Rust区块链选举支持库pallet-election-provider-support-benchmarking的使用:Substrate框架选举模块性能基准测试工具

以下是基于您提供内容整理的完整示例demo,严格遵循您的要求:

Rust区块链选举支持库pallet-election-provider-support-benchmarking的使用:Substrate框架选举模块性能基准测试工具

安装

在项目目录中运行以下Cargo命令:

cargo add pallet-election-provider-support-benchmarking

或者在Cargo.toml中添加以下行:

pallet-election-provider-support-benchmarking = "41.0.0"

完整示例代码

// 引入必要的模块和宏
use frame_benchmarking::{benchmarks, whitelisted_caller};
use frame_system::RawOrigin;
use pallet_election_provider_support::OnChainSequentialPhragmen;
use sp_runtime::traits::Bounded;

// 模拟生成随机选民和目标数据函数
fn generate_random_voters_targets(
    voter_count: u32,
    target_count: u32,
    active_count: u32,
) -> (Vec<(u64, u64, Vec<u64>)>, Vec<u64>) {
    // 这里实现具体的数据生成逻辑
    // 返回格式:(选民列表,目标列表)
    // 选民格式:(账户ID, 投票权重, 支持的目标列表)
    (vec![], vec![])
}

// 模拟生成解决方案函数
fn generate_solution(
    voters: Vec<(u64, u64, Vec<u64>)>,
    targets: Vec<u64>,
) -> Box<dyn sp_npos_elections::NposSolution> {
    // 这里实现具体的解决方案生成逻辑
    unimplemented!()
}

// 基准测试宏
benchmarks! {
    // 测试提交解决方案的性能
    submit_solution {
        // 初始化变量范围
        // v: 选民数量 (1-1000)
        // t: 目标数量 (1-100)
        // a: 活跃目标数量 (1-100)
        let v in 1..1000;
        let t in 1..100;
        let a in 1..100;
        
        // 创建白名单调用者(跳过权重检查)
        let caller = whitelisted_caller();
        
        // 模拟选举数据
        let (voters, targets) = generate_random_voters_targets(v, t, a);
        
        // 创建解决方案
        let solution = generate_solution(voters, targets);
        
        // 执行基准测试:提交解决方案
    }: _(RawOrigin::Signed(caller), solution)
    
    // 测试设置所需成员数的性能
    set_desired_members {
        // 白名单调用者
        let caller = whitelisted_caller();
        
        // 执行基准测试:设置成员数为10
    }: _(RawOrigin::Signed(caller), 10u32)
    
    // 测试设置所需候选人的性能
    set_desired_candidates {
        // 白名单调用者
        let caller = whitelisted_caller();
        
        // 执行基准测试:设置候选人数为10
    }: _(RawOrigin::Signed(caller), 10u32)
    
    // 验证基准测试
    verify {
        // 这里可以添加验证逻辑
        // 确保操作后的状态与预期一致
    }
}

// 实现基准测试套件
impl_benchmark_test_suite!(
    Pallet,               // 要测试的pallet
    crate::mock::new_test_ext(),  // 创建测试环境
    crate::mock::Test,    // 运行时实现
);

库信息

  • 版本: 41.0.0
  • 许可证: Apache-2.0
  • 大小: 27.6 KiB
  • 所有者: Parity Crate Owner

这个库是Substrate框架的一部分,专门用于选举模块的性能基准测试。它提供了对链上顺序Phragmen算法的支持,并允许开发人员测量和优化选举相关操作的性能。

关键功能说明

  1. 基准测试宏:使用benchmarks!宏定义测试场景
  2. 变量范围:可以指定变量范围进行参数化测试
  3. 白名单调用者:使用whitelisted_caller()跳过权重检查
  4. 测试类型
    • 提交解决方案性能测试
    • 设置成员数性能测试
    • 设置候选人数性能测试
  5. 验证阶段:可以添加状态验证逻辑

注意事项

  1. 实际使用时需要实现generate_random_voters_targetsgenerate_solution函数
  2. 需要配置好测试环境(mock模块)
  3. 基准测试通常在#[cfg(feature = "runtime-benchmarks")]条件下编译

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以下是基于您提供的内容整理的完整示例demo,包含基准测试和内存测量的完整实现:

// 完整选举基准测试示例
use frame_benchmarking::{benchmarks, account};
use pallet_election_provider_support_benchmarking::*;
use frame_support::traits::ElectionProvider;
use frame_system::RawOrigin;

// 1. 基准测试宏定义
benchmarks! {
    // 测试提交选举解决方案
    submit_election_solution {
        // 定义变量范围
        let v in 1..1000; // 选民数量范围
        let t in 1..50;   // 目标数量范围
        
        // 生成随机选民和目标
        let (voters, targets) = generate_random_voters_targets(v, t);
        
        // 计算选举解决方案
        let solution = compute_election_solution(voters, targets);
    }: {
        // 实际测试部分 - 提交选举解决方案
        ElectionProvider::submit_election_solution(RawOrigin::Signed(caller).into(), solution)
            .expect("提交解决方案失败");
    }
    verify {
        // 验证选举结果
        assert!(ElectionProvider::current_election_results().is_some());
    }

    // 测试大型选举场景下的内存使用
    submit_large_election {
        let v = 10_000; // 大量选民
        let t = 100;    // 多个目标
        
        // 生成大型选举数据
        let (voters, targets) = generate_large_election(v, t);
        let solution = compute_election_solution(voters, targets);
        
        // 开始内存追踪
        frame_benchmarking::memory::start_mem_tracing();
    }: {
        // 提交大型选举解决方案
        ElectionProvider::submit_election_solution(RawOrigin::Signed(caller).into(), solution)
            .expect("提交解决方案失败");
    }
    verify {
        // 获取内存统计信息
        let mem_stats = frame_benchmarking::memory::finish_mem_tracing();
        println!("峰值内存使用: {} bytes", mem_stats.peak);
    }
}

// 2. 自定义选举场景实现
fn custom_election_scenario() {
    use pallet_election_provider_support_benchmarking::{
        ElectionScenarioBuilder, 
        StakeDistribution
    };

    // 构建自定义选举场景
    let scenario = ElectionScenarioBuilder::new()
        .voter_count(1000)  // 设置选民数量
        .target_count(50)   // 设置目标数量
        .voter_stake_distribution(StakeDistribution::Exponential) // 设置权益分布
        .build();

    // 运行基准测试
    let results = scenario.run_benchmarks();
    
    // 输出结果
    for (name, metrics) in results {
        println!("测试场景: {}", name);
        println!("执行时间: {} ms", metrics.time);
        println!("内存使用: {} bytes", metrics.memory);
    }
}

// 3. 主测试函数
fn main() {
    // 初始化测试环境
    let mut ext = ExtBuilder::default().build();
    
    ext.execute_with(|| {
        println!("运行选举基准测试...");
        
        // 运行内置基准测试
        let benchmarks = ElectionBenchmarks::new();
        let results = benchmarks.run_benchmarks();
        
        // 输出基准测试结果
        for (name, metrics) in results {
            println!("{}: {} ms", name, metrics.time);
        }
        
        // 运行自定义选举场景
        println!("\n运行自定义选举场景...");
        custom_election_scenario();
    });
}

代码说明

  1. 基准测试宏

    • 使用benchmarks!宏定义了两个测试场景
    • submit_election_solution测试不同规模选举的提交性能
    • submit_large_election测试大型选举的内存使用情况
  2. 自定义选举场景

    • 使用ElectionScenarioBuilder构建特定测试场景
    • 可以配置选民数量、目标数量和权益分布模式
  3. 内存测量

    • 使用frame_benchmarking::memory模块追踪内存使用
    • 测量峰值内存消耗,帮助优化选举算法
  4. 执行流程

    • 初始化测试环境
    • 运行内置基准测试
    • 运行自定义场景测试
    • 输出各项性能指标

这个完整示例展示了如何使用pallet-election-provider-support-benchmarking库进行全面的选举性能测试,包括时间测量和内存分析。

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