# Phase 6.15 P1 ベンチマーク結果: シャードロック化

**Date**: 2025-10-22
**Status**: ✅ ベンチマーク完了
**Goal**: ChatGPT P1 実装（グローバルロック撤廃＋シャードロック化）の性能評価

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## 📊 **ベンチマーク結果サマリー**

### **Scenario 1: json (64KB, 中サイズ)**

| Allocator | 平均時間 | ops/sec | vs system | vs mimalloc | vs P0 |
|-----------|----------|---------|-----------|-------------|-------|
| **system** | 213ns | 4.68M | baseline | +24.6% | - |
| **mimalloc** | 266ns | 3.76M | -19.9% | baseline | - |
| **hakmem P0** | 291ns | 3.43M | -26.8% | -8.6% | baseline |
| **hakmem P1** | **279ns** | **3.58M** | **-23.6%** | **-4.7%** | **+4.1%** ✅ |

**P0 vs P1 改善**: **4.1%高速化** (291ns → 279ns) ✅

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### **Scenario 2: string-builder (8-64B, 小サイズ)**

| Allocator | 平均時間 | ops/sec | vs system | vs mimalloc | vs P0 |
|-----------|----------|---------|-----------|-------------|-------|
| **system** | 15ns | 63.0M | baseline | -4.5% | - |
| **mimalloc** | 15ns | 66.0M | +4.7% | baseline | - |
| **hakmem P0** | ❌ | ❌ | ❌ | ❌ | baseline |
| **hakmem P1** | **❌ タイムアウト** | **❌** | **❌** | **❌** | **変化なし** ❌ |

**問題**: P0 と同様、string-builder で 30秒以上タイムアウト（実行不可）

**原因推測**:
- Tiny Pool (≤1KB) のクラスロックが細かすぎる or デッドロック
- レジストリ lookup のオーバーヘッド
- 小サイズ連続 allocation での競合

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### **Scenario 3: mir (256KB, 大サイズ)**

| Allocator | 平均時間 | ops/sec | vs system | vs mimalloc | vs P0 |
|-----------|----------|---------|-----------|-------------|-------|
| **system** | 844ns | 1.18M | baseline | +14.1% | - |
| **mimalloc** | 963ns | 1.04M | -12.4% | baseline | - |
| **hakmem P0** | 888ns | 1.13M | -4.9% | +2.6% | baseline |
| **hakmem P1** | **880ns** | **1.14M** | **-4.1%** | **+9.4%** ✅ | **+0.9%** ✅ |

**P0 vs P1 改善**: **0.9%高速化** (888ns → 880ns) ✅

**mimalloc 比較**: **9.4%速い！** 🚀

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## 🔍 **詳細分析**

### ✅ **P1 の改善点**

1. **json (64KB)**: **4.1%高速化**
   - グローバルロック撤廃の効果が顕著
   - L2.5 Pool のシャードロックが効いている

2. **mir (256KB)**: **0.9%高速化** + **mimalloc を 9.4% 上回る！**
   - 大サイズで hakmem が最速達成 🚀
   - BigCache のサイトロック化が有効

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### ❌ **P1 の問題点**

1. **string-builder (8-64B)**: **依然として実行不可**
   - P0 から改善なし（30秒以上タイムアウト）
   - Tiny Pool の根本的な問題が残存

**原因候補**:
- クラスロック（8クラス）での競合
- レジストリ lookup のオーバーヘッド
- スラブ管理の非効率性
- デッドロックの可能性

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## 📈 **P0 vs P1 比較表**

| 項目 | P0 (グローバルロック) | P1 (シャードロック) | 改善率 |
|------|----------------------|---------------------|--------|
| **json (64KB)** | 291ns | **279ns** | **+4.1%** ✅ |
| **string-builder (8-64B)** | ❌ タイムアウト | ❌ タイムアウト | **変化なし** ❌ |
| **mir (256KB)** | 888ns | **880ns** | **+0.9%** ✅ |

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## 🏆 **mimalloc 比較**

### **json (64KB)**
- mimalloc: 266ns (3.76M ops/sec)
- **hakmem P1**: 279ns (3.58M ops/sec)
- **差**: -4.7% (mimalloc が速い)

### **string-builder (8-64B)**
- mimalloc: 15ns (66.0M ops/sec)
- **hakmem P1**: ❌ 実行不可
- **差**: ❌ 測定不能

### **mir (256KB)**
- mimalloc: 963ns (1.04M ops/sec)
- **hakmem P1**: 880ns (1.14M ops/sec)
- **差**: **+9.4% (hakmem が速い！)** 🚀

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## 🎯 **結論**

### ✅ **達成事項**

1. **大サイズ（256KB）で mimalloc を上回る！** 🎉
   - mir シナリオで **9.4%速い**
   - hakmem の強みを実証

2. **中サイズ（64KB）で P0 より改善**
   - グローバルロック撤廃で **4.1%高速化**
   - シャードロックの効果確認

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### ❌ **未解決問題**

1. **小サイズ（8-64B）が依然として実行不可**
   - P0 と同じ問題が残存
   - Tiny Pool の根本的な見直しが必要

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## 🔧 **次のステップ**

### **Option A: string-builder 問題の調査** (推奨)

**目的**: 小サイズ allocations が実行不可な原因特定

**手順**:
1. 簡易テストケース作成（8-64B 連続 allocation）
2. gdb デバッグ（デッドロック確認）
3. Tiny Pool レジストリの無効化テスト
4. クラスロック → TLS への移行検討

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### **Option B: TLS 実装へ進む** (スキップ推奨しない)

**理由**: 小サイズ問題を解決せずに TLS 実装しても、根本原因が残る可能性

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### **Option C: ChatGPT に報告** (推奨)

**報告内容**:
- ✅ json/mir で改善確認（+4.1% / +0.9%）
- ✅ mir で mimalloc を 9.4% 上回る達成 🚀
- ❌ string-builder で依然としてタイムアウト
- ❓ Tiny Pool の根本原因調査依頼

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## 📝 **学んだこと**

1. **シャードロックは有効**
   - json/mir で改善確認
   - グローバルロックよりスケーラブル

2. **大サイズで競争力あり**
   - mimalloc を上回る性能を達成
   - hakmem の差別化ポイント

3. **小サイズに課題**
   - Tiny Pool の設計に根本的な問題
   - TLS 前に解決必要

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**Status**: ✅ ベンチマーク完了、問題点特定
**Next**: string-builder 問題調査 or ChatGPT 報告