wavelet init

.agent/skills/go-performance/references/BENCHMARKS.md

@@ -0,0 +1,281 @@
+# 基准测试方法
+
+## 编写基准测试
+
+Go 基准测试使用 `testing.B` 类型，位于 `_test.go` 文件中。
+基准测试函数名必须以 `Benchmark` 开头。
+
+```go
+func BenchmarkStrconv(b *testing.B) {
+    for i := 0; i < b.N; i++ {
+        s := strconv.Itoa(rand.Int())
+        _ = s
+    }
+}
+
+func BenchmarkFmtSprint(b *testing.B) {
+    for i := 0; i < b.N; i++ {
+        s := fmt.Sprint(rand.Int())
+        _ = s
+    }
+}
+```
+
+关键规则：
+- 使用 `b.N` 作为循环边界——框架会调整它以获得稳定的计时
+- 将结果赋值给变量（或 `_`），防止编译器优化掉调用
+- 在不需要测量的昂贵设置之后使用 `b.ResetTimer()`
+- 使用 `b.ReportAllocs()` 或 `-benchmem` 标志跟踪分配情况
+
+### 子基准测试
+
+```go
+func BenchmarkConvert(b *testing.B) {
+    for _, size := range []int{10, 100, 1000} {
+        b.Run(fmt.Sprintf("size=%d", size), func(b *testing.B) {
+            data := make([]byte, size)
+            b.ResetTimer()
+            for i := 0; i < b.N; i++ {
+                _ = string(data)
+            }
+        })
+    }
+}
+```
+
+---
+
+## 运行基准测试
+
+```bash
+# 运行包中的所有基准测试
+go test -bench=. ./...
+
+# 运行特定基准测试并显示内存统计
+go test -bench=BenchmarkStrconv -benchmem ./...
+
+# 多次运行以获得统计显著性
+go test -bench=. -benchmem -count=10 ./...
+```
+
+`-benchmem` 标志报告每次操作的分配次数。`-count` 标志将每个基准测试运行 N 次以获得统计显著性。
+
+---
+
+## 解读结果
+
+```
+BenchmarkStrconv-8     18705042    64.2 ns/op    16 B/op    1 allocs/op
+BenchmarkFmtSprint-8    8249536   143.0 ns/op    16 B/op    2 allocs/op
+```
+
+| 字段 | 含义 |
+|------|------|
+| `-8` | GOMAXPROCS |
+| `18705042` | 迭代次数 |
+| `64.2 ns/op` | 每次操作时间 |
+| `16 B/op` | 每次操作分配的字节数 |
+| `1 allocs/op` | 每次操作的堆分配次数 |
+
+---
+
+## 使用 benchstat 进行比较
+
+`benchstat` 对基准测试结果进行统计比较。安装它并将基准测试输出保存到文件：
+
+```bash
+# 安装 benchstat
+go install golang.org/x/perf/cmd/benchstat@latest
+
+# 运行基准测试并保存结果
+go test -bench=. -benchmem -count=10 ./... > old.txt
+
+# 进行修改后再次运行
+go test -bench=. -benchmem -count=10 ./... > new.txt
+
+# 比较结果
+benchstat old.txt new.txt
+```
+
+### 解读 benchstat 输出
+
+```
+name          old time/op    new time/op    delta
+Strconv-8     64.2ns ± 2%    61.8ns ± 1%   -3.74%  (p=0.001 n=10+10)
+```
+
+- **delta**：变化百分比（负数 = 更快）
+- **p-value**：统计显著性（p < 0.05 为显著）
+- **n**：使用的有效样本数量
+
+提示：
+- 始终使用 `-count=10` 或更高以获得可靠结果
+- 小的 p 值确认变化是真实的，而非噪声
+- 如果 benchstat 显示 `~`（波浪号），则差异不具有统计显著性
+
+---
+
+## 来自性能模式的基准测试示例
+
+### strconv vs fmt
+
+| 方式 | 速度 | 分配次数 |
+|------|------|---------|
+| `fmt.Sprint` | 143 ns/op | 2 allocs/op |
+| `strconv.Itoa` | 64.2 ns/op | 1 allocs/op |
+
+### 重复字节转换
+
+```go
+func BenchmarkRepeatedConversion(b *testing.B) {
+    var buf bytes.Buffer
+    for i := 0; i < b.N; i++ {
+        buf.Write([]byte("Hello world"))
+    }
+}
+
+func BenchmarkSingleConversion(b *testing.B) {
+    var buf bytes.Buffer
+    data := []byte("Hello world")
+    for i := 0; i < b.N; i++ {
+        buf.Write(data)
+    }
+}
+```
+
+| 方式 | 速度 |
+|------|------|
+| 重复转换 | 22.2 ns/op |
+| 单次转换 | 3.25 ns/op |
+
+### Slice 容量
+
+```go
+func BenchmarkNoCapacity(b *testing.B) {
+    for n := 0; n < b.N; n++ {
+        data := make([]int, 0)
+        for k := 0; k < 1000; k++ {
+            data = append(data, k)
+        }
+    }
+}
+
+func BenchmarkWithCapacity(b *testing.B) {
+    for n := 0; n < b.N; n++ {
+        data := make([]int, 0, 1000)
+        for k := 0; k < 1000; k++ {
+            data = append(data, k)
+        }
+    }
+}
+```
+
+| 方式 | 时间（1 亿次迭代） |
+|------|------------------------|
+| 无容量 | 2.48s |
+| 指定容量 | 0.21s |
+
+---
+
+## 使用 pprof 进行性能分析
+
+使用 `pprof` 在优化前识别瓶颈。基准测试衡量改进效果；pprof 找到需要改进的地方。
+
+### CPU 性能分析
+
+```bash
+# 从基准测试生成 CPU 分析文件
+go test -bench=BenchmarkHotPath -cpuprofile=cpu.prof ./...
+
+# 使用 pprof 分析
+go tool pprof cpu.prof
+```
+
+常用 pprof 命令：
+
+```
+(pprof) top10          # 按 CPU 时间排列的前 10 个函数
+(pprof) list funcName  # 某个函数的带注释源码
+(pprof) web            # 浏览器中的交互式图表
+```
+
+### 内存性能分析
+
+```bash
+# 生成内存分析文件
+go test -bench=BenchmarkHotPath -memprofile=mem.prof ./...
+
+# 分析分配情况
+go tool pprof -alloc_space mem.prof
+```
+
+### 运行中服务的 HTTP 性能分析
+
+```go
+import _ "net/http/pprof"
+
+func main() {
+    go func() {
+        log.Println(http.ListenAndServe("localhost:6060", nil))
+    }()
+    // ... 应用程序代码 ...
+}
+```
+
+通过 `http://localhost:6060/debug/pprof/` 访问性能分析数据。
+
+### 性能分析工作流
+
+1. 对疑似热点路径进行**基准测试**
+2. 使用 pprof **分析**以确认时间花在了哪里
+3. 使用本技能中的模式进行**优化**
+4. **重新基准测试**以用 benchstat 验证改进
+5. **重新分析**以检查是否出现新的瓶颈
+
+---
+
+## 常见错误
+
+### 忽略 b.N
+
+测试框架会调整 `b.N` 以获得稳定的计时。使用固定迭代次数会产生无意义的结果：
+
+```go
+// 不好：忽略 b.N —— 基准测试框架无法校准
+func BenchmarkFixed(b *testing.B) {
+    for i := 0; i < 1000; i++ {
+        doWork()
+    }
+}
+
+// 好：使用 b.N 作为循环边界
+func BenchmarkCorrect(b *testing.B) {
+    for i := 0; i < b.N; i++ {
+        doWork()
+    }
+}
+```
+
+### 未防止编译器优化消除
+
+如果函数调用的结果未被使用，编译器可能会完全优化掉该调用。将结果赋值给包级变量：
+
+```go
+// 不好：编译器可能会优化掉调用
+func BenchmarkElided(b *testing.B) {
+    for i := 0; i < b.N; i++ {
+        expensiveFunc()
+    }
+}
+
+// 好：赋值给包级变量以防止优化消除
+var benchResult int
+
+func BenchmarkKept(b *testing.B) {
+    var r int
+    for i := 0; i < b.N; i++ {
+        r = expensiveFunc()
+    }
+    benchResult = r
+}
+```

.agent/skills/go-performance/references/STRING-OPTIMIZATION.md

@@ -0,0 +1,134 @@
+# 字符串优化模式
+
+## strconv vs fmt
+
+在基本类型和字符串之间转换时，`strconv` 比 `fmt` 更快，因为 `fmt` 使用反射并处理任意类型。
+
+**不好：**
+
+```go
+for i := 0; i < b.N; i++ {
+    s := fmt.Sprint(rand.Int())
+}
+```
+
+**好：**
+
+```go
+for i := 0; i < b.N; i++ {
+    s := strconv.Itoa(rand.Int())
+}
+```
+
+**基准测试比较：**
+
+| 方式 | 速度 | 分配次数 |
+|------|------|---------|
+| `fmt.Sprint` | 143 ns/op | 2 allocs/op |
+| `strconv.Itoa` | 64.2 ns/op | 1 allocs/op |
+
+常用转换：
+
+| 任务 | `fmt` | `strconv` |
+|------|-------|-----------|
+| Int → string | `fmt.Sprint(n)` | `strconv.Itoa(n)` |
+| Int64 → string | `fmt.Sprint(n)` | `strconv.FormatInt(n, 10)` |
+| Float → string | `fmt.Sprint(f)` | `strconv.FormatFloat(f, 'f', -1, 64)` |
+| String → int | — | `strconv.Atoi(s)` |
+| Bool → string | `fmt.Sprint(b)` | `strconv.FormatBool(b)` |
+
+---
+
+## 重复的字符串到字节转换
+
+不要重复从固定字符串创建字节切片。应该只转换一次并保存结果。
+
+**不好：**
+
+```go
+for i := 0; i < b.N; i++ {
+    w.Write([]byte("Hello world"))
+}
+```
+
+**好：**
+
+```go
+data := []byte("Hello world")
+for i := 0; i < b.N; i++ {
+    w.Write(data)
+}
+```
+
+**基准测试比较：**
+
+| 方式 | 速度 |
+|------|------|
+| 重复转换 | 22.2 ns/op |
+| 单次转换 | 3.25 ns/op |
+
+好的版本**快约 7 倍**，因为它避免了每次迭代都分配新的字节切片。
+
+---
+
+## 字符串拼接
+
+根据复杂度选择正确的字符串构建策略。
+
+### 简单场景使用 `+`
+
+```go
+key := "projectid: " + p
+```
+
+`+` 运算符对于少量、固定数量的字符串是高效的。编译器通常可以优化相邻的字符串字面量。
+
+### 格式化使用 `fmt.Sprintf`
+
+```go
+// 好：清晰的格式化
+str := fmt.Sprintf("%s [%s:%d]-> %s", src, qos, mtu, dst)
+
+// 不好：使用 + 手动转换
+str := src.String() + " [" + qos.String() + ":" + strconv.Itoa(mtu) + "]-> " + dst.String()
+```
+
+当写入 `io.Writer` 时，直接使用 `fmt.Fprintf` 而不是先用 `fmt.Sprintf` 构建临时字符串。
+
+### 逐段构建使用 `strings.Builder`
+
+`strings.Builder` 花费摊销线性时间，而重复使用 `+` 或
+`fmt.Sprintf` 在构建大字符串时花费二次时间：
+
+```go
+b := new(strings.Builder)
+for i, d := range digitsOfPi {
+    fmt.Fprintf(b, "the %d digit of pi is: %d\n", i, d)
+}
+str := b.String()
+```
+
+### 常量多行字符串使用反引号
+
+```go
+// 好：原始字符串字面量
+usage := `Usage:
+
+custom_tool [args]`
+
+// 不好：使用转义序列拼接
+usage := "" +
+    "Usage:\n" +
+    "\n" +
+    "custom_tool [args]"
+```
+
+### 策略总结
+
+| 方法 | 最佳用途 | 性能 |
+|------|---------|------|
+| `+` | 少量字符串，简单拼接 | 小 n 时 O(n) |
+| `fmt.Sprintf` | 格式化输出 | 较慢，但更清晰 |
+| `strings.Builder` | 循环/逐段构建 | 摊销 O(n) |
+| `strings.Join` | 连接 slice | O(n) |
+| 反引号字面量 | 常量多行文本 | 零开销 |