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如何批量处理请求？DeepSeek-R1并发部署实战

1. 背景与挑战：从单请求到高并发的演进

随着本地大模型在办公自动化、智能问答和教育辅助等场景中的广泛应用，用户对响应效率和系统吞吐能力提出了更高要求。尽管DeepSeek-R1-Distill-Qwen-1.5B凭借其蒸馏优化架构实现了在纯 CPU 环境下的高效推理，但默认配置下仍以串行方式处理请求，难以满足多用户同时访问或高频调用的需求。

实际应用中常见的痛点包括： - 多个客户端同时发起提问时出现排队等待 - 批量数据处理任务耗时过长 - Web 接口响应延迟波动大，用户体验不一致

为解决上述问题，本文将围绕 DeepSeek-R1 (1.5B) 模型展开并发部署实战，重点介绍如何通过服务端架构优化实现批量处理请求的能力，提升整体吞吐量与资源利用率。

2. 技术选型与架构设计

2.1 核心目标

本次部署的核心目标是： - 实现HTTP 接口级别的并发支持- 支持同步与异步两种调用模式- 在无 GPU 的 CPU 环境下稳定运行- 保证推理质量不因并发而下降

2.2 架构组件选择

关键洞察：虽然 vLLM 主要面向 GPU 场景，但其 CPU 模式下的请求调度器仍可有效管理输入队列，结合 FastAPI 的异步特性，可在纯 CPU 环境中实现软性的“批处理”效果。

3. 部署实践：构建支持批量请求的服务端

3.1 环境准备

确保系统已安装以下依赖：

# Python 3.10+ pip install modelscope transformers torch fastapi uvicorn gunicorn pip install vllm==0.4.2 # 注意版本兼容性

⚠️ 当前 vLLM 对 CPU 模式的完整支持仍在迭代中，建议使用0.4.2或以上版本，并启用--device cpu参数。

3.2 模型加载与初始化

创建model_loader.py文件用于封装模型加载逻辑：

from transformers import AutoTokenizer, AutoModelForCausalLM from modelscope.hub.snapshot_download import snapshot_download def load_model(): model_dir = snapshot_download('deepseek-ai/DeepSeek-R1-Distill-Qwen-1.5B') tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(model_dir, trust_remote_code=True) model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained( model_dir, device_map="auto", trust_remote_code=True, torch_dtype="auto" ) return model, tokenizer

3.3 实现批处理推理服务

使用 FastAPI 构建异步接口，支持接收多个请求并进行内部聚合处理：

# app.py from fastapi import FastAPI from pydantic import BaseModel import asyncio from typing import List from model_loader import load_model app = FastAPI(title="DeepSeek-R1 Batch Inference Server") # 全局变量（生产环境应使用依赖注入） model, tokenizer = load_model() class QueryRequest(BaseModel): prompt: str max_tokens: int = 512 class BatchQueryRequest(BaseModel): requests: List[QueryRequest] # 模拟批处理池（简化版） request_queue = [] is_processing = False async def process_batch(): global request_queue, is_processing if is_processing or not request_queue: return is_processing = True # 提取所有 prompts inputs = [item["prompt"] for item in request_queue] max_lengths = [item["max_tokens"] for item in request_queue] # Tokenize 批量输入 inputs_tokenized = tokenizer(inputs, return_tensors="pt", padding=True, truncation=True).to(model.device) with torch.no_grad(): outputs = model.generate( **inputs_tokenized, max_new_tokens=min(max_lengths), do_sample=True, temperature=0.7 ) # 解码结果 responses = tokenizer.batch_decode(outputs, skip_special_tokens=True) # 回调每个请求的 future for i, (req, resp) in enumerate(zip(request_queue, responses)): req["future"].set_result(resp) request_queue.clear() is_processing = False @app.post("/generate") async def generate_single(request: QueryRequest): future = asyncio.get_event_loop().create_future() request_queue.append({ "prompt": request.prompt, "max_tokens": request.max_tokens, "future": future }) # 触发批处理（可加入延迟合并策略） asyncio.create_task(process_batch()) result = await future return {"response": result} @app.post("/batch_generate") async def batch_generate(request: BatchQueryRequest): futures = [asyncio.get_event_loop().create_future() for _ in request.requests] for req, fut in zip(request.requests, futures): request_queue.append({ "prompt": req.prompt, "max_tokens": req.max_tokens, "future": fut }) asyncio.create_task(process_batch()) results = await asyncio.gather(*futures) return {"responses": results}

3.4 启动命令配置

使用 Gunicorn 管理多个 Uvicorn 工作进程，提升并发承载能力：

gunicorn -k uvicorn.workers.UvicornWorker \ -w 2 \ -b 0.0.0.0:8000 \ --timeout 300 \ app:app

📌参数说明： --w 2：启动 2 个工作进程（根据 CPU 核数调整） ---timeout 300：避免长文本生成超时中断 - 使用UvicornWorker支持异步非阻塞

4. 性能测试与优化建议

4.1 测试方案设计

使用locust进行压力测试，模拟不同并发级别的请求：

# locustfile.py from locust import HttpUser, task, between import json class DeepSeekUser(HttpUser): wait_time = between(1, 3) @task def single_query(self): self.client.post( "/generate", json={"prompt": "鸡兔同笼，共8头，26足，问鸡兔各几只？", "max_tokens": 200} ) @task def batch_query(self): self.client.post( "/batch_generate", json={ "requests": [ {"prompt": "请解释牛顿第一定律", "max_tokens": 150}, {"prompt": "写一个Python冒泡排序", "max_tokens": 200} ] } )

启动测试：

locust -f locustfile.py --host http://localhost:8000

4.2 测试结果对比

✅结论：虽然单次批处理延迟略高，但QPS 提升超过 100%，表明批量处理显著提升了系统整体吞吐能力。

4.3 优化建议

1. 引入请求缓冲窗口（Micro-batching）python await asyncio.sleep(0.1) # 合并短时间内的请求

2. 限制最大批大小

3. 防止 OOM，建议设置max_batch_size=4~8（取决于内存）

4. 启用缓存机制

5. 对重复问题做 KV 缓存，减少冗余计算

6. 负载均衡扩展

7. 多实例部署 + Nginx 反向代理，横向扩展服务能力

5. 总结

5.1 核心价值回顾

本文围绕DeepSeek-R1-Distill-Qwen-1.5B模型，完成了从单机部署到支持批量请求的并发服务化改造。通过结合 FastAPI、vLLM 与 Gunicorn 的技术栈，在纯 CPU 环境下实现了高效的本地推理服务能力。

关键技术成果包括： - ✅ 实现了基于队列的动态批处理机制 - ✅ 支持单请求与批量请求双接口模式 - ✅ 在无 GPU 条件下达成合理并发性能 - ✅ 提供可复用的部署模板与压测方案

5.2 最佳实践建议

1. 适用场景优先级：
2. ✔️ 中低频问答系统
3. ✔️ 内部工具自动化

4. ❌ 实时对话机器人（需更低延迟）

5. 资源规划建议：

6. 至少 16GB 内存（推荐 32GB）
7. 多核 CPU（如 Intel i7/i9 或 AMD Ryzen 7+）

8. SSD 存储保障加载速度

9. 后续升级方向：

10. 接入 ONNX Runtime 进一步加速 CPU 推理
11. 使用 Ray 实现分布式推理集群
12. 添加身份认证与限流模块增强安全性

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