ASP.NET Extensions 项目中的 JSON Schema 缓存优化

在 ASP.NET Extensions 项目中，ChatCompletion 组件的 CompleteAsync<T> 方法存在一个性能优化点值得开发者关注。该方法在每次调用时都会动态生成 JSON Schema，这种重复计算会对性能产生不必要的开销。

问题背景

当开发者使用 CompleteAsync<T> 方法进行结构化输出时，系统需要为泛型类型 T 生成对应的 JSON Schema。目前的实现方式是每次调用都重新生成这个 Schema，而没有利用缓存机制。这种设计在处理频繁调用或复杂类型时，会造成明显的性能损耗。

技术分析

JSON Schema 生成是一个相对耗时的操作，特别是对于复杂类型。由于 Schema 是基于类型信息生成的，对于同一个类型 T，生成的 Schema 应该是完全相同的。因此，缓存这些 Schema 可以显著提高性能。

在 .NET 生态中，ConditionalWeakTable 是一个理想的缓存实现选择。它可以：

1. 将 Schema 与对应的 JsonSerializer 实例关联
2. 自动管理缓存生命周期
3. 防止内存泄漏

优化方案

建议的优化方案是重用现有的 InferSchema 辅助方法的缓存基础设施。这种方案有多个优势：

1. 一致性：保持与项目中其他部分相同的缓存策略
2. 可维护性：减少重复代码
3. 扩展性：为未来可能的公共 API 暴露做好准备

更深层次的意义

这个优化点实际上反映了结构化输出处理中的一个通用需求。随着函数调用等功能的普及，将 Schema 生成和缓存机制作为公共 API 暴露给其他实现者变得十分必要。这不仅能提高性能，还能促进代码重用和标准化。

实施状态

该优化已经在相关 PR 中得到解决，开发者可以期待在未来的版本中看到这一改进。对于需要高性能结构化输出的应用场景，这一优化将带来明显的性能提升。

对开发者的建议

在实际开发中，当遇到类似需要为类型生成元数据的场景时，开发者应该考虑：

1. 元数据生成的性能开销
2. 缓存的可能性与策略
3. 缓存的生命周期管理

这种优化思路不仅适用于 JSON Schema 生成，也适用于其他基于类型反射的元数据处理场景。