hakmem/docs/analysis/ALLOCATOR_COMPARISON_SSOT.md

Allocator Comparison SSOT（system / jemalloc / mimalloc / tcmalloc）

目的: hakmem の「速さ以外の勝ち筋」（syscall budget / 安定性 / 長時間）を崩さず、外部 allocator との比較を再現可能に行う。

原則

• **同一バイナリ A/B（ENVトグル）**は性能最適化の SSOT（layout tax 回避）。
• allocator 間比較（mimalloc/jemalloc/tcmalloc/system）は 別バイナリ/LD_PRELOADが混ざるため、referenceとして扱う。
• 参照値は 環境ドリフトが起きるので、docs/analysis/PERFORMANCE_TARGETS_SCORECARD.md の snapshot を正とし、定期的に rebase する。
• 短い比較（長時間 soak なし）の手順: docs/analysis/ALLOCATOR_COMPARISON_QUICK_RUNBOOK.md

1) ベンチ（シナリオ型, 単体プロセス）

ビルド

make bench

生成物:

• ./bench_allocators_hakmem（hakmem linked）
• ./bench_allocators_system（system malloc, LD_PRELOAD 用）

実行（CSV出力）

scripts/bench_allocators_compare.sh --scenario mixed --iterations 50

注記:

• bench_allocators_* の --scenario mixed は 8B..1MB の簡易ワークロード（small-scale reference）。
• Mixed 16–1024B SSOT（scripts/run_mixed_10_cleanenv.sh）とは別物なので、数値を混同しないこと。

環境変数（任意）:

• JEMALLOC_SO=/path/to/libjemalloc.so.2
• MIMALLOC_SO=/path/to/libmimalloc.so.2
• TCMALLOC_SO=/path/to/libtcmalloc.so または libtcmalloc_minimal.so

出力形式（1行CSV）: allocator,scenario,iterations,avg_ns,soft_pf,hard_pf,rss_kb,ops_per_sec

補足:

• rss_kb は getrusage(RUSAGE_SELF).ru_maxrss をそのまま出している（Linux では KB）。

2) TCMalloc（gperftools）をローカルで用意する

システムに tcmalloc が無い場合:

scripts/setup_tcmalloc_gperftools.sh
export TCMALLOC_SO="$PWD/deps/gperftools/install/lib/libtcmalloc.so"

注意:

• autoconf/automake/libtool が必要な環境があります（ビルド失敗時は不足パッケージを入れる）。
• これは 比較用の補助であり、hakmem の本線ビルドを変更しない。

3) 運用メトリクス（soak / stability）

hakmem の運用勝ち筋を比較する SSOT は以下:

• docs/analysis/PHASE50_OPERATIONAL_EDGE_STABILITY_SUITE_RESULTS.md
• docs/analysis/PHASE51_SINGLE_PROCESS_SOAK_AND_TAIL_PLAN_RESULTS.md

短時間（5分）:

• scripts/soak_mixed_rss.sh
• scripts/soak_mixed_single_process.sh

4) Scorecard への反映

• 参照値（jemalloc/mimalloc/system/tcmalloc）は docs/analysis/PERFORMANCE_TARGETS_SCORECARD.md の Reference allocators に追記する。
• 比較の意味付けは「速さ」だけでなく:
  • syscalls/op
  • RSS drift
  • CV
  • tail proxy（p99/p50） を含めて整理する。

5) layout tax 対策（重要）

allocator 間比較で「hakmem だけ遅い/速い」が極端に出た場合、まず 同一バイナリでの比較を行う:

• bench_random_mixed_system を固定し、LD_PRELOAD で allocator を差し替える（apples-to-apples）
• runner: scripts/run_allocator_preload_matrix.sh

この比較は “reference の中でも最も公平” なので、SCORECARD に記録する場合は優先する。

重要: 「同一バイナリ比較」と「hakmem SSOT（linked）」は別物

LD_PRELOAD 比較は「drop-in malloc」としての比較（全 allocator が同じ入口を通る）であり、 hakmem の SSOT（bench_random_mixed_hakmem* を scripts/run_mixed_10_cleanenv.sh で回す）とは経路が異なる。

• bench_random_mixed_hakmem*: hakmem のプロファイル/箱構造を前提にした SSOT（最適化判断の正）
• bench_random_mixed_system + LD_PRELOAD=./libhakmem.so: drop-in wrapper としての reference（layout差を抑えられるが、wrapper税は含む）

“hakmemが遅くなった/速くなった” の議論では、どちらの測り方かを必ず明記すること。