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synced 2026-10-02 15:23:57 +00:00
perf(c-core): 完全 C 化 + 消灭初版的 malloc/拷贝开销(C 从「更慢」变「明显更快」)
上一提交的基准结论是错的:"C 比 Go 慢" 不成立 —— 那是我把自己的
malloc/拷贝开销误当成了 cgo 的固有成本。本提交先拆解成本、再逐项消灭。
## 成本拆解(同机、百万次 benchtime)
| 场景 | ns/op |
|---|---:|
| cgo 边界(零拷贝传指针 + 空函数体)| 31.9 ← cgo 真实固有成本 |
| + 一次 C.CString + C 侧 strlen | 105-111(多出 ~75ns)|
| 初版 ModelContextWindow(另加 lower_dup malloc + 16×strstr)| 175 |
即 82% 开销是自找的。而初版还违反了自己写在设计文档 §四 的原则第 1 条
「C 接口只吃 const char* + 长度」——它没传长度,让 C 侧 strlen 再扫一遍。
## 逐项修复
1. C.CString(malloc+整串拷贝)→ unsafe.StringData 传指针+长度,零拷贝
2. C 侧 strlen 再扫一遍 → 长度由调用方传入,不扫
3. truncate 的 malloc 输出缓冲 + GoStringN 拷回 → C 只返回**字节数**
(结果必然是输入前缀),Go 侧 s[:n] 完成切片,全程零分配
4. lower_dup 每次 malloc 模型名 → 栈缓冲折叠,超长走零分配回退
5. 逐字节 utf8_next 函数调用 → 字级(8 字节)ASCII 检测
6. truncate 扫完整串才判断 → 数满 keep 个 rune 立即返回(提前短路)
7. 纯 Go 侧 len([]rune(s))/[]rune(s)(1KB 分配 4KB)→
utf8.RuneCountInString / DecodeRuneInString 游走,零分配
## 结果
| 基准 | 初版 C | 优化后 C | 纯 Go | 提升 |
|---|---:|---:|---:|---:|
| ModelContextWindow | 175 | 76.5 | 46.8 | 2.3× |
| EstimateTokens / 1KB ASCII | 2318 | 80.8 | 326 | 28.7× |
| TruncateByTokens / 1KB ASCII | 2594 | 71.7 | 411 | 36× |
| TruncateByTokens / 1KB 中文 | 3923 | 70.1 | 3097 | 56× |
## 完全 C 化(jianf 裁定)
撤掉我一度加的「短串 <32B 走回 Go」按长度分派:那会同时存在两份语义
可能分叉的实现。C 是唯一实现。
代价如实记录:EstimateTokens("qq") 这类极短串上 C 约 47ns(几乎全是
31ns 边界成本)vs 纯 Go 约 3ns,慢约一个数量级;绝对值纳秒级
(0.000047ms),单次请求尺度可忽略。若某循环对极短串高频调用,
正确应对是**把该循环 C 化(批量传一次)**,而不是按长度分派回 Go。
## 顺带补的正确性缺口(初版是真错的)
初版 C 的 UTF-8 解码只按首字节推断长度、**不校验后续字节**,
因此对畸形序列会与 Go 分叉:例 "\xE4\x41\x41",Go 判 3 rune,
初版判 1 rune ⇒ rune 计数偏差 ⇒ token 预算与截断点偏移。
这类偏差**只影响计数、不会崩**,不测发现不了。
现在 C 侧做与 utf8.DecodeRuneInString 等价的完整校验(含过长编码、
代理对、超 U+10FFFF、截断序列),语义边界逐条注释。
代价:中文密集输入比初版慢(1467 vs 840)—— 这是刻意的正确性代价,
且仍比纯 Go 快 2×。
新增测试:
- TestGolden_InvalidUTF8:3000 组**任意字节**(含畸形序列)对拍,
覆盖初版会分叉的输入类别
- TestGolden_TruncateAlwaysPrefix:截断结果必为原串前缀且不超长
- C 契约测试从 21 项扩到 40 项(含非 NUL 结尾、超长名、畸形 UTF-8)
## 包现在要求 cgo 才能编译
删除 codec_nocgo.go:CGO_ENABLED=0 下整包构建失败(错误直指缺失符号)。
不保留回退的理由:只验证过一条路,就不该存在第二条。
实测这不影响任何构建 —— go list -deps 证明只有 cmd/homed 依赖本包,
而 waiter/initconfig/memgc/mock-server 均不依赖(逐个验过),
且 homed 本就强制 cgo(sqlite3 + gojieba)。仓库无 CI。
Makefile 把「不许有第二条路」变成可执行断言:check-codec-cgo-only
(断言 cgo 下全绿 **且** CGO_ENABLED=0 下必须失败)。
## 验证
- C 契约测试 40/40(gcc -Wall -Wextra 零警告)
- 黄金对照 6 个测试全绿(含 2000 组随机 + 3000 组畸形字节对拍)
- 变异测试:改 C 侧返回值后 go test 立即 FAIL(确认真的走 C)
- make check-codec-cgo-only 两项断言通过
- go vet ./... 干净;全量 go test -count=1 ./... → 38 ok / 0 FAIL
## 已知既有 flaky(与本改动无关,单独记录)
internal/plugins 在全量并发下偶发一次 SIGSEGV,栈在
internal/plugin/proc/{unified.go:234,arena.go:197}(arena 的 getU32)。
该两文件最后修改于 09-10,本提交 0 处触及;随后连跑 5 次单包 +
2 次全量均通过。初步判断是 arena/shared-region 的既有竞态,需单独排查。
This commit is contained in:
37
Makefile
37
Makefile
@ -132,20 +132,35 @@ install: build
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test:
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$(GO) test ./...
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@$(MAKE) csrc-test
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@$(MAKE) check-codec-paths
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@$(MAKE) check-codec-cgo-only
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# check-codec-paths:钉死「C 实现与纯 Go 回退都在、且行为等价」。
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# check-codec-cgo-only:钉死「编解码层完全 C 化」这一决定。
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#
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# 为何必须显式测两条:homed 走 cgo(C 路径),而 waiter 等 CGO-free 目标走回退。
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# 只测一条,另一条的破坏不会被发现;而两条路径的语义等价是 C 化的核心约束
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# (见 internal/agent/api/codec_golden_test.go)。
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.PHONY: check-codec-paths
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check-codec-paths:
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@echo "== 编解码双路径检查 =="
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# 两条断言,缺一不可:
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# ① CGO_ENABLED=1 下测试全绿(含黄金对照:C 与纯 Go 参考实现逐值相等)
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# ② CGO_ENABLED=0 下**构建必须失败**
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#
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# 为什么②要断言「失败」而不是「也能编过」:内核已完全 C 化,C 是唯一实现。
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# 若有人在 CGO_ENABLED=0 下让整包静默编过(例如加回一个纯 Go 回退),
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# 就会同时存在两份语义可能分叉的实现 —— 而 C 侧对畸形 UTF-8 的解码边界
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# 一旦与 Go 分叉,只表现为 rune 计数偏差(进而 token 预算与截断点偏移),
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# **不会立刻暴露**。所以这里把「不许有第二条路」变成可执行的断言。
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#
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# 注:这不影响任何现有构建 —— waiter/initconfig/memgc 均不依赖本包
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# (go list -deps 实测);homed 本就强制 cgo。
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.PHONY: check-codec-cgo-only
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check-codec-cgo-only:
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@echo "== 编解码层:完全 C 化检查 =="
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@CGO_ENABLED=1 $(GO) test -count=1 ./internal/agent/api/ \
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&& echo " cgo / C 实现路径: OK"
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@CGO_ENABLED=0 $(GO) test -count=1 ./internal/agent/api/ \
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&& echo " !cgo / 纯 Go 回退: OK"
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&& echo " ① cgo 下测试全绿(含黄金对照): OK"
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@if CGO_ENABLED=0 $(GO) build ./internal/agent/api/ 2>/dev/null; then \
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echo " [FAIL] CGO_ENABLED=0 下本包竟然构建成功——"; \
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echo " 编解码层已完全 C 化,不该存在第二条实现路径。"; \
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echo " 若是有意引入回退,请同时更新本检查与 codec_cgo.go 的说明。"; \
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exit 1; \
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else \
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echo " ② CGO_ENABLED=0 下响亮失败(防静默回退): OK"; \
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fi
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run: build
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./$(BUILD_DIR)/$(BINARY) -data /tmp/homeagent
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