Structures 性能基线（七子体系全景）
环境口径（★三机数字绝对值不可比，只看各自机内相对结论）：
环境 机器 文件系统 覆盖章节 A Windows 10，i7-10510U 4c/8t，SATA SSD 真盘 DIO/Buffered §2 Ring、§4 Log（Win 列）、§5 vs FASTER B i5-12400，内存文件系统（引擎 IO 噪声为零） 内存 §3 索引+组合（细账见 kv-composition.md） C Ubuntu 24.04，Ryzen 9 6900HX 12c，NVMe 真盘 DIO §4 Log（Linux 列） 引擎底盘（lease/段表/CAS 原语）基线另见 storage-engine-perf-baseline.md； KV 组合完整细账见 kv-composition.md，本文收口全子体系。 BDN artifact 落
bm-results/——数字进文档必须能溯源（methodology 规范）。
1. 基准清单（benchmarks/TC.Tier.Runtime.Benchmarks）
现役（当前架构，持续维护）：
| 组 | 文件 | 测什么 |
|---|---|---|
| Kv | KvCompositionBench / KvRecoveryBench | 组合点查/写、恢复（全量重放 vs 镜像载像） |
| Kv | FasterHotReadBench | FASTER 同形热读四变体对照（含 94.67ns 批口径） |
| Kv | MirrorProbe / ReplayAllocProbe（探针） | 镜像恢复阶段分解 / 重放·写路径分配分解 |
| Storage | 引擎/段表/lease 基准 | 见 storage-engine-perf-baseline.md |
dotnet run -c Release --project benchmarks/TC.Tier.Runtime.Benchmarks -- --filter "*KvComposition*"
dotnet run -c Release --project benchmarks/TC.Tier.Runtime.Benchmarks -- --filter "*KvRecovery*"
# 探针：--replay-alloc-probe / --mirror-probe
口径说明：当前架构的索引/Ring 基准面 = Kv 组合套件（§3）；需要单族微基准时按 KvCompositionBench 形态新写。
2. Ring（环境 A，2026-08-02）
2.1 写吞吐与延迟
| 项 | 数字 | 备注 |
|---|---|---|
| 稳态写 1M ops | 1.86M ops/s | 较旧基线 +95% |
| 长稳 10M ops | 2.01M ops/s | GC 0/0/0；CPU mean 14.6%、RSS 24MB |
| 4KB record 写 | 512-625 MB/s | 打满 SATA 带宽；256B 490 MB/s |
| 写延迟 | 64B 192ns / 256B 299ns / 1KB 711ns / 4KB 5.7µs | |
| 并发写 | 1T 370K → 2T 986K（2.7×）→ 4T 1.32M（3.6×）→ 8T 745K | 8T 回落=4 核硬件上限；p99 < 3.2µs |
2.2 读
| 项 | 数字 | 备注 |
|---|---|---|
| GetRecord 热路径 | 10.5ns（Buffered）/ 11.7ns（DIO） | 优化前 22.6ns（2.2×） |
| 冷页读（64KB 页） | 26.7µs vs 热 38.9ns | 冷热差 ~700×——真实性能由冷读决定 |
| 32MB 页冷 | 17.2ms | 页越大冷读越贵（回源粒度） |
| 1MB 页冷读 DIO | 413µs ≈ 热读 Buffered 376µs | 大页下冷热接近 |
| 部分页冷（ColdReadRatio=0） | AllCold 58.7µs vs 默认 0.25 的 232.5µs | 页内未填充区回源概率旋钮生效 |
2.3 溢出（WiscKey 形态）与恢复
| 项 | 数字 |
|---|---|
| 内联值 | 1.36µs |
| 溢出值 | 59.7-63.8µs（独立溢出引擎读） |
| Managed meta O(1) 恢复 | 9→7→11ms（100MB→1GB 恒定） |
| Embedded 倒扫恢复 | 6→7→133ms（1GB 从 1076ms 优化到 133ms） |
| 1GB 写入 | 1.5-2.0s（旧 4.8s，~2×） |
3. 索引 + KV 组合（环境 B，2026-08-22；细账 kv-composition.md）
3.1 点查（index.Find + Ring.GetValue 两段合口径，100k 热区乱序）
| 索引族 | Mean | 备注 |
|---|---|---|
| Hash | 161 ns | 零分配；容量自适应附带红利（旧 191-222ns） |
| BTree | ~350 ns | 零分配；扁平缓存+引擎读快路径+生长模式三段累计 5.3×（基线 1.93µs） |
| SkipList | ~816-850 ns | 零分配；arena 化（旧 2.22µs，~2.2×），工作集 28.8→6.5MB 全 L3 |
写（含每迭代全新组合装配冷启动口径）：Hash 2.9-3.6µs / BTree 5.6-24.9µs（分配列跨线程归属 同线程探针 621B/插）/ SkipList 3.8-4.6µs（363B/插，arena 零托管税）。
3.2 vs FASTER 同形热读（FasterHotReadBench 四变体，同机同轮）
| 变体 | ns/op |
|---|---|
| FASTER 2.6.5 session.Read（100k×8B key+64B struct） | 126.96 |
| 本组合逐次 Find+GetValue | 158.2（1.25×） |
| scoped+span 逐次 | 167.9（勿用——每迭代 4 次 epoch 转换不划算） |
| scoped+span 批量（256 查/invocation） | 94.67（0.75×）——反超 FASTER 1.34× 并破百 |
批量反超来源：零拷贝（FASTER 付 64B 出参拷贝）+ 无逐 op session 机器 + epoch 摊薄。 FASTER 单线程随机热读在本机真实水位 = 133.4ns（逐次口径对照 158.4ns，差 1.19×/25ns）。
3.3 恢复（跨实例重开 + 50k 条）
| 索引族 | 全量重放 | 镜像载像（零增量） |
|---|---|---|
| Hash | 67-87 ms | 64.7 ms |
| BTree | 106-130 ms | 58.7 ms（2.2×） |
| SkipList | 93-132 ms | 49.0 ms（2.1×） |
镜像真收益 = W 距尾近的增量场景（重放量 ∝ 距尾距离，非数据总量）；Hash 全量重放分配已压到 2.7MB（54B/条，-98.4%）（容量自适应，旧 167.9MB 构造期常量）。
3.4 组合分解（Stopwatch 探针，100k 稳态，Hash 组合）
Ring.Write ~906ns ｜ HashIndex.Insert ~904ns ｜ Ring.GetValue ~74ns。
4. Log（环境 A Win / 环境 C Linux）
4.1 写吞吐（EntryLog 4KB payload 攒页）
| 配置 | Win (A) | Linux (C) |
|---|---|---|
| DIO+WriteThrough 4M（生产推荐） | 590 MB/s | 1,469 MB/s |
| DIO+WT 1M | 520 MB/s | 1,071 MB/s |
| DIO+None 4M | 630 MB/s | — |
| 达磁盘裸写 | 69% | 61% |
损耗 31-39% = CRC32C + 帧组帧 + padding。Log 攒页比引擎逐条 Append 快 6.8×（Buf+None）/ 33.8× （Buf+WT）——攒页摊薄 lease+CAS+syscall。
4.2 小 payload WAL（DIO+WT 4M，真实业务形态）
| payload | 模式 | ops/s | p50 | p99 | p999 |
|---|---|---|---|---|---|
| 128B | 攒页 | 903K | 0.4µs | 1.2µs | 15µs |
| 128B | 默认 gc(10ms) | 348K | 0.4µs | 0.6µs | 603µs |
| 128B | 单条强制 | 2,172 | 375µs | 1,041µs | 1,489µs |
攒页 vs 单条强制 = 416×（group commit 用崩溃窗口换吞吐）；WAL 尾延迟 SLA 以默认 gc 的 p999（~1ms）为预算基线。写放大：128B 1.125× / 4KB 1.004×；fsync/MB：攒页 1 次 vs 单条 4,096 次。
4.3 回放 / 恢复 / 截断 / 提交
| 项 | 数字 | 备注 |
|---|---|---|
| 回放（128B 无 CRC） | 10.96M entries/s（1,338 MB/s） | CRC 开关 ~2× 差（128B+CRC 3.56M/s） |
| 回放冷读（DIO，= 崩溃重启场景） | 4KB 冷热比 0.99-1.10×；128B+CRC 冷读 +35%（仍 <0.4µs/条） | 恢复回放不构成瓶颈 |
| 恢复（meta Miss 二分定位） | 4MB 47ms → 64MB 60ms | O(log N)：数据 16× 恢复仅 +28% |
| CommitAsync 显式提交 | ~1.4-2.2ms（三 meta 策略同量级） | 受限同一次数据 flush；事务 SLA 预算 ~2ms |
| TruncatePrefix | ~1ms（纯打洞）→ 8.1ms（1GB 删 8 段+打洞） | 字节级物理销毁实测；与 Append 完全并行 |
| 10 分钟长稳 | avg 102.5 MB/s / 42 万 ops/s；p99=2.4µs、p999=788µs（周期 flush 尖峰） | Gen2 仅 3 次；RSS 稳定 29MB 净增 0 |
4.4 并发（Channel 单写线程模型）
1/2/4/8 生产者吞吐 172K-205K ops/s 稳定，p99 全部 ≤1.3µs——单写线程串行化消除锁竞争尾延迟， p999 周期尖峰（470-810µs）与 group commit flush 同源。
5. 全套 KV vs FASTER（环境 A，2026-08-04，TierKvVsFasterBench / FasterHotReadBench）
| 场景 | 本方 | FASTER | 倍数 |
|---|---|---|---|
| 热区点查 KeyOnly（16B，预存 addr） | 4.4ns | 61.8ns | ~7×（口径含预存地址，FASTER 每次过 hash） |
| 热区点查 ValueOnly / KeyValue | 5.2 / 8.7ns | — | |
| 冷区点查 | 14.7µs | 63.4µs | ~4× |
| 扫描 L1 raw byte（10k 条） | 0.95ns/条 | 无此能力 | 地址流裸读形态 |
| 扫描 L2 地址流 / L3 key(+value) | 23.9 / 28.9-29.0ns | 15.7ns | 默认顺序游标慢于 FASTER 内置 scan——批形态见 §3.2 |
| 值上限 | Segment 1GB + overflow | record ≤ PageSize（不跨页） | 架构差异 |
架构面：地址一等公民可缓存复用跳 hash（FASTER 地址 internal 锁死）；游标可注入。 冷读是热读的 ~2800×——真实性能由冷读决定。
6. Metadata / Mirror / Snapshot
- meta 三策略 CommitAsync：Disabled/Embedded/Managed 均 ~1.4-2.2ms（§4.3 表），策略差异在 噪声内——meta 开销不构成提交瓶颈；Recover：Embedded≈Disabled（同页扫）< Managed（+meta 引擎重开 ~20-40ms）。
- 镜像恢复底盘（环境 B）：零增量载像 49-65ms 封顶于恢复共同底盘（主/镜像双引擎重开+载像 IO）。
- Snapshot：无专属基准（测试覆盖 12 例）；帧 IO 量级与 Log 回放同形（§4.3 冷读结论适用）。