perf: 新增 Plan C Box 化设计门规格与分配成本测量装置

2026-10-23 18:21:13 +08:00 · 2026-09-28 19:45:57 +00:00
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+//! 分配成本 go/no-go 测量装置（Plan C 设计门，行为中性）。
+//!
+//! 两个测量面：
+//! - 微基准：同一对象尺寸（`JsObject` 定长头 136B）下，现分配路径
+//!   （bumpalo arena 分配加对象表登记）对新路径（堆 `Box::into_raw` 加对象表
+//!   登记）的逐次成本，单线程，多轮取中位；
+//! - 三例墙时间：gc_object / gc_array / mem_closure_chain 三个分配密集用例，
+//!   与 js 压力基准同一 harness（编译一次、预热、每迭代新 VM 执行），记当前
+//!   中位墙时间并对基线（`benchmark_baseline.json`）报差值。
+//!
+//! 本文件只测量不改引擎执行路径；退出码仅由用例执行成败驱动，go/no-go 判定
+//! 由主 Agent 依据落档数字与噪声带作出。复跑命令：
+//! `oxide bench --mode leak --filter alloc_ab`。
+
+use std::process::ExitCode;
+use std::sync::Arc;
+use std::time::Instant;
+
+use oxide_compiler::compiler::{compiled_module_hash, Compiler};
+use oxide_kernel::kernel::KernelCore;
+use oxide_kernel::shape_forge::EMPTY_SHAPE_ID;
+use oxide_parser::Allocator;
+use oxide_types::object::JsObject;
+use oxide_types::value::JsValue;
+use oxide_vm::vm_pool::VmPool;
+
+use crate::bench::baseline::load_baseline;
+use crate::bench::BenchConfig;
+
+/// 微基准固定分配次数：10 万对象，对象尺寸 136B，单轮总量约 13.6MB，
+/// 足以摊薄计时开销、测出逐次分配成本。
+const MICRO_ALLOC_N: usize = 100_000;
+/// 微基准轮数：每路径三轮取中位，抗单轮噪声。
+const MICRO_ROUNDS: usize = 3;
+
+/// 三个分配密集用例（设计门回归面）：对象 churn、数组 churn、闭包链留存。
+const WALL_CASES: [&str; 3] = ["gc_object", "gc_array", "mem_closure_chain"];
+
+/// 运行分配成本 go/no-go 测量装置：先微基准，再三例墙时间。
+pub fn run_alloc_ab(config: &BenchConfig, kernel: &Arc<KernelCore>, pool: &Arc<VmPool>) -> ExitCode {
+    let micro = alloc_strategy_microbench();
+    eprintln!(
+        "[alloc_ab] microbench n={MICRO_ALLOC_N} (JsObject 136B, 单线程, 三轮中位): \
+bump={:.2} ns/alloc, box={:.2} ns/alloc, delta={:+.2} ns/alloc; \
+释放相 bump={:.2} ns/alloc, box={:.2} ns/alloc",
+        micro.bump_alloc,
+        micro.box_alloc,
+        micro.box_alloc - micro.bump_alloc,
+        micro.bump_free,
+        micro.box_free
+    );
+
+    let mut all_ok = true;
+    for case in WALL_CASES {
+        match run_wall_case(case, config, kernel, pool) {
+            Ok((wall, baseline)) => match baseline {
+                Some(b) => eprintln!(
+                    "[alloc_ab] wall {case}: current={wall:.2} ms, baseline={b:.2} ms, delta={:+.2} ms ({:+.1}%)",
+                    wall - b,
+                    (wall - b) / b.max(1e-9) * 100.0
+                ),
+                None => eprintln!("[alloc_ab] wall {case}: current={wall:.2} ms (无基线条目)"),
+            },
+            Err(e) => {
+                eprintln!("[alloc_ab] wall {case} 执行失败: {e}");
+                all_ok = false;
+            }
+        }
+    }
+    if all_ok {
+        ExitCode::SUCCESS
+    } else {
+        ExitCode::FAILURE
+    }
+}
+
+/// 微基准结果：两路径的分配相与释放相成本（ns/alloc，三轮中位）。
+struct MicroResult {
+    bump_alloc: f64,
+    bump_free: f64,
+    box_alloc: f64,
+    box_free: f64,
+}
+
+/// 分配策略微基准：同一对象尺寸（`JsObject::new_empty`，136B）下，
+/// 路径 A 为现分配路径（bumpalo arena 分配加对象表登记），路径 B 为新路径
+/// （堆 `Box::into_raw` 加对象表登记）；释放相 A 为整 arena 归还（现 `reset`
+/// 换新 Bump 同构），B 为逐对象 `Box::from_raw`。单线程稳态，ns/alloc。
+fn alloc_strategy_microbench() -> MicroResult {
+    let mut bump_alloc: Vec<f64> = Vec::new();
+    let mut bump_free: Vec<f64> = Vec::new();
+    let mut box_alloc: Vec<f64> = Vec::new();
+    let mut box_free: Vec<f64> = Vec::new();
+
+    for _ in 0..MICRO_ROUNDS {
+        // 路径 A：bumpalo arena 分配加对象表登记（现 alloc_object 路径）。
+        let bump = bumpalo::Bump::new();
+        let mut arena_ptrs: Vec<*mut JsObject> = Vec::with_capacity(MICRO_ALLOC_N);
+        let t0 = Instant::now();
+        for _ in 0..MICRO_ALLOC_N {
+            let obj = JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::undefined());
+            arena_ptrs.push(bump.alloc(obj));
+        }
+        bump_alloc.push(t0.elapsed().as_secs_f64() * 1e9 / MICRO_ALLOC_N as f64);
+        let t0 = Instant::now();
+        std::hint::black_box(&arena_ptrs);
+        // 整 arena 归还：现释放路径（epoch.reset 换新 Bump 同构）。
+        drop(bump);
+        bump_free.push(t0.elapsed().as_secs_f64() * 1e9 / MICRO_ALLOC_N as f64);
+
+        // 路径 B：堆 Box 分配加对象表登记（Box 化后新路径）。
+        let mut box_ptrs: Vec<*mut JsObject> = Vec::with_capacity(MICRO_ALLOC_N);
+        let t0 = Instant::now();
+        for _ in 0..MICRO_ALLOC_N {
+            let obj = JsObject::new_empty(EMPTY_SHAPE_ID, JsValue::undefined());
+            box_ptrs.push(Box::into_raw(Box::new(obj)));
+        }
+        box_alloc.push(t0.elapsed().as_secs_f64() * 1e9 / MICRO_ALLOC_N as f64);
+        let t0 = Instant::now();
+        // 逐对象释放：Box 化后新释放路径（恰好一次约束在路径上）。
+        for &p in &box_ptrs {
+            // SAFETY: p 来自本循环的 Box::into_raw，无其他别名，恰好释放一次。
+            unsafe {
+                drop(Box::from_raw(p));
+            }
+        }
+        box_free.push(t0.elapsed().as_secs_f64() * 1e9 / MICRO_ALLOC_N as f64);
+    }
+
+    MicroResult {
+        bump_alloc: median(&bump_alloc),
+        bump_free: median(&bump_free),
+        box_alloc: median(&box_alloc),
+        box_free: median(&box_free),
+    }
+}
+
+/// 单用例墙时间：编译一次（计时循环外），预热后每迭代新 VM 执行（与 js
+/// 压力基准同一 harness），返回当前中位墙毫秒与基线墙毫秒（基线缺失时
+/// 为 None）。
+fn run_wall_case(
+    case: &str,
+    config: &BenchConfig,
+    kernel: &Arc<KernelCore>,
+    pool: &Arc<VmPool>,
+) -> Result<(f64, Option<f64>), String> {
+    let path = format!("tests/stress/{case}.js");
+    let js = std::fs::read_to_string(&path).map_err(|e| format!("读取 {path} 失败: {e}"))?;
+    let allocator = Allocator::default();
+    let program = oxide_parser::parse(&allocator, &js).map_err(|e| format!("解析 {case} 失败: {e:?}"))?;
+    let compiler = Compiler::new();
+    let hash = compiled_module_hash(&program);
+    let module = kernel
+        .code_forge()
+        .get_or_insert_with(hash, || compiler.compile(&program))
+        .map_err(|e| format!("编译 {case} 失败: {e}"))?;
+
+    for _ in 0..config.warmup {
+        let mut guard = pool.spawn();
+        let _ = guard.vm_mut().run(&module);
+    }
+    let mut walls: Vec<f64> = Vec::with_capacity(config.iterations as usize);
+    for _ in 0..config.iterations {
+        let mut guard = pool.spawn();
+        let t0 = Instant::now();
+        let result = guard.vm_mut().run(&module);
+        let wall_ms = t0.elapsed().as_secs_f64() * 1e3;
+        if result.is_err() {
+            return Err(format!("执行 {case} 失败: {result:?}"));
+        }
+        walls.push(wall_ms);
+    }
+
+    let baseline = load_baseline().ok().and_then(|b| {
+        b.entries
+            .iter()
+            .find(|e| e.test_name == case)
+            .map(|e| e.wall_time_us as f64 / 1e3)
+    });
+    Ok((median(&walls), baseline))
+}
+
+/// 中位数：抗单轮尖峰，轮数取奇数。
+fn median(values: &[f64]) -> f64 {
+    let mut sorted = values.to_vec();
+    sorted.sort_by(f64::total_cmp);
+    sorted[sorted.len() / 2]
+}
@@ -1,6 +1,8 @@
 //! Benchmark 子系统：支持 JS 压力测试（`js`）、Rust 原生 bench（`rust`）
 //! 与内存泄漏检测（`leak`），并附带基线保存/回归对比功能。

+/// 分配成本 go/no-go 测量装置（Plan C 设计门）。
+pub mod alloc_ab;
 /// 基准持久化与回归对比。
 pub mod baseline;
 /// JS 压力测试执行。
@@ -45,6 +47,7 @@ pub fn run_benchmarks(config: BenchConfig, kernel: Arc<KernelCore>, pool: Arc<Vm
            Some("object_churn_peak") => leak_detect::run_mem_object_churn_peak(&kernel),
            Some("kernel_lifetime") => leak_detect::run_mem_kernel_lifetime(),
            Some("startup_breakdown") => leak_detect::run_mem_startup_breakdown(),
+            Some("alloc_ab") => alloc_ab::run_alloc_ab(&config, &kernel, &pool),
            _ => leak_detect::run_leak_detect(&config, &kernel, &pool),
        },
        _ => {