FastAPI middleware: attribute per-request energy by CPU time and exclude idle power
Maintainer thường phản hồi trong vòng 1 ngày
Chưa có ai nhận issue này.
Đánh giá
- Độ khó
- 5/5
- Thời gian dự kiến
- Hơn một tuần
- Mức phù hợp với người mới
- 30/100
- Loại issue
- Tính năng
- Độ rõ ràng
- Khá rõ ràng
- Mức độ hoạt động
- Sôi nổi
- Lĩnh vực
- backend-api-design, performance
Hướng nghiên cứu
Start by reading codecarbon/integrations/fastapi/attribution.py, especially _settle, and the middleware introduced by #1203. Trace how async handlers and FastAPI dependant calls are currently measured before assessing the CPU-time and idle-energy design. Done means the stated conservation invariant and CI checks are covered, with the bare-metal validation documented as complete or still unavailable.
Do mô hình lập chỉ mục viết ra từ nội dung của issue.
Mô tả
Is your feature request related to a problem? Please describe.
The FastAPI middleware from #1203 splits each sampling window's machine energy across the requests in flight, weighted by wall-clock overlap (codecarbon/integrations/fastapi/attribution.py, _settle). That number is an estimated share, and it is biased in four ways:
- Idle power is charged to whichever request happens to be in flight. A single 1 ms request in an otherwise idle 15 s window receives the whole window's energy.
- A request waiting on I/O is weighted the same as one using the CPU.
- In machine mode, energy used by other processes on the host is charged to requests.
- GPU energy is not tied to the request that launched the work.
A benchmark on #1203 (uvicorn, oha, all-MiniLM-L6-v2 on CPU) found the middleware's latency cost within noise, so speed is not the concern here. Accuracy is.
Describe the solution you'd like
Charge each request only the energy above idle that its own process used, split by the CPU time the request consumed:
- Per window and per component:
dynamic = max(ΔE − P_idle × width, 0). The remainder goes to anidle_kwhbucket. - Idle power: the lower of a rolling minimum of window power and a regression intercept (used only when the fit is good). In CPU load mode it is known analytically (0.1 × TDP).
- Process share of CPU dynamic energy: Δ
process_time()/ Δ busy CPU time frompsutil.cpu_times(). The rest goes toother_processes_kwh. - Per-request CPU time: async handlers are metered by wrapping the handler coroutine and summing
time.thread_time_ns()around each resumption. Sync handlers are metered by wrapping FastAPI's dependant calls that run in the threadpool. CPU time the meter cannot assign goes toprocess_unattributed_kwh. - GPU dynamic energy stays split by wall-clock overlap and is reported separately, labelled as such.
- An exact conservation invariant:
attributed + idle + other_processes + process_unattributed + unattributed == settled. - New
RequestEnergyfields:cpu_seconds,attribution_method(cpu_time/wall/mixed),quality(measuredfor RAPL/powermetrics/NVML,modeledfor load mode,none).energy_kwhbecomes the dynamic energy. It has not been released yet, so this breaks no users.
Validation, against known ground truth:
| Check | Threshold | Where |
|---|---|---|
| Conservation with fake clocks and energy | relative error < 1e-12 | CI |
cpu_seconds of a known CPU burn |
±10% | CI |
| Energy ratios of 1:2:4 ms CPU endpoints, concurrency 16 | ±10% | Linux with RAPL |
asyncio.sleep endpoint energy |
≤ 2% of the 4 ms burn | Linux with RAPL |
| Per-request energy with a CPU hog in another process | changes ≤ 15% | Linux with RAPL |
Per-request overhead budget: ≤ 30 µs p50 on Linux, ≤ 50 µs on macOS.
Describe alternatives you've considered
- Idle subtraction only, keeping wall-clock weighting. Simpler, but a request waiting on a database is still charged like one using the CPU.
- Per-route aggregates only, no per-request numbers. Avoids misreading single values, but does not improve the estimate.
- Metering child tasks (
create_task,gather) with a custom task factory. Left out for now: it can clash with a user's own factory, and theprocess_unattributed_kwhbucket shows how much CPU time goes unmetered without it.
Additional context
Known limits: CPU time is a proxy for energy, and frequency scaling, SMT and AVX add error (an estimated ±15%, not yet measured). Per-request GPU energy is not possible without instrumenting user code. Wrapping dependant calls relies on FastAPI internals.
The bare-metal checks (the last three rows of the table) have not been run yet: they need a Linux machine with readable RAPL, which GitHub runners likely do not expose.
Related: #1203 (the middleware), #1178 (earlier per-request inference proposal), #936 (several processes sharing one machine).
- Ngôn ngữ chính
- Python
- Star
- 1.9k
- Fork
- 351
- Merge trung bình
- 3 ngày 12 giờ
- Pull request đã merge (30 ngày)
- 22
Chuẩn bị môi trường
- Có Dockerfile hoặc tệp Docker Compose
- Có mẫu pull request
- Đọc hướng dẫn đóng góp
Bắt đầu từ đâu
- Đọc hết issue, rồi đọc hướng dẫn đóng góp của dự án.
- Bình luận trên issue rằng bạn sẽ nhận — tránh hai người làm cùng một việc.
- Fork repository và làm thay đổi trên một nhánh.
- Mở pull request có tham chiếu số hiệu của issue.
Issue khác của mlco2/codecarbon
-
Độ khó 2/5 1-3 giờ Mức phù hợp với người mới 76/100
mlco2/codecarbon#1460 · 1 bình luận ·
Maintainer thường phản hồi trong vòng 1 ngày
-
CLI: get_config() returns None without [codecarbon] section; get_api_endpoint() appends api_endpoint under wrong sectionCó thể đã có người làm @sohammishra864-wq đã nhận 39 ngày trước. Đang mở
Độ khó 2/5 Nửa ngày Mức phù hợp với người mới 82/100
mlco2/codecarbon#1432 ·
Maintainer thường phản hồi trong vòng 1 ngày
-
Update the screen shot of the dashboardCó thể đã có người làm @KLGani đã nhận 13 ngày trước. Đang mởdocumentation good first issue
Độ khó 2/5 1-3 giờ Mức phù hợp với người mới 72/100
mlco2/codecarbon#1423 · 5 bình luận ·
Maintainer thường phản hồi trong vòng 1 ngày
-
OfflineEmissionsTracker silently returns a half-built object when construction failsCó thể đã có người làm @davidberenstein1957 đã nhận 87 ngày trước. Đang mở
Độ khó 2/5 1-3 giờ Mức phù hợp với người mới 78/100
mlco2/codecarbon#1311 ·
Maintainer thường phản hồi trong vòng 1 ngày
-
enhancement
Độ khó 5/5 Hơn một tuần Mức phù hợp với người mới 25/100
mlco2/codecarbon#1429 ·
Maintainer thường phản hồi trong vòng 1 ngày
Tất cả issue của mlco2/codecarbon
Issue tương tự
-
bug
Độ khó 2/5 1-3 giờ Mức phù hợp với người mới 75/100
micropython/micropython#19906 ·
Maintainer thường phản hồi trong vòng 1 ngày
-
Độ khó 2/5 1-3 giờ Mức phù hợp với người mới 82/100
FinanceFlash/unvibecode#597 ·
Maintainer thường phản hồi trong vòng 1 ngày
-
Độ khó 2/5 1-3 giờ Mức phù hợp với người mới 65/100
TomAnthony/YourOwnWeigh#21 ·
Maintainer thường phản hồi trong vòng 1 ngày
-
[BUG]: Compliance rules never see Unity Catalog views as viewsCó thể đã có người làm @wagnercsantos đã nhận hôm nay. Đang mở
Độ khó 2/5 1-3 giờ Mức phù hợp với người mới 78/100
databrickslabs/ontos#1348 ·
Maintainer thường phản hồi trong vòng 3 ngày
-
Deprecated datetime.utcnow() is called on every log line (DeprecationWarning on Python 3.12+)Đang mở
Độ khó 2/5 1-3 giờ Mức phù hợp với người mới 78/100
Maintainer thường phản hồi trong vòng 2 ngày