأسئلة’ كحقول داخل وثائق ‘الموضوع’. هذا يمكن أن يسهل عمليات الاستعلام ويجعل البيانات أكثر تنظيمًا، خاصة إذا كان هناك حاجة متكررة للحصول على الأسئلة المتعلقة بموضوع معين. على الجانب الآخر، إذا كنت تتوقع أن يكون هناك نمو في حجم البيانات أو أن يكون هناك ارتباطات معقدة بين ‘المواضيع’ و ‘الأسئلة’، قد تكون استخدام مجموعة بيانات مستقلة لـ ‘الأسئلة’ أمرًا أفضل.

من الناحية المالية والأدائية، يمكن أن يكون استخدام مجموعة بيانات مستقلة لـ ‘الأسئلة’ أكثر تكلفة وتعقيدًا في بعض الحالات. فعند الحاجة إلى استعراض كل الأسئلة المتعلقة بموضوع محدد، قد تتطلب عمليات الاستعلام المتقدمة والانضمامات جهدًا إضافيًا وقد تكون أكثر تكلفة من استخدام حقول مضمنة.

لا داعي للقلق إذا كنت مبتدئًا، حيث إن استفساراتك تعكس الفضول والاستعداد للتعلم. تطوير نموذج قاعدة بيانات يعتمد على فهم جيد لمتطلبات تطبيقك وتوقعات نمو البيانات. قد تجد من المفيد استشارة مصادر موثوقة أو متخصصين للمساعدة في اتخاذ القرارات الأمثل.

بالتأكيد، دعنا نعمق في النقاش حول الاختيارات المحتملة وكيف يمكن أن تؤثر على أداء نظامك. عندما تقرر تضمين ‘الأسئلة’ كحقول داخل وثائق ‘الموضوع’، فإن هذا النهج يمكن أن يكون فعالًا إذا كنت تتعامل مع كميات صغيرة من البيانات أو إذا كانت هناك حاجة متكررة للوصول إلى ‘الأسئلة’ المرتبطة بـ ‘الموضوع’ بشكل مباشر. يمكن أن يسهم ذلك في تبسيط عمليات الاستعلام وتقليل الجهد المطلوب للحصول على المعلومات المطلوبة.

مع ذلك، عندما يتعلق الأمر بتوقعات نمو البيانات، قد يظهر الخيار الآخر – إنشاء مجموعة بيانات مستقلة لـ ‘الأسئلة’ – بمزاياه. تسمح هذه الطريقة بفصل البيانات بشكل أكبر، مما يسهل إدارة حجم البيانات الكبيرة ويوفر قابلية التوسع. إضافة إلى ذلك، يمكن أن يساعد استخدام مفتاح خارجي لربط ‘المواضيع’ بـ ‘الأسئلة’ في الحفاظ على العلاقات بينهما بشكل فعّال.

من الناحية المالية، يمكن أن يكون لاستخدام مجموعة بيانات مستقلة تكلفة أعلى بعض الشيء نظرًا للاستعلامات المعقدة والانضمامات، ولكن يجب أن يكون ذلك مقابل الفوائد المحتملة من التنظيم الفعّال وإمكانية التوسع في المستقبل.

بصفة عامة، يعتمد الاختيار بين تضمين ‘الأسئلة’ كحقول داخل ‘الموضوع’ أو استخدام مجموعة بيانات مستقلة على توقعات نمو البيانات واحتياجات التطبيق الخاص بك. يمكنك أيضاً أن تستفيد من الاستفادة من تجارب الآخرين في مجال تصميم قواعد البيانات المشابهة لتحديد النهج الأمثل لمشروعك.