PocketFlow-Typescript中的MapReduce设计模式解析
2025-06-19 12:08:49作者:裘晴惠Vivianne
什么是MapReduce模式
MapReduce是一种经典的分布式计算模式,最初由Google提出,用于处理大规模数据集。在PocketFlow-Typescript项目中,MapReduce被实现为一种设计模式,用于处理以下两种情况:
- 输入数据量大的场景(如需要处理多个文件)
- 输出数据量大的场景(如需要填写多种表单)
这种模式的核心思想是将复杂任务分解为更小的、理想情况下可以独立执行的子任务。
MapReduce工作原理
MapReduce模式包含两个主要阶段:
- Map阶段:使用BatchNode将大任务分解为多个小任务
- Reduce阶段:将Map阶段的结果进行聚合处理
输入数据 → Map(分解) → 中间结果 → Reduce(聚合) → 最终结果
实际应用示例:文档摘要系统
让我们通过一个文档摘要系统的例子来理解PocketFlow-Typescript中MapReduce的实现。
场景描述
假设我们有一组文档文件,需要完成以下任务:
- 为每个文件生成单独的摘要
- 将所有文件的摘要合并成一个综合摘要
代码实现解析
1. 定义共享存储结构
首先定义存储中间结果和最终结果的数据结构:
type SharedStorage = {
files?: Record<string, string>; // 原始文件集合
file_summaries?: Record<string, string>; // 各文件摘要
all_files_summary?: string; // 综合摘要
};
2. Map阶段:单个文件摘要生成
使用BatchNode实现Map阶段,为每个文件生成摘要:
class SummarizeAllFiles extends BatchNode<SharedStorage> {
// 准备阶段:将文件集合转换为[文件名, 内容]的数组
async prep(shared: SharedStorage): Promise<[string, string][]> {
return Object.entries(shared.files || {});
}
// 执行阶段:为单个文件生成摘要
async exec([filename, content]: [string, string]): Promise<[string, string]> {
const summary = await callLLM(`Summarize the following file:\n${content}`);
return [filename, summary];
}
// 后处理:存储所有文件的摘要
async post(shared: SharedStorage, _: [string, string][], summaries: [string, string][]): Promise<string> {
shared.file_summaries = Object.fromEntries(summaries);
return "summarized";
}
}
3. Reduce阶段:摘要合并
使用Node实现Reduce阶段,合并所有文件摘要:
class CombineSummaries extends Node<SharedStorage> {
// 准备阶段:获取所有文件的摘要
async prep(shared: SharedStorage): Promise<Record<string, string>> {
return shared.file_summaries || {};
}
// 执行阶段:合并摘要
async exec(summaries: Record<string, string>): Promise<string> {
const text_list = Object.entries(summaries).map(
([fname, summ]) => `${fname} summary:\n${summ}\n`
);
return await callLLM(
`Combine these file summaries into one final summary:\n${text_list.join("\n---\n")}`
);
}
// 后处理:存储最终的综合摘要
async post(shared: SharedStorage, _: Record<string, string>, finalSummary: string): Promise<string> {
shared.all_files_summary = finalSummary;
return "combined";
}
}
4. 构建并执行流程
将两个节点连接起来并执行:
const batchNode = new SummarizeAllFiles();
const combineNode = new CombineSummaries();
batchNode.on("summarized", combineNode);
const flow = new Flow(batchNode);
flow.run({
files: {
"file1.txt": "Alice was beginning to get very tired of sitting by her sister...",
"file2.txt": "Some other interesting text ...",
},
});
性能优化建议
上述示例是顺序执行的,如果需要提高处理速度,可以使用ParallelBatchNode
替代BatchNode
实现并行处理。这在处理大量文件时能显著提升性能。
MapReduce模式的优势
- 可扩展性:可以轻松处理数据量的增长
- 容错性:单个任务的失败不会影响整个流程
- 灵活性:适用于各种数据处理场景
- 清晰性:代码结构清晰,易于理解和维护
适用场景
PocketFlow-Typescript中的MapReduce模式特别适合以下场景:
- 批量数据处理
- 日志分析
- 数据转换
- 分布式计算任务
- 任何可以分解为独立子任务的工作流
通过这种模式,开发者可以构建高效、可维护的数据处理流程,充分利用系统资源,提高整体处理效率。
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