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using BenchmarkDotNet.Attributes;
using BenchmarkDotNet.Columns;
using BenchmarkDotNet.Configs;
using BenchmarkDotNet.Diagnosers;
using BenchmarkDotNet.Jobs;
using BenchmarkDotNet.Order;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Runtime.CompilerServices;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using GFramework.Core.Abstractions.Logging;
using GFramework.Core.Ioc;
using GFramework.Core.Logging;
using GFramework.Cqrs.Abstractions.Cqrs;
using MediatR;
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
namespace GFramework.Cqrs.Benchmarks.Messaging;
///
/// 对比 stream 在不同 handler 生命周期与观测方式下的额外开销。
///
///
/// 当前矩阵只覆盖 `Singleton` 与 `Transient`。
/// `Scoped` 仍依赖真实的显式作用域边界;在当前“单根容器最小宿主”模型下直接加入 scoped 会把枚举宿主成本与生命周期成本混在一起,
/// 因此保持与 request 生命周期矩阵相同的边界,留待后续 scoped host 基线具备后再扩展。
/// 当前只保留 与
/// 两种模式,分别用于观察建流到首个元素的固定成本与完整枚举的总成本,
/// 以避免把更多观测策略与 的生命周期对照目标混在一起。
///
[Config(typeof(Config))]
public class StreamLifetimeBenchmarks
{
private MicrosoftDiContainer _reflectionContainer = null!;
private ICqrsRuntime _reflectionRuntime = null!;
private MicrosoftDiContainer _generatedContainer = null!;
private ICqrsRuntime _generatedRuntime = null!;
private ServiceProvider _serviceProvider = null!;
private IMediator _mediatr = null!;
private ReflectionBenchmarkStreamHandler _baselineHandler = null!;
private ReflectionBenchmarkStreamRequest _reflectionRequest = null!;
private GeneratedBenchmarkStreamRequest _generatedRequest = null!;
private MediatRBenchmarkStreamRequest _mediatrRequest = null!;
///
/// 控制当前 benchmark 使用的 handler 生命周期。
///
[Params(HandlerLifetime.Singleton, HandlerLifetime.Transient)]
public HandlerLifetime Lifetime { get; set; }
///
/// 控制当前 benchmark 观察“只推进首个元素”还是“完整枚举整个 stream”。
///
[Params(StreamObservation.FirstItem, StreamObservation.DrainAll)]
public StreamObservation Observation { get; set; }
///
/// 可公平比较的 benchmark handler 生命周期集合。
///
public enum HandlerLifetime
{
///
/// 复用单个 handler 实例。
///
Singleton,
///
/// 每次建流都重新解析新的 handler 实例。
///
Transient
}
///
/// 用于拆分 stream dispatch 与后续枚举成本的观测模式。
///
public enum StreamObservation
{
///
/// 只推进到首个元素后立即释放枚举器。
///
FirstItem,
///
/// 完整枚举整个 stream,保留原有 benchmark 语义。
///
DrainAll
}
///
/// 配置 stream 生命周期 benchmark 的公共输出格式。
///
private sealed class Config : ManualConfig
{
public Config()
{
AddJob(Job.Default);
AddColumnProvider(DefaultColumnProviders.Instance);
AddColumn(new CustomColumn("Scenario", static (_, _) => "StreamLifetime"));
AddDiagnoser(MemoryDiagnoser.Default);
WithOrderer(new DefaultOrderer(SummaryOrderPolicy.FastestToSlowest, MethodOrderPolicy.Declared));
}
}
///
/// 构建当前生命周期下的 GFramework reflection、GFramework generated 与 MediatR stream 对照宿主。
///
[GlobalSetup]
public void Setup()
{
LoggerFactoryResolver.Provider = new ConsoleLoggerFactoryProvider
{
MinLevel = LogLevel.Fatal
};
Fixture.Setup($"StreamLifetime/{Lifetime}", handlerCount: 1, pipelineCount: 0);
BenchmarkDispatcherCacheHelper.ClearDispatcherCaches();
_baselineHandler = new ReflectionBenchmarkStreamHandler();
_reflectionRequest = new ReflectionBenchmarkStreamRequest(Guid.NewGuid(), 3);
_generatedRequest = new GeneratedBenchmarkStreamRequest(Guid.NewGuid(), 3);
_mediatrRequest = new MediatRBenchmarkStreamRequest(Guid.NewGuid(), 3);
_reflectionContainer = BenchmarkHostFactory.CreateFrozenGFrameworkContainer(container =>
{
RegisterReflectionHandler(container, Lifetime);
});
_reflectionRuntime = GFramework.Cqrs.CqrsRuntimeFactory.CreateRuntime(
_reflectionContainer,
LoggerFactoryResolver.Provider.CreateLogger(nameof(StreamLifetimeBenchmarks) + ".Reflection." + Lifetime));
_generatedContainer = BenchmarkHostFactory.CreateFrozenGFrameworkContainer(container =>
{
BenchmarkHostFactory.RegisterGeneratedBenchmarkRegistry(container);
RegisterGeneratedHandler(container, Lifetime);
});
// 容器内已提前保留默认 runtime 以支撑 generated registry 接线;
// 这里额外创建带生命周期后缀的 runtime,只是为了区分不同 benchmark 矩阵的 dispatcher 日志。
_generatedRuntime = GFramework.Cqrs.CqrsRuntimeFactory.CreateRuntime(
_generatedContainer,
LoggerFactoryResolver.Provider.CreateLogger(nameof(StreamLifetimeBenchmarks) + ".Generated." + Lifetime));
_serviceProvider = BenchmarkHostFactory.CreateMediatRServiceProvider(
configure: null,
typeof(StreamLifetimeBenchmarks),
static candidateType => candidateType == typeof(MediatRBenchmarkStreamHandler),
ResolveMediatRLifetime(Lifetime));
_mediatr = _serviceProvider.GetRequiredService();
}
///
/// 释放当前生命周期矩阵持有的 benchmark 宿主资源,并清理 dispatcher 缓存。
///
[GlobalCleanup]
public void Cleanup()
{
try
{
BenchmarkCleanupHelper.DisposeAll(_reflectionContainer, _generatedContainer, _serviceProvider);
}
finally
{
BenchmarkDispatcherCacheHelper.ClearDispatcherCaches();
}
}
///
/// 直接调用 handler,并按当前观测模式消费 stream,作为不同生命周期矩阵下的 dispatch 额外开销 baseline。
///
[Benchmark(Baseline = true)]
public ValueTask Stream_Baseline()
{
return ObserveAsync(_baselineHandler.Handle(_reflectionRequest, CancellationToken.None), Observation);
}
///
/// 通过 GFramework.CQRS reflection stream binding 路径创建 stream,并按当前观测模式消费。
///
[Benchmark]
public ValueTask Stream_GFrameworkReflection()
{
return ObserveAsync(
_reflectionRuntime.CreateStream(
BenchmarkContext.Instance,
_reflectionRequest,
CancellationToken.None),
Observation);
}
///
/// 通过 generated stream invoker provider 预热后的 GFramework.CQRS runtime 创建 stream,并按当前观测模式消费。
///
[Benchmark]
public ValueTask Stream_GFrameworkGenerated()
{
return ObserveAsync(
_generatedRuntime.CreateStream(
BenchmarkContext.Instance,
_generatedRequest,
CancellationToken.None),
Observation);
}
///
/// 通过 MediatR 创建 stream,并按当前观测模式消费,作为外部对照。
///
[Benchmark]
public ValueTask Stream_MediatR()
{
return ObserveAsync(_mediatr.CreateStream(_mediatrRequest, CancellationToken.None), Observation);
}
///
/// 按生命周期把 reflection benchmark stream handler 注册到 GFramework 容器。
///
/// 当前 benchmark 拥有并负责释放的容器。
/// 待比较的 handler 生命周期。
private static void RegisterReflectionHandler(MicrosoftDiContainer container, HandlerLifetime lifetime)
{
ArgumentNullException.ThrowIfNull(container);
switch (lifetime)
{
case HandlerLifetime.Singleton:
container.RegisterSingleton<
GFramework.Cqrs.Abstractions.Cqrs.IStreamRequestHandler,
ReflectionBenchmarkStreamHandler>();
return;
case HandlerLifetime.Transient:
container.RegisterTransient<
GFramework.Cqrs.Abstractions.Cqrs.IStreamRequestHandler,
ReflectionBenchmarkStreamHandler>();
return;
default:
throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(lifetime), lifetime, "Unsupported benchmark handler lifetime.");
}
}
///
/// 按生命周期把 generated benchmark stream handler 注册到 GFramework 容器。
///
/// 当前 benchmark 拥有并负责释放的容器。
/// 待比较的 handler 生命周期。
///
/// generated registry 只负责暴露静态 descriptor;
/// 生命周期矩阵仍由 benchmark 主体显式覆盖 handler 注册,避免把 descriptor 发现与实例解析混在一起。
///
private static void RegisterGeneratedHandler(MicrosoftDiContainer container, HandlerLifetime lifetime)
{
ArgumentNullException.ThrowIfNull(container);
switch (lifetime)
{
case HandlerLifetime.Singleton:
container.RegisterSingleton<
GFramework.Cqrs.Abstractions.Cqrs.IStreamRequestHandler,
GeneratedBenchmarkStreamHandler>();
return;
case HandlerLifetime.Transient:
container.RegisterTransient<
GFramework.Cqrs.Abstractions.Cqrs.IStreamRequestHandler,
GeneratedBenchmarkStreamHandler>();
return;
default:
throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(lifetime), lifetime, "Unsupported benchmark handler lifetime.");
}
}
///
/// 将 benchmark 生命周期映射为 MediatR 组装所需的 。
///
/// 待比较的 handler 生命周期。
/// 当前生命周期对应的 MediatR 注册方式。
private static ServiceLifetime ResolveMediatRLifetime(HandlerLifetime lifetime)
{
return lifetime switch
{
HandlerLifetime.Singleton => ServiceLifetime.Singleton,
HandlerLifetime.Transient => ServiceLifetime.Transient,
_ => throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(lifetime), lifetime, "Unsupported benchmark handler lifetime.")
};
}
///
/// 按观测模式消费 stream,便于把“建流/首个元素”和“完整枚举”分开观察。
///
/// 当前 stream 的响应类型。
/// 待观察的异步响应序列。
/// 当前 benchmark 选定的观测模式。
/// 异步消费完成后的等待句柄。
private static ValueTask ObserveAsync(
IAsyncEnumerable responses,
StreamObservation observation)
{
ArgumentNullException.ThrowIfNull(responses);
return observation switch
{
StreamObservation.FirstItem => ConsumeFirstItemAsync(responses, CancellationToken.None),
StreamObservation.DrainAll => DrainAsync(responses),
_ => throw new ArgumentOutOfRangeException(
nameof(observation),
observation,
"Unsupported stream observation mode.")
};
}
///
/// 只推进到首个元素后立即释放枚举器,用来近似隔离建流与首个 `MoveNextAsync` 的固定成本。
///
/// 当前 stream 的响应类型。
/// 待观察的异步响应序列。
/// 用于向异步枚举器传播取消的令牌。
/// 消费首个元素后的等待句柄。
private static async ValueTask ConsumeFirstItemAsync(
IAsyncEnumerable responses,
CancellationToken cancellationToken)
{
var enumerator = responses.GetAsyncEnumerator(cancellationToken);
await using (enumerator.ConfigureAwait(false))
{
if (await enumerator.MoveNextAsync().ConfigureAwait(false))
{
_ = enumerator.Current;
}
}
}
///
/// 完整枚举整个 stream,保留原 benchmark 的总成本观测口径。
///
/// 当前 stream 的响应类型。
/// 待完整枚举的异步响应序列。
/// 完整枚举结束后的等待句柄。
private static async ValueTask DrainAsync(IAsyncEnumerable responses)
{
await foreach (var response in responses.ConfigureAwait(false))
{
_ = response;
}
}
///
/// Reflection runtime stream request。
///
/// 请求标识。
/// 返回元素数量。
public sealed record ReflectionBenchmarkStreamRequest(Guid Id, int ItemCount) :
GFramework.Cqrs.Abstractions.Cqrs.IStreamRequest;
///
/// Reflection runtime stream response。
///
/// 响应标识。
public sealed record ReflectionBenchmarkResponse(Guid Id);
///
/// Generated runtime stream request。
///
/// 请求标识。
/// 返回元素数量。
public sealed record GeneratedBenchmarkStreamRequest(Guid Id, int ItemCount) :
GFramework.Cqrs.Abstractions.Cqrs.IStreamRequest;
///
/// Generated runtime stream response。
///
/// 响应标识。
public sealed record GeneratedBenchmarkResponse(Guid Id);
///
/// MediatR stream request。
///
/// 请求标识。
/// 返回元素数量。
public sealed record MediatRBenchmarkStreamRequest(Guid Id, int ItemCount) :
MediatR.IStreamRequest;
///
/// MediatR stream response。
///
/// 响应标识。
public sealed record MediatRBenchmarkResponse(Guid Id);
///
/// Reflection runtime 的最小 stream request handler。
///
public sealed class ReflectionBenchmarkStreamHandler :
GFramework.Cqrs.Abstractions.Cqrs.IStreamRequestHandler
{
///
/// 处理 reflection benchmark stream request。
///
/// 当前 reflection benchmark stream 请求。
/// 用于中断异步枚举的取消令牌。
/// 完整枚举所需的低噪声异步响应序列。
public IAsyncEnumerable Handle(
ReflectionBenchmarkStreamRequest request,
CancellationToken cancellationToken)
{
return EnumerateAsync(
request.Id,
request.ItemCount,
static id => new ReflectionBenchmarkResponse(id),
cancellationToken);
}
}
///
/// Generated runtime 的最小 stream request handler。
///
public sealed class GeneratedBenchmarkStreamHandler :
GFramework.Cqrs.Abstractions.Cqrs.IStreamRequestHandler
{
///
/// 处理 generated benchmark stream request。
///
/// 当前 generated benchmark stream 请求。
/// 用于中断异步枚举的取消令牌。
/// 完整枚举所需的低噪声异步响应序列。
public IAsyncEnumerable Handle(
GeneratedBenchmarkStreamRequest request,
CancellationToken cancellationToken)
{
return EnumerateAsync(
request.Id,
request.ItemCount,
static id => new GeneratedBenchmarkResponse(id),
cancellationToken);
}
}
///
/// MediatR 对照组的最小 stream request handler。
///
public sealed class MediatRBenchmarkStreamHandler :
MediatR.IStreamRequestHandler
{
///
/// 处理 MediatR benchmark stream request。
///
/// 当前 MediatR benchmark stream 请求。
/// 用于中断异步枚举的取消令牌。
/// 完整枚举所需的低噪声异步响应序列。
public IAsyncEnumerable Handle(
MediatRBenchmarkStreamRequest request,
CancellationToken cancellationToken)
{
return EnumerateAsync(
request.Id,
request.ItemCount,
static id => new MediatRBenchmarkResponse(id),
cancellationToken);
}
}
///
/// 为生命周期矩阵构造相同形状的低噪声异步枚举,避免不同口径的枚举体差异干扰 dispatch 对照。
///
private static async IAsyncEnumerable EnumerateAsync(
Guid id,
int itemCount,
Func responseFactory,
[EnumeratorCancellation] CancellationToken cancellationToken)
{
for (var index = 0; index < itemCount; index++)
{
cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();
yield return responseFactory(id);
await Task.CompletedTask.ConfigureAwait(false);
}
}
}