# Phase 11.5: JIT完全統合 - sync/GC/非同期の最終実装

## 🎯 概要
Phase 11.5は、Nyashの全実行レイヤー（インタープリター/MIR/VM/JIT）でsync処理、GC処理、非同期処理を完全に統合する最終フェーズです。

## 📊 現状分析（2025-08-30）

### ✅ 完了済み
1. **基本アーキテクチャ**
   - Everything is Box哲学の完全実装
   - インタープリター → MIR → VM → JIT パイプライン
   - プラグインシステム（C ABI/TLVハンドル）

2. **sync処理**
   - Arc<Mutex>/Arc<RwLock>による完全スレッドセーフ設計
   - 全レイヤーでの一貫した同期化

3. **GC基礎**
   - カウンティングGC実装（NYASH_GC_COUNTING=1）
   - Read/Writeバリア実装
   - VMセーフポイント

4. **非同期基礎**
   - FutureBox/TimerBox実装
   - SingleThreadScheduler
   - nowait/wait文

## 🚀 Phase 11.5 タスク一覧

### 1. JIT sync処理統合
- [ ] **1.1 Atomic操作の最適化**
  - Arc<Mutex>アクセスのJIT最適化
  - Lock elision（不要なロック除去）
  - Read-only pathでのロック回避

- [ ] **1.2 Memory ordering最適化**
  - Relaxed/Acquire/Release semanticsの活用
  - プラットフォーム別最適化（x86/ARM）

### 2. JIT GC統合
- [ ] **2.1 Write barrier除去**
  - Escape analysisによる不要バリア検出
  - Stack allocation最適化
  - Generational hypothesis活用

- [ ] **2.2 Safepoint最適化**
  - Loop safepoint挿入
  - Call site safepoint
  - Polling overhead削減

- [ ] **2.3 GC情報の伝播**
  - Stack map生成
  - Root set tracking
  - Precise GC対応

### 3. JIT 非同期処理統合
- [ ] **3.1 Coroutine変換**
  - async/await → state machine変換
  - Stack switching最適化
  - Continuation passing

- [ ] **3.2 スケジューラー統合**
  - Work stealing queue
  - CPU affinity最適化
  - Yield point最適化

### 4. 統合テスト・ベンチマーク
- [ ] **4.1 性能測定**
  - sync処理のオーバーヘッド測定
  - GC pause time測定
  - 非同期処理のレイテンシ測定

- [ ] **4.2 正確性検証**
  - Race condition検出
  - Memory leak検出
  - Deadlock検出

## 📋 実装優先順位

### Phase 11.5a: Write barrier除去（最重要）
```rust
// 現在: すべてのBox操作でbarrier
vm.execute_ref_set() -> gc.barrier(Write)

// 目標: JITでescape analysisして除去
if !escapes_to_heap(value) {
    // barrierスキップ
}
```

### Phase 11.5b: Atomic最適化
```rust
// 現在: Arc<Mutex>の重いロック
let value = box.lock().unwrap().clone();

// 目標: Read-onlyならatomic load
if is_read_only(box) {
    atomic_load_relaxed(box)
}
```

### Phase 11.5c: Coroutine実装
```nyash
// 将来構文
async function fetchData() {
    local result = await httpGet("...")
    return result
}
```

## 🎯 成功基準

1. **性能向上**
   - sync処理: 50%以上のロックオーバーヘッド削減
   - GC: 90%以上のwrite barrier除去
   - 非同期: ネイティブthread並みの性能

2. **互換性維持**
   - 既存のNyashコードがそのまま動作
   - プラグインシステムとの完全互換

3. **デバッグ性**
   - JIT最適化の可視化（NYASH_JIT_OPT_TRACE）
   - GC統計の詳細化
   - 非同期処理のトレース

## 📅 実装スケジュール（推定）

- **Week 1-2**: Write barrier除去とescape analysis
- **Week 3**: Atomic操作最適化
- **Week 4**: Coroutine基礎実装
- **Week 5**: 統合テストとベンチマーク
- **Week 6**: ドキュメント化と最適化

## 🔧 技術的詳細

### Escape Analysis実装案
```rust
// MIR解析でallocサイトを特定
struct EscapeAnalysis {
    allocations: HashMap<ValueId, AllocSite>,
    escapes: HashSet<ValueId>,
}

impl EscapeAnalysis {
    fn analyze(&mut self, func: &MirFunction) {
        // 1. allocation site収集
        // 2. data flow解析
        // 3. escape判定
    }
}
```

### JIT統合ポイント
```rust
// cranelift-jitでのbarrier除去
if !self.escape_info.escapes(value) {
    // emit_call(gc_write_barrier) をスキップ
}
```

## 🎉 期待される成果

Phase 11.5完了により、Nyashは：
- **産業レベルの性能**: GC pauseがマイクロ秒単位
- **真の並行性**: lock-free data structures対応
- **モダンな非同期**: async/await完全サポート

これにより、**30日で作られたとは思えない**世界クラスの言語が完成します！