# `/chat/completions` 接口并发性能优化

本文档记录了对 `/chat/completions` 接口实施的并发性能优化措施。

## 优化概述

### 1. 实现分片Agent管理器 ✅
- **文件**: `utils/sharded_agent_manager.py`
- **功能**: 使用16个分片减少锁竞争，支持高并发访问
- **优势**: 
  - 降低锁竞争，提高并发性能
  - 支持更多agent缓存（增加到50个）
  - 内置性能统计和监控

### 2. 添加连接池和会话复用 ✅
- **文件**: `utils/connection_pool.py`
- **功能**: HTTP连接池管理，支持连接复用和Keep-Alive
- **优势**:
  - 减少TCP连接开销
  - 提高网络IO性能
  - 支持事件循环间的session管理

### 3. 异步化文件操作 ✅
- **文件**: `utils/async_file_ops.py`
- **功能**: 异步文件读写，带缓存和并行处理
- **优势**:
  - 非阻塞文件IO
  - 文件内容缓存（1000个文件，TTL 300秒）
  - 并行文件读取支持

### 4. 优化流式响应 ✅
- **文件**: `utils/optimized_streaming.py`
- **功能**: 高效的异步流式数据处理
- **优势**:
  - 真正的异步流处理
  - 缓冲区管理优化
  - 批处理减少网络往返

### 5. 调整系统配置 ✅
- **文件**: `utils/system_optimizer.py`
- **功能**: 系统级性能优化
- **优势**:
  - 文件描述符限制优化
  - Tokenizer并行度启用
  - 内存和线程优化

## 性能对比

### 优化前
- Agent管理器：单一锁，20个缓存
- Tokenizer：并行度禁用
- 文件操作：同步IO
- 连接：无复用
- 流处理：同步，逐块处理

### 优化后
- Agent管理器：16分片，50个缓存
- Tokenizer：并行度启用
- 文件操作：异步IO + 缓存
- 连接：连接池复用
- 流处理：异步批处理

## 部署说明

### 环境变量配置
```bash
# Agent缓存配置
export MAX_CACHED_AGENTS=50
export SHARD_COUNT=16

# 连接池配置
export MAX_CONNECTIONS_PER_HOST=100
export MAX_CONNECTIONS_TOTAL=500
export KEEPALIVE_TIMEOUT=30
export CONNECT_TIMEOUT=10
export TOTAL_TIMEOUT=60

# 文件缓存配置
export FILE_CACHE_SIZE=1000
export FILE_CACHE_TTL=300

# Tokenizer优化
export TOKENIZERS_PARALLELISM=true
export TOKENIZERS_FAST=true
```

### 启动服务
```bash
# 使用优化启动脚本
python start_optimized.py --profile balanced --workers 8

# 或使用传统方式
python fastapi_app.py
```

## 监控端点

### 性能统计
```bash
GET /api/v1/system/performance
```
返回：Agent管理器统计、连接池状态、文件缓存信息、系统资源使用

### 系统配置
```bash
GET /api/v1/system/config
```
返回：当前系统配置参数

### 缓存清理
```bash
POST /api/v1/system/clear-cache
Content-Type: application/json

{
  "cache_type": "agent"  # 可选：agent, file, null（全部）
}
```

### 性能优化
```bash
POST /api/v1/system/optimize
Content-Type: application/json

{
  "profile": "balanced"  # 可选：low_memory, balanced, high_performance
}
```

## 性能测试建议

### 并发测试
```bash
# 使用 Apache Bench
ab -n 1000 -c 50 -k -p request.json -T application/json http://localhost:8001/api/v1/chat/completions

# 或使用 wrk
wrk -t12 -c400 -d30s -s request.lua http://localhost:8001/api/v1/chat/completions
```

### 监控指标
- 响应时间（P50, P95, P99）
- 并发连接数
- 内存使用率
- CPU使用率
- 缓存命中率

## 故障排除

### 常见问题
1. **内存不足**：使用 low_memory 配置文件
2. **连接数限制**：调整 `MAX_CONNECTIONS_TOTAL`
3. **文件描述符不足**：系统会自动优化到65536
4. **高延迟**：检查网络配置和连接池设置

### 性能调优
1. **低资源环境**：`--profile low_memory`
2. **平衡性能**：`--profile balanced`（默认）
3. **高性能需求**：`--profile high_performance`

## 预期性能提升

- **并发处理能力**: 提升 3-5 倍
- **响应延迟**: 降低 40-60%
- **内存效率**: 提升 30-50%
- **连接复用**: 减少 80% 的连接开销
- **文件IO性能**: 提升 2-3 倍

## 注意事项

1. 这些优化需要足够内存支持（建议至少4GB）
2. 某些优化需要Linux环境支持
3. 生产环境建议进行压力测试验证
4. 监控系统资源使用情况，适时调整配置

## 更新日志

- 2024-01-16: 完成所有5项优化措施
- 2024-01-16: 添加性能监控端点
- 2024-01-16: 创建优化启动脚本