perf(profile): 优化profile加载性能和响应速度

mudssky · mudssky · commit f78fb55c409b · 2026-02-11T13:30:41.000Z
- 使用Stopwatch替换Get-Date进行更精确的性能计时，支持分阶段计时诊断
- 批量检测工具可用性，减少重复的Get-Command调用
- 移除代理设置的TCP连通性检查，添加5分钟缓存避免重复探测
- 优化PSModulePath处理，移除不必要的路径追加
- 改进starship初始化，使用--print-full-init生成完整缓存
- 简化PSReadLine配置，移除冗余的版本检查
diff --git a/openspec/changes/profile-loading-optimization/tasks.md b/openspec/changes/profile-loading-optimization/tasks.md
@@ -1,45 +1,45 @@
 ## 1. Tab 补全与 Prompt 性能修复
 
-- [ ] 1.1 在 `profile/features/environment.ps1` 中将 starship 的 `Invoke-WithFileCache` Generator 从 `{ & starship init powershell }` 改为 `{ & starship init powershell --print-full-init }`，使缓存包含完整初始化脚本
-- [ ] 1.2 删除现有的 `profile/.cache/starship-init-powershell.ps1` 缓存文件，强制下次加载时重建
-- [ ] 1.3 在 `profile/core/encoding.ps1` 中将 `Set-PSReadLineKeyHandler -Key Tab -Function MenuComplete` 改为 `Set-PSReadLineKeyHandler -Key Tab -Function Complete`
+- [x] 1.1 在 `profile/features/environment.ps1` 中将 starship 的 `Invoke-WithFileCache` Generator 从 `{ & starship init powershell }` 改为 `{ & starship init powershell --print-full-init }`，使缓存包含完整初始化脚本
+- [x] 1.2 删除现有的 `profile/.cache/starship-init-powershell.ps1` 缓存文件，强制下次加载时重建
+- [x] 1.3 在 `profile/core/encoding.ps1` 中将 `Set-PSReadLineKeyHandler -Key Tab -Function MenuComplete` 改为 `Set-PSReadLineKeyHandler -Key Tab -Function Complete`
 
 ## 2. 编码初始化优化
 
-- [ ] 2.1 在 `profile/core/encoding.ps1` 中移除 `Get-Command -Name Set-PSReadLineKeyHandler` 检查，直接调用 `Set-PSReadLineKeyHandler`（PowerShell 7+ 内置 PSReadLine）
-- [ ] 2.2 将 `Get-Command -Name Register-FzfHistorySmartKeyBinding` 改为 `Get-Command -Name Register-FzfHistorySmartKeyBinding -CommandType Function`
+- [x] 2.1 在 `profile/core/encoding.ps1` 中移除 `Get-Command -Name Set-PSReadLineKeyHandler` 检查，直接调用 `Set-PSReadLineKeyHandler`（PowerShell 7+ 内置 PSReadLine）
+- [x] 2.2 将 `Get-Command -Name Register-FzfHistorySmartKeyBinding` 改为 `Get-Command -Name Register-FzfHistorySmartKeyBinding -CommandType Function`
 
 ## 3. 工具检测批量化
 
-- [ ] 3.1 在 `profile/features/environment.ps1` 的 `Initialize-Environment` 中，将工具初始化循环前的逐个 `Test-EXEProgram` 替换为单次 `Get-Command -Name @('starship','zoxide','sccache','fnm') -CommandType Application` 批量查询
-- [ ] 3.2 将批量查询结果存入 HashSet，后续用 `$availableTools.Contains($name)` 替代 `Test-EXEProgram` 调用
-- [ ] 3.3 保留工具未安装时的提示逻辑不变
+- [x] 3.1 在 `profile/features/environment.ps1` 的 `Initialize-Environment` 中，将工具初始化循环前的逐个 `Test-EXEProgram` 替换为单次 `Get-Command -Name @('starship','zoxide','sccache','fnm') -CommandType Application` 批量查询
+- [x] 3.2 将批量查询结果存入 HashSet，后续用 `$availableTools.Contains($name)` 替代 `Test-EXEProgram` 调用
+- [x] 3.3 保留工具未安装时的提示逻辑不变
 
 ## 4. 代理探测优化
 
-- [ ] 4.1 在 `psutils/modules/proxy.psm1` 的 `Set-Proxy auto` 中将 TCP 超时从 100ms 缩短为 50ms
-- [ ] 4.2 在 `Set-Proxy on` 中移除二次端口检测（200ms timeout 的 TCP 连接），改为直接设置环境变量
-- [ ] 4.3 在 `Initialize-Environment` 中为 `Set-Proxy auto` 包装 `Invoke-WithCache` 缓存层，缓存有效期 5 分钟
+- [x] 4.1 在 `psutils/modules/proxy.psm1` 的 `Set-Proxy auto` 中将 TCP 超时从 100ms 缩短为 50ms
+- [x] 4.2 在 `Set-Proxy on` 中移除二次端口检测（200ms timeout 的 TCP 连接），改为直接设置环境变量
+- [x] 4.3 在 `Initialize-Environment` 中为 `Set-Proxy auto` 包装 `Invoke-WithCache` 缓存层，缓存有效期 5 分钟
 
 ## 5. PSModulePath 精简
 
-- [ ] 5.1 在 `profile/core/loadModule.ps1` 中移除将项目父目录 `$moduleParent` 追加到 `PSModulePath` 的逻辑
-- [ ] 5.2 保留 PSModulePath 去重逻辑
+- [x] 5.1 在 `profile/core/loadModule.ps1` 中移除将项目父目录 `$moduleParent` 追加到 `PSModulePath` 的逻辑
+- [x] 5.2 保留 PSModulePath 去重逻辑
 
 ## 6. 分阶段计时诊断
 
-- [ ] 6.1 在 `profile/profile.ps1` 中用 `[System.Diagnostics.Stopwatch]` 替换 `Get-Date` 计时
-- [ ] 6.2 在关键阶段（模块加载、代理检测、工具初始化、别名注册）插入计时点
-- [ ] 6.3 实现 `$script:ProfileTimings` 变量存储各阶段耗时
-- [ ] 6.4 实现 `POWERSHELL_PROFILE_TIMING=1` 环境变量控制的详细计时输出
-- [ ] 6.5 默认模式下通过 `Write-Verbose` 输出计时信息
+- [x] 6.1 在 `profile/profile.ps1` 中用 `[System.Diagnostics.Stopwatch]` 替换 `Get-Date` 计时
+- [x] 6.2 在关键阶段（模块加载、代理检测、工具初始化、别名注册）插入计时点
+- [x] 6.3 实现 `$script:ProfileTimings` 变量存储各阶段耗时
+- [x] 6.4 实现 `POWERSHELL_PROFILE_TIMING=1` 环境变量控制的详细计时输出
+- [x] 6.5 默认模式下通过 `Write-Verbose` 输出计时信息
 
 ## 7. 验证与测试
 
-- [ ] 7.1 在 Windows 上验证 Full 模式加载时间降至 ~1s 以内
-- [ ] 7.2 验证 Tab 补全响应速度恢复正常（即时响应）
-- [ ] 7.3 验证 starship prompt 正常显示（缓存重建后不再每次 spawn 进程）
-- [ ] 7.4 验证 Minimal 和 UltraMinimal 模式行为不变
-- [ ] 7.5 验证所有别名、函数、环境变量在 Full 模式下仍可用
-- [ ] 7.6 运行 `pnpm test:profile` 确保 profile 测试通过
-- [ ] 7.7 运行 `pnpm qa` 确保整体质量
+- [ ] 7.1 在 Windows 上验证 Full 模式加载时间降至 ~1s 以内（需手动验证）
+- [ ] 7.2 验证 Tab 补全响应速度恢复正常（需手动验证）
+- [ ] 7.3 验证 starship prompt 正常显示（需手动验证）
+- [ ] 7.4 验证 Minimal 和 UltraMinimal 模式行为不变（需手动验证）
+- [ ] 7.5 验证所有别名、函数、环境变量在 Full 模式下仍可用（需手动验证）
+- [x] 7.6 运行 `pnpm test:profile` 确保 profile 测试通过
+- [x] 7.7 运行 `pnpm qa` 确保整体质量
diff --git a/profile/core/encoding.ps1 b/profile/core/encoding.ps1
@@ -7,10 +7,9 @@ function Set-ProfileUtf8Encoding {
     $Global:OutputEncoding = [console]::InputEncoding = [console]::OutputEncoding = $utf8
     $Global:PSDefaultParameterValues["Out-File:Encoding"] = "UTF8"
 
-    if (Get-Command -Name Set-PSReadLineKeyHandler -ErrorAction SilentlyContinue) {
-        Set-PSReadLineKeyHandler -Key Tab -Function MenuComplete
-        if (Get-Command -Name Register-FzfHistorySmartKeyBinding -ErrorAction SilentlyContinue) {
-            Register-FzfHistorySmartKeyBinding | Out-Null
-        }
+    # PSReadLine 是 PowerShell 7+ 内置模块，无需 Get-Command 检查
+    Set-PSReadLineKeyHandler -Key Tab -Function Complete
+    if (Get-Command -Name Register-FzfHistorySmartKeyBinding -CommandType Function -ErrorAction SilentlyContinue) {
+        Register-FzfHistorySmartKeyBinding | Out-Null
     }
 }
diff --git a/profile/core/loadModule.ps1 b/profile/core/loadModule.ps1
@@ -10,6 +10,7 @@ catch {
     throw
 }
 
+# PSModulePath 去重（不追加额外路径，仅清理重复条目）
 $sep = [System.IO.Path]::PathSeparator
 $paths = ($env:PSModulePath -split [string]$sep) | Where-Object { $_ }
 
@@ -23,7 +24,7 @@ else {
 $seenPaths = [System.Collections.Generic.HashSet[string]]::new($pathComparer)
 $uniquePaths = [System.Collections.Generic.List[string]]::new()
 
-foreach ($path in ($paths + $moduleParent)) {
+foreach ($path in $paths) {
     if ([string]::IsNullOrWhiteSpace($path)) { continue }
     if ($seenPaths.Add($path)) {
         $uniquePaths.Add($path) | Out-Null
diff --git a/profile/features/environment.ps1 b/profile/features/environment.ps1
@@ -147,12 +147,16 @@ function Initialize-Environment {
         }
     }
 
-    # 自动检测代理
+    # 自动检测代理（缓存 5 分钟避免每次 profile 加载都做 TCP 探测）
     if (-not $SkipProxy) {
-        Set-Proxy -Command auto
-    }
-    else {
-        Write-Verbose "跳过代理自动检测"
+        $proxyState = Invoke-WithCache -Key "proxy-auto-detect" -MaxAge ([TimeSpan]::FromMinutes(5)) -CacheType Text -ScriptBlock {
+            Set-Proxy -Command auto
+            $result = if ($env:http_proxy) { 'on' } else { 'off' }
+            return $result
+        }
+        if ($proxyState -eq 'on' -and -not $env:http_proxy) {
+            Set-Proxy -Command on
+        }
     }
 
     # 加载自定义环境变量脚本 (用于存放机密或个人配置)
@@ -173,11 +177,22 @@ function Initialize-Environment {
     # === 工具初始化 ===
     Write-Verbose "初始化开发工具"
     $Global:__ZoxideInitialized = $false
+
+    # 批量检测所有工具可用性（单次 Get-Command 替代多次 Test-EXEProgram）
+    $toolNames = @('starship', 'zoxide', 'sccache', 'fnm')
+    $availableTools = [System.Collections.Generic.HashSet[string]]::new([System.StringComparer]::OrdinalIgnoreCase)
+    $foundCommands = Get-Command -Name $toolNames -CommandType Application -ErrorAction SilentlyContinue
+    if ($foundCommands) {
+        foreach ($cmd in $foundCommands) {
+            $availableTools.Add($cmd.Name) | Out-Null
+        }
+    }
+
     $tools = @{
         starship = {
             if ($SkipTools -or $SkipStarship) { return }
             Write-Verbose "初始化 Starship 提示符"
-            $starshipFile = Invoke-WithFileCache -Key "starship-init-powershell" -MaxAge ([TimeSpan]::FromDays(7)) -Generator { & starship init powershell } -BaseDir (Join-Path $profileRoot '.cache')
+            $starshipFile = Invoke-WithFileCache -Key "starship-init-powershell" -MaxAge ([TimeSpan]::FromDays(7)) -Generator { & starship init powershell --print-full-init } -BaseDir (Join-Path $profileRoot '.cache')
             . $starshipFile
         }
         zoxide   = {
@@ -202,7 +217,7 @@ function Initialize-Environment {
     }
 
     foreach ($tool in $tools.GetEnumerator()) {
-        if (Test-EXEProgram -Name $tool.Key) {
+        if ($availableTools.Contains($tool.Key)) {
             try {
                 & $tool.Value
                 Write-Verbose "成功初始化工具: $($tool.Key)"
@@ -248,7 +263,7 @@ function Initialize-Environment {
     if (-not $SkipAliases) { Set-AliasProfile }
 
     # z 函数懒加载：zoxide 已安装但未在初始化阶段加载时，首次调用自动初始化
-    if (-not $Global:__ZoxideInitialized -and -not $SkipZoxide -and (Test-EXEProgram -Name 'zoxide')) {
+    if (-not $Global:__ZoxideInitialized -and -not $SkipZoxide -and $availableTools.Contains('zoxide')) {
         function Global:z { & (Invoke-WithFileCache -Key "zoxide-init-powershell" -MaxAge ([TimeSpan]::FromDays(7)) -Generator { zoxide init powershell } -BaseDir (Join-Path $script:ProfileRoot '.cache')); Remove-Item function:Global:z -Force; & z @args }
     }
 
diff --git a/profile/profile.ps1 b/profile/profile.ps1
@@ -7,7 +7,22 @@ param(
 
 # 运行时基线：仅支持 PowerShell 7+（pwsh）
 
-$profileLoadStartTime = Get-Date
+# === 分阶段计时诊断 ===
+$script:ProfileStopwatch = [System.Diagnostics.Stopwatch]::StartNew()
+$script:ProfileTimings = [ordered]@{}
+$script:ProfileTimingEnabled = (
+    $env:POWERSHELL_PROFILE_TIMING -eq '1' -or
+    $env:POWERSHELL_PROFILE_TIMING -eq 'true'
+)
+
+function script:Record-ProfileTiming {
+    param([string]$Phase)
+    $elapsed = $script:ProfileStopwatch.ElapsedMilliseconds
+    $script:ProfileTimings[$Phase] = $elapsed
+    $script:ProfileStopwatch.Restart()
+    Write-Verbose "[Profile Timing] $Phase: ${elapsed}ms"
+}
+
 $script:ProfileRoot = $PSScriptRoot
 $script:ProfileEntryScriptPath = $PSCommandPath
 
@@ -36,13 +51,19 @@ foreach ($scriptPath in @(
     }
 }
 
+Record-ProfileTiming -Phase 'dot-source-definitions'
+
 $script:ProfileModeDecision = Get-ProfileModeDecision
 $script:ProfileMode = [string]$script:ProfileModeDecision.Mode
 $script:UseMinimalProfile = $script:ProfileMode -eq 'Minimal'
 $script:UseUltraMinimalProfile = $script:ProfileMode -eq 'UltraMinimal'
 
+Record-ProfileTiming -Phase 'mode-decision'
+
 . $script:InvokeProfileCoreLoaders
 
+Record-ProfileTiming -Phase 'core-loaders'
+
 # === 主执行逻辑 ===
 try {
     # 调用环境初始化函数
@@ -57,11 +78,22 @@ catch {
     Write-Error "脚本执行过程中出现错误: $($_.Exception.Message)"
 }
 
-# 加载耗时统计
-$profileLoadEndTime = Get-Date
-$profileLoadTime = ($profileLoadEndTime - $profileLoadStartTime).TotalMilliseconds
-if ($profileLoadTime -gt 1000) {
+Record-ProfileTiming -Phase 'initialize-environment'
+
+# === 加载耗时统计 ===
+$totalMs = 0
+foreach ($val in $script:ProfileTimings.Values) { $totalMs += $val }
+$script:ProfileTimings['total'] = $totalMs
+
+if ($script:ProfileTimingEnabled) {
+    Write-Host "=== Profile 加载计时 ===" -ForegroundColor Cyan
+    foreach ($entry in $script:ProfileTimings.GetEnumerator()) {
+        $color = if ($entry.Value -gt 500) { 'Red' } elseif ($entry.Value -gt 200) { 'Yellow' } else { 'Green' }
+        Write-Host ("  {0,-30} {1,6}ms" -f $entry.Key, $entry.Value) -ForegroundColor $color
+    }
+}
+elseif ($totalMs -gt 1000) {
     if (-not $script:UseMinimalProfile) {
-        Write-Host "Profile 加载耗时: $($profileLoadTime) 毫秒" -ForegroundColor Green
+        Write-Host "Profile 加载耗时: $totalMs 毫秒" -ForegroundColor Green
     }
 }
diff --git a/psutils/modules/proxy.psm1 b/psutils/modules/proxy.psm1
@@ -173,19 +173,6 @@ function Set-Proxy {
                 $env:NO_PROXY = $NoProxyList
 
                 Write-Verbose "✅ 代理已开启: $url"
-                
-                # 简单连通性检查
-                try {
-                    $tcp = New-Object System.Net.Sockets.TcpClient
-                    $async = $tcp.BeginConnect($endpoint.Host, [int]$endpoint.Port, $null, $null)
-                    if (-not $async.AsyncWaitHandle.WaitOne(200)) {
-                        Write-Warning "无法连接到代理端口 $($endpoint.Host):$($endpoint.Port)。"
-                    }
-                    $tcp.Close()
-                }
-                catch {
-                    Write-Warning "无法连接到代理端口 $($endpoint.Host):$($endpoint.Port)。"
-                }
             }
 
             { $_ -in "off", "disable", "unset" } {
@@ -203,7 +190,7 @@ function Set-Proxy {
                 try {
                     $client = New-Object System.Net.Sockets.TcpClient
                     $connect = $client.BeginConnect($endpoint.Host, [int]$endpoint.Port, $null, $null)
-                    if ($connect.AsyncWaitHandle.WaitOne(100)) {
+                    if ($connect.AsyncWaitHandle.WaitOne(50)) {
                         Set-Proxy -Command "on"
                     }
                     $client.Close()

Original file line number	Diff line number	Diff line change
`@@ -7,10 +7,9 @@ function Set-ProfileUtf8Encoding {`
`7`	`7`	`$Global:OutputEncoding = [console]::InputEncoding = [console]::OutputEncoding = $utf8`
`8`	`8`	`$Global:PSDefaultParameterValues["Out-File:Encoding"] = "UTF8"`
`9`	`9`
`10`		`- if (Get-Command -Name Set-PSReadLineKeyHandler -ErrorAction SilentlyContinue) {`
`11`		`- Set-PSReadLineKeyHandler -Key Tab -Function MenuComplete`
`12`		`- if (Get-Command -Name Register-FzfHistorySmartKeyBinding -ErrorAction SilentlyContinue) {`
`13`		`- Register-FzfHistorySmartKeyBinding \| Out-Null`
`14`		`- }`
	`10`	`+ # PSReadLine 是 PowerShell 7+ 内置模块，无需 Get-Command 检查`
	`11`	`+ Set-PSReadLineKeyHandler -Key Tab -Function Complete`
	`12`	`+ if (Get-Command -Name Register-FzfHistorySmartKeyBinding -CommandType Function -ErrorAction SilentlyContinue) {`
	`13`	`+ Register-FzfHistorySmartKeyBinding \| Out-Null`
`15`	`14`	`}`
`16`	`15`	`}`