go-xcipher/OPTIMIZATION.md

XCipher库性能优化总结

性能改进

通过对XCipher库进行一系列优化，我们将性能从基准测试的约2200 MB/s提升到了：

• 并行加密：最高2484 MB/s（64MB数据）
• 并行解密：最高8767 MB/s（16MB数据）

主要优化策略

1. 内存管理优化

• 实现分层内存池系统，根据不同大小的缓冲区需求使用不同的对象池
• 添加getBuffer()和putBuffer()辅助函数，统一管理缓冲区分配和回收
• 减少临时对象分配，特别是在热点路径上

2. 并行处理优化

• 增加并行工作线程数上限（从4提升到8）
• 引入动态线程数调整算法，根据数据大小和CPU核心数自动选择最佳线程数
• 增加工作队列大小，减少线程争用
• 实现批处理机制，减少通道操作开销

3. AEAD操作优化

• 在加密/解密操作中重用预分配的缓冲区
• 避免不必要的数据拷贝
• 修复了可能导致缓冲区重叠的bug

4. 自动模式选择

• 基于输入数据大小自动选择串行或并行处理模式
• 计算最佳缓冲区大小，根据具体操作类型调整

5. 内存分配减少

• 对于小型操作，从对象池中获取缓冲区而不是分配新内存
• 工作线程预分配缓冲区，避免每次操作都分配

6. 算法和数据结构优化

• 优化nonce生成和处理
• 在并行模式下使用更大的块大小

基准测试结果

并行加密性能

数据大小	性能 (MB/s)	分配次数
1MB	1782	113
16MB	2573	1090
64MB	2484	4210

并行解密性能

数据大小	性能 (MB/s)	分配次数
1MB	5261	73
16MB	8767	795

进一步优化方向

1. 考虑使用SIMD指令（AVX2/AVX512）进一步优化加密/解密操作
2. 探索零拷贝技术，减少内存带宽使用
3. 针对特定CPU架构进行更精细的调优
4. 实现更智能的动态参数调整系统，根据实际运行环境自适应调整