Какие есть способы ограничения concurrency (например, semaphore)?

Ограничение concurrency — это важная практика при работе с асинхронными операциями, особенно когда нужно выполнить множество задач (например, сетевых запросов), но при этом не перегрузить целевой сервер или не исчерпать лимиты системы (например, количество открытых файлов). В JavaScript, который однопоточный, concurrency относится к одновременному запуску асинхронных операций, которые выполняются в фоне, и их количество нужно контролировать.

Основные подходы

• Семафор (Semaphore): классический примитив синхронизации, который управляет доступом к общему ресурсу через счётчик. В JS его можно реализовать с помощью Promise и счётчика активных задач.
• Очередь с ограниченным параллелизмом: задачи помещаются в очередь, и из неё извлекается и запускается не более N задач одновременно. Как только одна задача завершается, запускается следующая.
• Готовые библиотеки: например, p-limit, async (с функцией parallelLimit), bottleneck для более сложного rate limiting.

Пример реализации простого семафора

Создадим класс Semaphore, который будет отслеживать количество разрешений (permits). Метод acquire возвращает Promise, который разрешится, когда будет доступно разрешение.

class Semaphore {
  constructor(maxConcurrency) {
    this.max = maxConcurrency;
    this.current = 0;
    this.queue = [];
  }

  async acquire() {
    if (this.current < this.max) {
      this.current++;
      return Promise.resolve();
    }
    return new Promise(resolve => {
      this.queue.push(resolve);
    });
  }

  release() {
    this.current--;
    if (this.queue.length > 0) {
      this.queue.shift()(); // Разрешаем следующую задачу в очереди
      this.current++;
    }
  }
}

// Использование
const sem = new Semaphore(3);
async function limitedTask(id) {
  await sem.acquire();
  try {
    console.log(`Задача ${id} начата`);
    // Имитация асинхронной работы
    await new Promise(res => setTimeout(res, 1000));
    console.log(`Задача ${id} завершена`);
  } finally {
    sem.release();
  }
}
// Запуск 10 задач, но не более 3 одновременно
for (let i = 0; i < 10; i++) limitedTask(i);

Где применяется

Ограничение concurrency используется при:

• Вызове внешних API с жёсткими лимитами на количество запросов в секунду (rate limiting).
• Параллельной обработке файлов или данных, чтобы не перегружать память или CPU.
• Работе с базами данных, где слишком много одновременных соединений может привести к ошибкам.
• Скрапинге веб-страниц, чтобы не быть заблокированным из-за слишком частых запросов.

Вывод: Используйте ограничение concurrency, когда вам нужно выполнить много асинхронных задач, но вы должны контролировать нагрузку на систему или соблюдать внешние ограничения. Простая реализация через семафор или очередь подходит для большинства случаев, а для сложных сценариев (например, распределённые системы) стоит рассмотреть специализированные библиотеки.