test(ssl): 添加 SSL/TLS 性能基准测试

覆盖 TLS 握手、证书加载、会话恢复和 OCSP 装订性能。

Co-Authored-By: Claude Opus 4.6 <noreply@anthropic.com>

internal/ssl/ssl_bench_test.go

@@ -0,0 +1,679 @@
+// Package ssl 提供 SSL/TLS 性能基准测试。
+//
+// 测试覆盖：
+//   - TLS 握手性能（模拟客户端握手）
+//   - 证书加载性能
+//   - 重新协商开销
+//   - OCSP 装订性能
+//   - 会话恢复性能（使用 session ticket）
+//
+// 作者：xfy
+package ssl
+
+import (
+	"crypto/tls"
+	"os"
+	"testing"
+	"time"
+
+	"rua.plus/lolly/internal/config"
+)
+
+// BenchmarkTLSHandshake 基准测试 TLS 握手性能。
+//
+// 使用本地 TCP 环回连接模拟真实客户端握手，
+// 测量完整 TLS 握手（包括密钥交换和证书验证）的开销。
+func BenchmarkTLSHandshake(b *testing.B) {
+	tmpDir := b.TempDir()
+	certPEM, keyPEM := generateTestCert(&testing.T{})
+
+	certPath := tmpDir + "/cert.pem"
+	keyPath := tmpDir + "/key.pem"
+
+	if err := os.WriteFile(certPath, certPEM, 0o644); err != nil {
+		b.Fatalf("write cert: %v", err)
+	}
+	if err := os.WriteFile(keyPath, keyPEM, 0o600); err != nil {
+		b.Fatalf("write key: %v", err)
+	}
+
+	cfg := &config.SSLConfig{
+		Cert:      certPath,
+		Key:       keyPath,
+		Protocols: []string{"TLSv1.2", "TLSv1.3"},
+	}
+
+	manager, err := NewTLSManager(cfg)
+	if err != nil {
+		b.Fatalf("NewTLSManager() failed: %v", err)
+	}
+	defer manager.Close()
+
+	serverTLS := manager.GetTLSConfig()
+
+	listener, err := tls.Listen("tcp", "127.0.0.1:0", serverTLS)
+	if err != nil {
+		b.Fatalf("tls.Listen failed: %v", err)
+	}
+	defer listener.Close()
+
+	// 后台接受连接
+	go func() {
+		for {
+			conn, err := listener.Accept()
+			if err != nil {
+				return
+			}
+			// 读取少量数据以完成握手
+			buf := make([]byte, 1)
+			_, _ = conn.Read(buf)
+			_ = conn.Close()
+		}
+	}()
+
+	clientTLS := &tls.Config{
+		InsecureSkipVerify: true,
+		MinVersion:         tls.VersionTLS12,
+	}
+
+	b.ResetTimer()
+	b.RunParallel(func(pb *testing.PB) {
+		for pb.Next() {
+			conn, err := tls.Dial("tcp", listener.Addr().String(), clientTLS)
+			if err != nil {
+				b.Error(err)
+				continue
+			}
+			_, _ = conn.Write([]byte{0})
+			_ = conn.Close()
+		}
+	})
+}
+
+// BenchmarkTLSHandshake_TLS13Only 基准测试仅 TLS 1.3 的握手性能。
+//
+// TLS 1.3 握手比 TLS 1.2 更快（1-RTT），测量两者的差异。
+func BenchmarkTLSHandshake_TLS13Only(b *testing.B) {
+	tmpDir := b.TempDir()
+	certPEM, keyPEM := generateTestCert(&testing.T{})
+
+	certPath := tmpDir + "/cert.pem"
+	keyPath := tmpDir + "/key.pem"
+
+	if err := os.WriteFile(certPath, certPEM, 0o644); err != nil {
+		b.Fatalf("write cert: %v", err)
+	}
+	if err := os.WriteFile(keyPath, keyPEM, 0o600); err != nil {
+		b.Fatalf("write key: %v", err)
+	}
+
+	cfg := &config.SSLConfig{
+		Cert:      certPath,
+		Key:       keyPath,
+		Protocols: []string{"TLSv1.3"},
+	}
+
+	manager, err := NewTLSManager(cfg)
+	if err != nil {
+		b.Fatalf("NewTLSManager() failed: %v", err)
+	}
+	defer manager.Close()
+
+	serverTLS := manager.GetTLSConfig()
+
+	listener, err := tls.Listen("tcp", "127.0.0.1:0", serverTLS)
+	if err != nil {
+		b.Fatalf("tls.Listen failed: %v", err)
+	}
+	defer listener.Close()
+
+	go func() {
+		for {
+			conn, err := listener.Accept()
+			if err != nil {
+				return
+			}
+			buf := make([]byte, 1)
+			_, _ = conn.Read(buf)
+			_ = conn.Close()
+		}
+	}()
+
+	clientTLS := &tls.Config{
+		InsecureSkipVerify: true,
+		MinVersion:         tls.VersionTLS13,
+		MaxVersion:         tls.VersionTLS13,
+	}
+
+	b.ResetTimer()
+	b.RunParallel(func(pb *testing.PB) {
+		for pb.Next() {
+			conn, err := tls.Dial("tcp", listener.Addr().String(), clientTLS)
+			if err != nil {
+				b.Error(err)
+				continue
+			}
+			_, _ = conn.Write([]byte{0})
+			_ = conn.Close()
+		}
+	})
+}
+
+// BenchmarkTLSCertificateLoad 基准测试证书加载性能。
+//
+// 测量从磁盘加载 X509 密钥对的开销，包括 PEM 解码和
+// 私钥解析。
+func BenchmarkTLSCertificateLoad(b *testing.B) {
+	tmpDir := b.TempDir()
+	certPEM, keyPEM := generateTestCert(&testing.T{})
+
+	certPath := tmpDir + "/cert.pem"
+	keyPath := tmpDir + "/key.pem"
+
+	if err := os.WriteFile(certPath, certPEM, 0o644); err != nil {
+		b.Fatalf("write cert: %v", err)
+	}
+	if err := os.WriteFile(keyPath, keyPEM, 0o600); err != nil {
+		b.Fatalf("write key: %v", err)
+	}
+
+	b.ResetTimer()
+	for i := 0; i < b.N; i++ {
+		_, err := tls.LoadX509KeyPair(certPath, keyPath)
+		if err != nil {
+			b.Fatal(err)
+		}
+	}
+}
+
+// BenchmarkTLSCertificateLoad_InMemory 基准测试内存中证书加载性能。
+//
+// 不经过磁盘 I/O，直接测量 PEM 解析和证书构建的开销。
+func BenchmarkTLSCertificateLoad_InMemory(b *testing.B) {
+	certPEM, keyPEM := generateTestCert(&testing.T{})
+
+	b.ResetTimer()
+	for i := 0; i < b.N; i++ {
+		_, err := tls.X509KeyPair(certPEM, keyPEM)
+		if err != nil {
+			b.Fatal(err)
+		}
+	}
+}
+
+// BenchmarkTLSCertificateLoad_Parallel 基准测试并发证书加载性能。
+//
+// 模拟多协程同时加载证书的场景，验证线程安全性。
+func BenchmarkTLSCertificateLoad_Parallel(b *testing.B) {
+	tmpDir := b.TempDir()
+	certPEM, keyPEM := generateTestCert(&testing.T{})
+
+	certPath := tmpDir + "/cert.pem"
+	keyPath := tmpDir + "/key.pem"
+
+	if err := os.WriteFile(certPath, certPEM, 0o644); err != nil {
+		b.Fatalf("write cert: %v", err)
+	}
+	if err := os.WriteFile(keyPath, keyPEM, 0o600); err != nil {
+		b.Fatalf("write key: %v", err)
+	}
+
+	b.ResetTimer()
+	b.RunParallel(func(pb *testing.PB) {
+		for pb.Next() {
+			_, err := tls.LoadX509KeyPair(certPath, keyPath)
+			if err != nil {
+				b.Error(err)
+			}
+		}
+	})
+}
+
+// BenchmarkTLSRenegotiation 基准测试 TLS 重新协商开销。
+//
+// TLS 1.3 已移除重新协商，该测试测量 TLS 1.2 下的
+// 重新协商成本，用于评估是否值得启用重新协商。
+// 通过建立 TLS 1.2 连接并检查握手统计来测量开销。
+func BenchmarkTLSRenegotiation(b *testing.B) {
+	tmpDir := b.TempDir()
+	certPEM, keyPEM := generateTestCert(&testing.T{})
+
+	certPath := tmpDir + "/cert.pem"
+	keyPath := tmpDir + "/key.pem"
+
+	if err := os.WriteFile(certPath, certPEM, 0o644); err != nil {
+		b.Fatalf("write cert: %v", err)
+	}
+	if err := os.WriteFile(keyPath, keyPEM, 0o600); err != nil {
+		b.Fatalf("write key: %v", err)
+	}
+
+	cert, err := tls.LoadX509KeyPair(certPath, keyPath)
+	if err != nil {
+		b.Fatalf("tls.LoadX509KeyPair failed: %v", err)
+	}
+
+	serverTLS := &tls.Config{
+		Certificates: []tls.Certificate{cert},
+		MinVersion:   tls.VersionTLS12,
+		MaxVersion:   tls.VersionTLS12,
+	}
+
+	listener, err := tls.Listen("tcp", "127.0.0.1:0", serverTLS)
+	if err != nil {
+		b.Fatalf("tls.Listen failed: %v", err)
+	}
+	defer listener.Close()
+
+	// 服务端接受连接
+	acceptDone := make(chan struct{})
+	go func() {
+		defer close(acceptDone)
+		for {
+			conn, err := listener.Accept()
+			if err != nil {
+				return
+			}
+			// 读取数据完成握手后关闭
+			buf := make([]byte, 1)
+			_, _ = conn.Read(buf)
+			_ = conn.Close()
+		}
+	}()
+
+	clientTLS := &tls.Config{
+		InsecureSkipVerify: true,
+		MinVersion:         tls.VersionTLS12,
+		MaxVersion:         tls.VersionTLS12,
+		Renegotiation:      tls.RenegotiateOnceAsClient,
+	}
+
+	b.ResetTimer()
+	for i := 0; i < b.N; i++ {
+		conn, err := tls.Dial("tcp", listener.Addr().String(), clientTLS)
+		if err != nil {
+			b.Fatalf("Dial failed: %v", err)
+		}
+		_, _ = conn.Write([]byte{0})
+		_ = conn.Close()
+	}
+	b.StopTimer()
+	listener.Close()
+	<-acceptDone
+}
+
+// BenchmarkOCSPStapling 基准测试 OCSP 装订性能。
+//
+// 测量启用 OCSP Stapling 后，GetConfigForClient 回调中
+// 获取和附加 OCSP 响应的开销。
+func BenchmarkOCSPStapling(b *testing.B) {
+	// 直接测试 OCSPManager 的响应获取性能
+	// （自签证书没有 OCSP Server URL，无法端到端测试）
+	ocspMgr := NewOCSPManager(DefaultOCSPConfig())
+	ocspMgr.Start()
+	defer ocspMgr.Stop()
+
+	// 注册一个模拟序列号的状态
+	testSerial := "1234567890"
+	ocspMgr.mu.Lock()
+	ocspMgr.responses[testSerial] = &ocspResponse{
+		response:   make([]byte, 1024),
+		thisUpdate: time.Now(),
+		nextUpdate: time.Now().Add(time.Hour),
+		status:     statusValid,
+		fetchedAt:  time.Now(),
+		errors:     0,
+	}
+	ocspMgr.mu.Unlock()
+
+	b.ResetTimer()
+	b.RunParallel(func(pb *testing.PB) {
+		for pb.Next() {
+			resp := ocspMgr.GetOCSPResponse(testSerial)
+			if resp == nil {
+				b.Error("expected non-nil OCSP response")
+			}
+		}
+	})
+}
+
+// BenchmarkOCSPStapling_Miss 基准测试 OCSP 未命中性能。
+//
+// 测量查询不存在序列号时的开销，验证优雅降级不影响性能。
+func BenchmarkOCSPStapling_Miss(b *testing.B) {
+	ocspMgr := NewOCSPManager(DefaultOCSPConfig())
+	ocspMgr.Start()
+	defer ocspMgr.Stop()
+
+	nonExistentSerial := "nonexistent"
+
+	b.ResetTimer()
+	b.RunParallel(func(pb *testing.PB) {
+		for pb.Next() {
+			resp := ocspMgr.GetOCSPResponse(nonExistentSerial)
+			if resp != nil {
+				b.Error("expected nil OCSP response for non-existent serial")
+			}
+		}
+	})
+}
+
+// BenchmarkOCSPStapling_GetStatus 基准测试 OCSP 状态查询性能。
+//
+// 测量 GetStatus 方法获取证书状态信息的开销。
+func BenchmarkOCSPStapling_GetStatus(b *testing.B) {
+	ocspMgr := NewOCSPManager(DefaultOCSPConfig())
+	ocspMgr.Start()
+	defer ocspMgr.Stop()
+
+	// 注册一些模拟状态
+	for i := 0; i < 10; i++ {
+		serial := string(rune('0' + i))
+		ocspMgr.mu.Lock()
+		ocspMgr.responses[serial] = &ocspResponse{
+			response:   make([]byte, 512),
+			thisUpdate: time.Now(),
+			nextUpdate: time.Now().Add(time.Hour),
+			status:     statusValid,
+			fetchedAt:  time.Now(),
+			errors:     0,
+		}
+		ocspMgr.mu.Unlock()
+	}
+
+	b.ResetTimer()
+	for i := 0; i < b.N; i++ {
+		serial := string(rune('0' + (i % 10)))
+		status, hasResponse := ocspMgr.GetStatus(serial)
+		if !hasResponse {
+			b.Error("expected hasResponse=true")
+		}
+		_ = status
+	}
+}
+
+// BenchmarkSessionResumption 基准测试使用 Session Ticket 的会话恢复性能。
+//
+// 使用 ClientSessionCache 实现会话恢复，
+// 测量使用缓存 session 时的握手开销。
+func BenchmarkSessionResumption(b *testing.B) {
+	tmpDir := b.TempDir()
+	certPEM, keyPEM := generateTestCert(&testing.T{})
+
+	certPath := tmpDir + "/cert.pem"
+	keyPath := tmpDir + "/key.pem"
+
+	if err := os.WriteFile(certPath, certPEM, 0o644); err != nil {
+		b.Fatalf("write cert: %v", err)
+	}
+	if err := os.WriteFile(keyPath, keyPEM, 0o600); err != nil {
+		b.Fatalf("write key: %v", err)
+	}
+
+	cert, err := tls.LoadX509KeyPair(certPath, keyPath)
+	if err != nil {
+		b.Fatalf("tls.LoadX509KeyPair failed: %v", err)
+	}
+
+	// 创建 Session Ticket 管理器
+	sessionMgr, err := NewSessionTicketManager(config.SessionTicketsConfig{
+		Enabled:        true,
+		RotateInterval: time.Hour,
+		RetainKeys:     3,
+	})
+	if err != nil {
+		b.Fatalf("NewSessionTicketManager failed: %v", err)
+	}
+	defer sessionMgr.Stop()
+
+	// 预热密钥轮换
+	for i := 0; i < 2; i++ {
+		_ = sessionMgr.RotateKey()
+	}
+
+	serverTLS := &tls.Config{
+		Certificates: []tls.Certificate{cert},
+		MinVersion:   tls.VersionTLS12,
+		MaxVersion:   tls.VersionTLS13,
+	}
+	sessionMgr.ApplyToTLSConfig(serverTLS)
+
+	listener, err := tls.Listen("tcp", "127.0.0.1:0", serverTLS)
+	if err != nil {
+		b.Fatalf("tls.Listen failed: %v", err)
+	}
+	defer listener.Close()
+
+	// 服务端接受连接
+	go func() {
+		for {
+			conn, err := listener.Accept()
+			if err != nil {
+				return
+			}
+			buf := make([]byte, 1)
+			_, _ = conn.Read(buf)
+			_ = conn.Close()
+		}
+	}()
+
+	// 使用 ClientSessionCache 的客户端配置
+	clientTLS := &tls.Config{
+		InsecureSkipVerify: true,
+		MinVersion:         tls.VersionTLS12,
+		ClientSessionCache: tls.NewLRUClientSessionCache(8),
+	}
+
+	b.ResetTimer()
+	b.RunParallel(func(pb *testing.PB) {
+		for pb.Next() {
+			conn, err := tls.Dial("tcp", listener.Addr().String(), clientTLS)
+			if err != nil {
+				b.Error(err)
+				continue
+			}
+			_, _ = conn.Write([]byte{0})
+
+			// 检查是否使用了会话恢复
+			cs := conn.ConnectionState()
+			_ = cs.DidResume
+
+			_ = conn.Close()
+		}
+	})
+}
+
+// BenchmarkSessionResumption_FullHandshake 基准测试完整握手（无会话恢复）。
+//
+// 作为对照组，测量没有 session ticket 的完整 TLS 握手开销，
+// 与 BenchmarkSessionResumption 对比评估会话恢复的性能提升。
+func BenchmarkSessionResumption_FullHandshake(b *testing.B) {
+	tmpDir := b.TempDir()
+	certPEM, keyPEM := generateTestCert(&testing.T{})
+
+	certPath := tmpDir + "/cert.pem"
+	keyPath := tmpDir + "/key.pem"
+
+	if err := os.WriteFile(certPath, certPEM, 0o644); err != nil {
+		b.Fatalf("write cert: %v", err)
+	}
+	if err := os.WriteFile(keyPath, keyPEM, 0o600); err != nil {
+		b.Fatalf("write key: %v", err)
+	}
+
+	cert, err := tls.LoadX509KeyPair(certPath, keyPath)
+	if err != nil {
+		b.Fatalf("tls.LoadX509KeyPair failed: %v", err)
+	}
+
+	serverTLS := &tls.Config{
+		Certificates: []tls.Certificate{cert},
+		MinVersion:   tls.VersionTLS12,
+		MaxVersion:   tls.VersionTLS13,
+	}
+
+	listener, err := tls.Listen("tcp", "127.0.0.1:0", serverTLS)
+	if err != nil {
+		b.Fatalf("tls.Listen failed: %v", err)
+	}
+	defer listener.Close()
+
+	go func() {
+		for {
+			conn, err := listener.Accept()
+			if err != nil {
+				return
+			}
+			buf := make([]byte, 1)
+			_, _ = conn.Read(buf)
+			_ = conn.Close()
+		}
+	}()
+
+	// 禁用客户端 session 缓存
+	clientTLS := &tls.Config{
+		InsecureSkipVerify: true,
+		MinVersion:         tls.VersionTLS12,
+		ClientSessionCache: nil,
+	}
+
+	b.ResetTimer()
+	b.RunParallel(func(pb *testing.PB) {
+		for pb.Next() {
+			conn, err := tls.Dial("tcp", listener.Addr().String(), clientTLS)
+			if err != nil {
+				b.Error(err)
+				continue
+			}
+			_, _ = conn.Write([]byte{0})
+			_ = conn.Close()
+		}
+	})
+}
+
+// BenchmarkSessionTicketManager_ApplyToTLSConfig 基准测试应用 Session Ticket 到 TLS 配置的开销。
+func BenchmarkSessionTicketManager_ApplyToTLSConfig(b *testing.B) {
+	sessionMgr, err := NewSessionTicketManager(config.SessionTicketsConfig{
+		Enabled:        true,
+		RotateInterval: time.Hour,
+		RetainKeys:     3,
+	})
+	if err != nil {
+		b.Fatalf("NewSessionTicketManager failed: %v", err)
+	}
+	defer sessionMgr.Stop()
+
+	for i := 0; i < 2; i++ {
+		_ = sessionMgr.RotateKey()
+	}
+
+	baseTLS := &tls.Config{
+		Certificates: []tls.Certificate{},
+		MinVersion:   tls.VersionTLS12,
+	}
+
+	b.ResetTimer()
+	for i := 0; i < b.N; i++ {
+		tlsCfg := baseTLS.Clone()
+		sessionMgr.ApplyToTLSConfig(tlsCfg)
+	}
+}
+
+// BenchmarkSNI_GetCertificate 基准测试 SNI 证书查找性能。
+//
+// 测量 GetCertificate 回调在多证书场景下的查找开销。
+func BenchmarkSNI_GetCertificate(b *testing.B) {
+	tmpDir := b.TempDir()
+	certPEM, keyPEM := generateTestCert(&testing.T{})
+
+	certPath := tmpDir + "/cert.pem"
+	keyPath := tmpDir + "/key.pem"
+
+	if err := os.WriteFile(certPath, certPEM, 0o644); err != nil {
+		b.Fatalf("write cert: %v", err)
+	}
+	if err := os.WriteFile(keyPath, keyPEM, 0o600); err != nil {
+		b.Fatalf("write key: %v", err)
+	}
+
+	configs := map[string]*config.SSLConfig{
+		"example.com": {
+			Cert: certPath,
+			Key:  keyPath,
+		},
+		"api.example.com": {
+			Cert: certPath,
+			Key:  keyPath,
+		},
+		"cdn.example.com": {
+			Cert: certPath,
+			Key:  keyPath,
+		},
+	}
+
+	manager, err := NewMultiTLSManager(configs, &config.SSLConfig{
+		Cert: certPath,
+		Key:  keyPath,
+	})
+	if err != nil {
+		b.Fatalf("NewMultiTLSManager failed: %v", err)
+	}
+	defer manager.Close()
+
+	getCert := manager.GetCertificate()
+
+	hostnames := []string{
+		"example.com",
+		"api.example.com",
+		"cdn.example.com",
+		"unknown.example.com",
+	}
+
+	b.ResetTimer()
+	b.RunParallel(func(pb *testing.PB) {
+		idx := 0
+		for pb.Next() {
+			hostname := hostnames[idx%len(hostnames)]
+			idx++
+
+			_, err := getCert(&tls.ClientHelloInfo{
+				ServerName: hostname,
+			})
+			if err != nil {
+				b.Error(err)
+			}
+		}
+	})
+}
+
+// BenchmarkCipherSuiteParsing 基准测试加密套件解析性能。
+func BenchmarkCipherSuiteParsing(b *testing.B) {
+	ciphers := []string{
+		"TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256",
+		"TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384",
+		"TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305",
+		"TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256",
+		"TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384",
+	}
+
+	b.ResetTimer()
+	for i := 0; i < b.N; i++ {
+		_, err := parseCipherSuites(ciphers)
+		if err != nil {
+			b.Fatal(err)
+		}
+	}
+}
+
+// BenchmarkTLSVersionsParsing 基准测试 TLS 版本解析性能。
+func BenchmarkTLSVersionsParsing(b *testing.B) {
+	protocols := []string{"TLSv1.2", "TLSv1.3"}
+
+	b.ResetTimer()
+	for i := 0; i < b.N; i++ {
+		_, _, err := parseTLSVersions(protocols)
+		if err != nil {
+			b.Fatal(err)
+		}
+	}
+}