$lang['tuto'] = "سبق"; ?>$lang['tuto'] = "سبق"; ?> Asyncio اور Threading کا استعمال کرتے

Asyncio اور Threading کا استعمال کرتے ہوئے WebSocket پر ازگر پر مبنی موثر آڈیو سٹریمنگ

Asyncio اور Threading کا استعمال کرتے ہوئے WebSocket پر ازگر پر مبنی موثر آڈیو سٹریمنگ
Asyncio اور Threading کا استعمال کرتے ہوئے WebSocket پر ازگر پر مبنی موثر آڈیو سٹریمنگ
Emma Richard
بدھ، 25 ستمبر، 2024 3:11:08 PM

ریئل ٹائم آڈیو ٹرانسکرپشن کے لیے Asyncio اور تھریڈنگ کا امتزاج

WebSocket کنکشن کے ذریعے حقیقی وقت میں آڈیو ڈیٹا کا نظم کرنے میں مختلف مشکلات ہوتی ہیں، خاص طور پر جب تھرڈ پارٹی APIs جیسے Google Speech-to-Text شامل ہوں۔ جب لائیو آڈیو اسٹریمز کسی اینڈرائیڈ ایپ سے سرور پر ڈیلیور کیے جاتے ہیں تو اس ڈیٹا کو غیر مطابقت پذیر طریقے سے پروسیس کرنا بہت ضروری ہو جاتا ہے۔ کلائنٹ سائیڈ پر ریئل ٹائم مائکروفون ان پٹ ٹرانسکرپشن کا مقصد ہے۔

سرور اس پروجیکٹ میں موصول ہونے والے آڈیو فریم کی نگرانی اور کلائنٹ کو ریئل ٹائم ٹرانسکرپشن فراہم کرنے کا ذمہ دار ہے۔ ازگر کا asyncio فریم ورک، جو غیر مطابقت پذیر آپریشنز کو قابل بناتا ہے، سرور کی تعمیر میں استعمال ہوتا ہے۔ تاہم، نان بلاکنگ WebSocket ٹرانسمیشن کے لیے asyncio کو جوڑتے وقت محتاط مطابقت پذیری کی ضرورت ہوتی ہے۔ تھریڈنگ سمورتی آڈیو پروسیسنگ سے نمٹنے کے لیے۔

گوگل کے اسپیچ ٹو ٹیکسٹ API کا استعمال کرتے ہوئے ریئل ٹائم ٹرانسکرپشن ایک اچھی طرح سے پسند کیا جانے والا آپشن ہے، لیکن اسے async پر مبنی سرور کنفیگریشن کے ساتھ جوڑنے سے آرکیٹیکچرل چیلنجز پیش آسکتے ہیں۔ اس کنفیگریشن میں سسٹم کو ریسپانسیو بنانا اور اس بات کی گارنٹی دینا کہ ہم وقت ساز اور غیر مطابقت پذیر اجزاء یکجہتی سے کام کرتے ہیں۔

یہ مقالہ انضمام کے چیلنجوں کا جائزہ لیتا ہے۔ asyncio کے ساتھ تھریڈنگ ریئل ٹائم آڈیو ٹرانسکرپشن کے لیے اور طریقہ کار کو آسان بنانے کے قابل عمل طریقے فراہم کرتا ہے۔ ہم موثر WebSocket کنکشن مینجمنٹ اور async جنریٹرز کے استعمال جیسے موضوعات کا بھی احاطہ کریں گے۔

حکم استعمال کی مثال
asyncio.run_coroutine_threadsafe() یہ کمانڈ ایک مختلف تھریڈ کے ایونٹ لوپ میں ایک غیر مطابقت پذیر کوروٹائن کے عمل کو قابل بناتا ہے۔ یہ ایک تھریڈ کے اندر غیر مطابقت پذیر افعال کے نفاذ کی ضمانت دیتا ہے، جو ویب ساکٹ کمیونیکیشن جیسے نان بلاکنگ آپریشنز کے لیے asyncio اور تھریڈنگ کو ضم کرنے کے لیے ضروری ہے۔
ThreadPoolExecutor() یہ کمانڈ ورکر تھریڈز کا ایک پول بناتی ہے اور متوازی پروسیسنگ کے لیے متعدد تھریڈز کو منظم کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ یہ اس مسئلے کے لیے منفرد ہے کیونکہ asyncio نان بلاکنگ آپریشنز جیسے WebSocket کنکشنز کا خیال رکھتا ہے، جبکہ یہ بیک وقت آڈیو ٹرانسکرپشن پروسیسنگ کو پس منظر میں سنبھالتا ہے۔
queue.Queue() ایک آڈیو ڈیٹا ڈھانچہ جو تھریڈ ٹو تھریڈ ٹرانسفر کے لیے محفوظ ہے۔ ملٹی تھریڈڈ حالات میں، یہ اس بات کی ضمانت دیتا ہے کہ آڈیو ڈیٹا کے ٹکڑوں کو ترتیب وار پروسیس کیا جاتا ہے، اس لیے ڈیٹا کے نقصان کو روکتا ہے۔ جب آڈیو ایک تھریڈ سے سٹریمنگ ہو رہا ہو جبکہ دوسرے میں پروسیس ہو رہا ہو، یہ بہت اہم ہے۔
async for Async کا استعمال اسینکرونس جنریٹر فنکشنز میں غیر مطابقت پذیر ڈیٹا اسٹریمز پر تکرار کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ غیر مطابقت پذیر ریئل ٹائم گوگل اسپیچ ٹو ٹیکسٹ API جوابات کا نظم کرنا خاص طور پر اس صورتحال میں مددگار ہے۔
await self._audio_queue.put() یہ کمانڈ ایک asyncio قطار بناتی ہے اور ڈی کوڈ شدہ آڈیو مواد کو متضاد طور پر قطار میں کھڑا کرتی ہے۔ بغیر بلاک کیے ایونٹ سے چلنے والے سسٹم میں آڈیو ڈیٹا کو قطار میں کھڑا کرنے اور اسٹریم کرنے کا یہ طریقہ منفرد ہے۔
speech.StreamingRecognizeRequest() Google Speech-to-Text API کے لیے منفرد کمانڈ جو حقیقی وقت میں نقل کے لیے آڈیو ڈیٹا کو حصوں میں منتقل کرتی ہے۔ چونکہ یہ سٹریمنگ ماحول میں ٹرانسکرپشن پر کارروائی کرنے کے لیے درکار حقیقی آڈیو ان پٹ کا انتظام کرتا ہے، اس لیے اس چیلنج کو حل کرنے کے لیے ضروری ہے۔
asyncio.Queue() ایک اسینکیو پر مبنی ایپلیکیشن کے اندر، آڈیو ڈیٹا اس غیر مطابقت پذیر قطار کے ذریعے منتقل کیا جاتا ہے۔ یہ بلاکنگ کو روکتا ہے اور سرور کے مختلف غیر مطابقت پذیر اجزاء کے درمیان آڈیو ڈیٹا کے بہاؤ کا ایک محفوظ ذریعہ پیش کرتا ہے۔
speech.SpeechAsyncClient() گوگل اسپیچ ٹو ٹیکسٹ API کو اس کمانڈ کے ساتھ غیر مطابقت پذیر موڈ میں شروع کیا گیا ہے۔ یہ I/O آپریشنز کو روکنے سے روکتا ہے اور سرور کو ریئل ٹائم آڈیو اسٹریمز کا نظم کرنے کے قابل بناتا ہے۔ ٹرانسکرپشن سروسز کو asyncio پر مبنی WebSocket سرور میں ضم کرنے کے لیے، یہ ضروری ہے۔

تھریڈنگ اور ویب ساکٹ انٹیگریشن کے ساتھ غیر مطابقت پذیر آڈیو پروسیسنگ

مذکورہ بالا پروگرامز Python کا فائدہ اٹھاتے ہیں۔ asyncio اور تھریڈنگ WebSocket کنکشن پر ریئل ٹائم میں آڈیو سٹریمنگ کا انتظام کرنے کے لیے خصوصیات۔ بنیادی اہداف ایک اینڈرائیڈ ایپ سے لائیو آڈیو ڈیٹا لینا، اسے ٹرانسکرپشن کے لیے Google Speech-to-Text API کو بھیجنا، اور کلائنٹ کو جزوی طور پر مکمل شدہ نقلیں فراہم کرنا ہیں۔ asyncio کا استعمال کرتے ہوئے، سرور شروع ہوتا ہے اور مختلف غیر مطابقت پذیر کام انجام دے سکتا ہے، جیسے آڈیو فریم وصول کرنا اور WebSocket کنکشن برقرار رکھنا۔ سرور ان کاموں کو تھریڈنگ کے ساتھ مربوط کرکے ایونٹ لوپ کو روکے بغیر آڈیو ڈیٹا اور دیگر ہم وقت ساز کارروائیوں کو سنبھال سکتا ہے۔

دی آڈیو ہینڈلر کلاس، جو آڈیو ڈیٹا کی وصولی اور پروسیسنگ کی نگرانی کرتی ہے، عمل درآمد کے پیچھے دماغ ہے۔ یہ آنے والے آڈیو حصوں کو قطار میں محفوظ کرتا ہے۔ سرور آڈیو موصول ہونے کے بعد اسے ڈی کوڈ کرتا ہے اور اسے قطار میں شامل کرتا ہے۔ سرور اب آڈیو کی پروسیسنگ کو متعارف کروا کر آف لوڈ کر سکتا ہے۔ ThreadPoolExecutor، جو قطار سے پڑھتا ہے اور Google Speech-to-Text API کے لیے درخواستیں تیار کرتا ہے۔ مؤثر آڈیو ہینڈلنگ اور ٹرانسکرپشن کے لیے، asyncio اور تھریڈنگ کو الگ رکھنا چاہیے۔

WebSocket کمیونیکیشن کی متضاد نوعیت بمقابلہ ہم وقت ساز رویہ جو آڈیو پروسیسنگ کے عمل کے کچھ اجزاء کے لیے درکار ہے سیٹ اپ کے بڑے چیلنجوں میں سے ایک پیش کرتا ہے۔ ایک طریقہ استعمال کرنا ہے۔ asyncio.run_coroutine_threadsafe کمانڈ، جو ایک غیر مطابقت پذیر فنکشن (جیسے کلائنٹ کو ٹرانسکرپشن فراہم کرنا) کو تھریڈڈ سیاق و سباق کے اندر سے انجام دینے کی اجازت دیتا ہے۔ یہ اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ WebSocket کنکشن ریسپانسیو رہے جب کہ پس منظر میں آڈیو پروسیسنگ سرور کو فعال کر کے ٹرانسکرپشن ڈیٹا کو کلائنٹ کو ریئل ٹائم میں مواصلت کرنے کے قابل بناتی ہے۔

مزید برآں، کے انضمام گوگل اسپیچ ٹو ٹیکسٹ غیر مطابقت پذیر تکنیکوں کے ذریعہ منظم کیا جاتا ہے۔ اسکرپٹ آڈیو سیگمنٹس کو گوگل API کے ذریعے بھیجتی ہے۔ StreamingRecognizeRequest اور متضاد طور پر واپس وصول کرتا ہے۔ جوابات کو عبور کرنے کے لیے ایک غیر مطابقت پذیر لوپ کا استعمال کیا جاتا ہے، اس بات کی ضمانت دیتا ہے کہ ٹرانسکرپشن پر کارروائی کی جاتی ہے اور کلائنٹ کو فوری طور پر واپس بھیج دیا جاتا ہے۔ نان بلاکنگ ویب ساکٹ آپریشنز اور بیک گراؤنڈ پروسیسز کے لیے تھریڈنگ کے لیے asyncio کے استعمال کے ذریعے، سرور ریئل ٹائم آڈیو اسٹریمز کو مؤثر طریقے سے ہینڈل کر سکتا ہے، ان کو ٹرانسکرپشن کے لیے پروسیس کر سکتا ہے، اور نتائج کو ایک بہترین فارمیٹ میں واپس کر سکتا ہے۔

یہ ٹیوٹوریل بتاتا ہے کہ پائتھون کو کیسے استعمال کیا جائے۔ asyncio اور تھریڈنگ ریئل ٹائم آڈیو اسٹریمز کا نظم کرنے کے لیے جو a پر بھیجے جاتے ہیں۔ ویب ساکٹ کنکشن بڑا مقصد گوگل وائس ٹو ٹیکسٹ API کا استعمال کرتے ہوئے صارف کی آواز کی ریئل ٹائم ٹرانسکرپشن فراہم کرنا ہے۔ غیر مطابقت پذیر اور ہم وقت ساز کاموں کو ایک ساتھ منظم کرنے میں چیلنجز پیدا ہوتے ہیں، خاص طور پر جب جزوی نقل اور غیر مسدود مواصلات سے نمٹتے ہیں۔

اس اپروچ میں ازگر کا استعمال بیک گراؤنڈ آڈیو پروسیسنگ کے لیے تھریڈنگ اور نان بلاکنگ ویب ساکٹ مینجمنٹ کے لیے asyncio کے ساتھ کیا جاتا ہے۔ یہ اس بات کی ضمانت دیتا ہے کہ جزوی ٹرانسکرپشن اور لائیو آڈیو اسٹریمز کو مؤثر طریقے سے ہینڈل کیا جاتا ہے۔

import asyncio
import websockets
import base64
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor
from google.cloud import speech
import queue
class AudioHandler:
    def __init__(self, client_handler):
        self._client_handler = client_handler
        self._audio_queue = queue.Queue()
        self._is_streaming = False
        self._speech_client = speech.SpeechClient()
        self._executor = ThreadPoolExecutor(max_workers=1)
    async def receive_audio(self, content, audio_id):
        self._is_streaming = True
        audio_data = base64.b64decode(content)
        self._audio_queue.put(audio_data)
        if not self._request_built:
            future = self._executor.submit(self._build_requests)
            future.add_done_callback(lambda f: self._on_audio_complete(f, audio_id))
    def _build_requests(self):
        audio_generator = self._read_audio()
        requests = (speech.StreamingRecognizeRequest(audio_content=chunk) for chunk in audio_generator)
        responses = self._speech_client.streaming_recognize(config, requests)
        self._listen_print_loop(responses)
    def _read_audio(self):
        while self._is_streaming:
            chunk = self._audio_queue.get()
            yield chunk
    def _listen_print_loop(self, responses):
        for response in responses:
            for result in response.results:
                if result.is_final:
                    asyncio.run_coroutine_threadsafe(self._client_handler.send_transcription(result), self._client_handler.loop)

Python میں موثر ریئل ٹائم آڈیو پروسیسنگ کے لیے Async جنریٹرز کا استعمال

یہ طریقہ سٹریمنگ آڈیو اور گوگل اسپیچ ٹو ٹیکسٹ ٹرانسکرپشن کو اسینک جنریٹرز کے ساتھ Python کے asyncio پیکیج کا استعمال کرتے ہوئے غیر مطابقت پذیر طور پر ہینڈل کرتا ہے۔

import asyncio
import websockets
import base64
from google.cloud import speech
from asyncio import Queue
class AsyncAudioHandler:
    def __init__(self, client_handler):
        self._client_handler = client_handler
        self._audio_queue = Queue()
        self._speech_client = speech.SpeechAsyncClient()
        self._is_streaming = False
    async def receive_audio(self, content, audio_id):
        self._is_streaming = True
        await self._audio_queue.put(base64.b64decode(content))
        if not self._request_built:
            self._request_built = True
            await self._build_requests()
    async def _read_audio(self):
        while self._is_streaming:
            chunk = await self._audio_queue.get()
            yield speech.StreamingRecognizeRequest(audio_content=chunk)
    async def _build_requests(self):
        async for response in self._speech_client.streaming_recognize(requests=self._read_audio()):
            await self._listen_print_loop(response)
    async def _listen_print_loop(self, responses):
        for response in responses:
            if response.results:
                result = response.results[0]
                if result.is_final:
                    await self._client_handler.send_transcription(result.alternatives[0].transcript)

ایرر ہینڈلنگ اور پرفارمنس آپٹیمائزیشن کے ساتھ ریئل ٹائم آڈیو سٹریمنگ کو بڑھانا

مضبوط غلطی سے نمٹنے اور رفتار کی اصلاح WebSocket کنکشنز پر ریئل ٹائم آڈیو پروسیسنگ کے لیے ضروری ہے، پھر بھی انہیں اکثر نظر انداز کیا جاتا ہے۔ نیٹ ورک کی بندش، سرور اوورلوڈ، یا API کے نامناسب استعمال کی وجہ سے لائیو آڈیو فیڈز اور ٹرانسکرپشنز پر کارروائی کرتے وقت کریش یا غیر معمولی رویہ واقع ہو سکتا ہے۔ یہ یقینی بنانا بہت ضروری ہے کہ غلطیاں جیسے کہ کنکشن کا نقصان یا API کی ناکامیوں کو WebSocket سرور کے ذریعے احسن طریقے سے ہینڈل کیا جاتا ہے۔ استحکام کی ضمانت دینے کے لیے، بلاکس کو چھوڑ کر ٹرائی کو اہم افعال کے ارد گرد شامل کیا جا سکتا ہے، جیسے کہ آڈیو قطار سے پڑھنا یا Google Speech-to-Text API سے جوابات پر کارروائی کرنا۔

بھاری کام کے بوجھ کے باوجود سسٹم کی ردعمل کو برقرار رکھنا ایک اور اہم جز ہے۔ لائیو آڈیو پر کارروائی کرتے وقت متعدد فریم تیزی سے سٹریمنگ ہو سکتے ہیں، جو سرور یا ٹرانسکرپشن فراہم کنندہ کو مغلوب کر سکتے ہیں۔ قطار کے اندر بفر سسٹم کا استعمال، جہاں سرور ڈیٹا چنک فلو کو ریگولیٹ کر سکتا ہے، ایک موثر حربہ ہے۔ بہترین کارکردگی کی سطح کو برقرار رکھنے کے لیے ٹائم آؤٹ اور بیک پریشر کے طریقوں کو لاگو کرکے بھی حاصل کیا جا سکتا ہے asyncio ایونٹ لوپ، جو اس بات کی ضمانت دے گا کہ آڈیو کو بغیر کسی تاخیر یا ڈیٹا کے نقصان کے پروسیس اور ٹرانسکرائب کیا گیا ہے۔

سیکیورٹی کارکردگی کے علاوہ ایک مسئلہ ہے۔ حساس ریئل ٹائم ڈیٹا جیسے کہ تقریر کو سنبھالنے کے لیے WebSocket کمیونیکیشن کی حفاظت کرنا ضروری ہے۔ ویب ساکٹ کنکشن کے لیے SSL/TLS کو لاگو کرکے سرور اور کلائنٹ کے درمیان انکرپٹڈ ڈیٹا اسٹریمز کو یقینی بنانا ممکن ہے۔ مزید برآں، نقصان دہ ڈیٹا انجیکشن سے بچا جا سکتا ہے پہلے آنے والے آڈیو ڈیٹا کی سالمیت اور صداقت کو پروسیس کرنے سے پہلے اس کی تصدیق کر کے۔ پورے آڈیو سٹریمنگ اور ٹرانسکرپشن سسٹم کو سیکورٹی اور کارکردگی پر یکساں زور دے کر زیادہ قابل اعتماد، توسیع پذیر اور محفوظ بنایا جا سکتا ہے۔

آڈیو سٹریمنگ کے لیے Asyncio اور تھریڈنگ کے بارے میں مشترکہ سوالات

  1. ریئل ٹائم آڈیو پروسیسنگ کو سنبھالنے میں تھریڈنگ کس طرح مدد کرتی ہے؟
  2. استعمال کرتے ہوئے ۔ ThreadPoolExecutor، تھریڈنگ مرکزی دھاگے کو ویب ساکٹ کنکشن کا انتظام کرنے کے قابل بناتی ہے جبکہ غیر مطابقت پذیر سرگرمیاں، جیسے آڈیو پروسیسنگ، کو دوسرے دھاگوں کو سونپتی ہے۔
  3. میں کیوں استعمال کروں؟ asyncio اکیلے تھریڈنگ کے بجائے؟
  4. asyncio اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ سرور I/O-باؤنڈ آپریشنز جیسے WebSocket کنکشنز اور API کالز کو منظم کرنے کا ایک زیادہ قابل توسیع طریقہ پیش کر کے اسٹال کیے بغیر متعدد کنکشنز کو سنبھال سکتا ہے۔
  5. استعمال کرنے کا کیا فائدہ asyncio.run_coroutine_threadsafe?
  6. یہ کمانڈ ایک الگ تھریڈ کے اندر سے async فنکشن کو انجام دینے کی اجازت دے کر مطابقت پذیر آڈیو پروسیسنگ کے ساتھ async WebSocket سرگرمیوں کے انضمام کو قابل بناتا ہے۔
  7. کیا میں گوگل کا استعمال کر سکتا ہوں؟ SpeechAsyncClient ریئل ٹائم آڈیو ٹرانسکرپشن کے لیے؟
  8. ہاں، SpeechAsyncClient a کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے۔ asyncio-غیر مسدود ٹرانسکرپشن پروسیسنگ کے لیے مبنی فن تعمیر، کیونکہ یہ Google Speech-to-Text API تک غیر مطابقت پذیر رسائی فراہم کرتا ہے۔
  9. میں آڈیو اسٹریم پروسیسنگ کی کارکردگی کو کیسے بہتر بنا سکتا ہوں؟
  10. بفرنگ کو لاگو کریں، ایک کا استعمال کرتے ہوئے ڈیٹا کے بہاؤ کا انتظام کریں۔ asyncio.Queue، اور بیک پریشر یا ٹائم آؤٹ جیسے میکانزم کا استعمال کریں تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ سسٹم بوجھ کے تحت جوابدہ رہے۔

ریئل ٹائم آڈیو پروسیسنگ پر حتمی خیالات

Asyncio اور تھریڈنگ مشترکہ طور پر ریئل ٹائم آڈیو اسٹریمز کو مؤثر طریقے سے منظم کرنے کا ایک طاقتور طریقہ فراہم کرتے ہیں۔ نان بلاکنگ آپریشنز اور متوازی پروسیسنگ کے لیے تھریڈنگ کے لیے asyncio کے فوائد کو بروئے کار لاتے ہوئے، سسٹم کسی بھی کارکردگی کے مسائل یا ڈیٹا کے نقصان کا سامنا کیے بغیر ریئل ٹائم ٹرانسکرپشن تیار کر سکتا ہے۔

لیکن یہ طریقہ رفتار کی اصلاح، غلطی کے انتظام، اور ہم آہنگی اور async اجزاء کے درمیان ہموار مواصلات کی سہولت فراہم کرنے پر پوری توجہ دینے کی ضرورت ہے۔ یہ ہائبرڈ اپروچ درست کنفیگریشن کے ساتھ لائیو ٹرانسکرپشن اور آڈیو اسٹریمنگ سروسز کے لیے ایک قابل توسیع، ذمہ دار نظام پیش کر سکتا ہے۔

حوالہ جات اور اضافی وسائل
  1. Google Speech-to-Text API اور ریئل ٹائم ٹرانسکرپشن کے لیے Python کے ساتھ اس کے انضمام کی وضاحت کرتا ہے۔ مکمل دستاویزات پر دستیاب ہے۔ گوگل کلاؤڈ اسپیچ ٹو ٹیکسٹ .
  2. غیر مسدود I/O آپریشنز کے لیے Python میں تھریڈنگ اور asyncio کو یکجا کرنے کا طریقہ بتاتا ہے۔ تفصیلی گائیڈ پر دستیاب ہے۔ Python Asyncio سرکاری دستاویزات .
  3. Python ایپلی کیشنز کے لیے ویب ساکٹس کے ساتھ کام کرنے کے لیے عملی بصیرت فراہم کرتا ہے۔ سے مزید جانیں۔ WebSockets دستاویزی .
  4. concurrent.futures اور ThreadPoolExecutor کے استعمال کے بارے میں مزید تفصیلات کے لیے، یہاں پر آفیشل ازگر گائیڈ ملاحظہ کریں۔ Python میں تھریڈنگ .