feat: Implement plugin singleton pattern with shutdown support

- Add singleton support for plugin boxes (e.g., CounterBox)
- Implement shutdown_plugins_v2() for controlled plugin lifecycle
- Plugin instances now shared across multiple new() calls
- Shutdown properly releases and allows re-initialization
- All singleton E2E tests passing ✅

ChatGPT5による高度なプラグインライフサイクル管理実装
- シングルトンパターンでプラグインインスタンス共有
- 明示的なshutdownでリソース解放と再初期化対応
- Nyashの統一ライフサイクルポリシー維持

Note: ast.rs test failures are due to rapid development pace -
tests need updating for new BoxDeclaration fields (private_fields, public_fields)

🤖 Generated with Claude Code

Co-Authored-By: Claude <noreply@anthropic.com>

CLAUDE.md

@@ -450,6 +450,29 @@ docs/
 
 **📋 詳細**: [DOCUMENTATION_REORGANIZATION_STRATEGY.md](DOCUMENTATION_REORGANIZATION_STRATEGY.md)
 
+## 🤝 プロアクティブ開発方針
+
+### 🎯 エラー対応時の姿勢
+エラーを見つけた際は、単に報告するだけでなく：
+
+1. **🔍 原因分析** - エラーの根本原因を探る
+2. **📊 影響範囲** - 他のコードへの影響を調査
+3. **💡 改善提案** - 関連する問題も含めて解決策を提示
+4. **🧹 機会改善** - デッドコード削除など、ついでにできる改善も実施
+
+### ⚖️ バランスの取り方
+- **積極的に分析・提案**するが、最終判断はユーザーに委ねる
+- 「ChatGPTさんに任せてる」と言われても、分析結果は共有する
+- 複数のAIが協調する場合でも、各自の視点で価値を提供する
+
+### 📝 例
+```
+❌ 受動的: 「エラーをファイルに出力しました」
+✅ 能動的: 「エラーをファイルに出力しました。主な原因は型の不一致（7箇所）で、
+          instance_id()のメソッド呼び出し修正で5つ解決できそうです。
+          また、関連してclone_boxの実装にも同様の問題を発見しました。」
+```
+
 ## 🚨 コンテキスト圧縮時の重要ルール
 
 ### ⚠️ **コンテキスト圧縮を検出した場合の必須手順**

chatgpt5_build_errors.txt

@@ -0,0 +1,24 @@
+ChatGPT5<EFBFBD><EFBFBD>k<EFBFBD><EFBFBD><EFBFBD><EFBFBD>ɨ<EFBFBD><EFBFBD>:
+
+1. [E0599] no method named `call_fini` found for reference `&enabled::PluginBoxV2`
+   4@: src/scope_tracker.rs:45:28
+   <20><><EFBFBD>: plugin.call_fini() - <20><><EFBFBD><EFBFBD>LX(WjD
+
+2. [E0308] mismatched types (2<>@)
+   4@: src/interpreter/core.rs:579:45, 618:45
+   <20><><EFBFBD>: &**v - expected `&Box<dyn NyashBox>`, found `&dyn NyashBox`
+
+3. [E0615] attempted to take value of method `instance_id` (3<>@)
+   4@: 
+   - src/interpreter/expressions/calls.rs:695:98
+   - src/interpreter/expressions/calls.rs:785:98  
+   - src/backend/vm.rs:567:90
+   <20><><EFBFBD>: plugin.instance_id - <20><><EFBFBD>ɒգ<C992><D5A3><EFBFBD>hWf(
+   <20>cH: plugin.instance_id() k	<09>
+
+4. [E0609] no field `invoke_fn` on type `&enabled::PluginBoxV2`
+   4@: src/runtime/plugin_loader_v2.rs:139:19
+   <20><><EFBFBD>: self.invoke_fn - X(WjDգ<44><D5A3><EFBFBD>
+   <20>cH: self.inner.invoke_fn
+
+: 7n<><6E>Ѥ<EFBFBD><D1A4><EFBFBD><EFBFBD>

chatgpt5_build_errors_updated.txt

@@ -0,0 +1,21 @@
+ChatGPT5実装による更新後のビルドエラー:
+
+改善された点（修正済み）:
+- ✅ call_fini() メソッドエラー解決
+- ✅ instance_id フィールド/メソッドエラー解決  
+- ✅ invoke_fn フィールドエラー解決
+
+残存エラー（2個）:
+
+1. [E0308] mismatched types - src/interpreter/core.rs:579:45
+   エラー: &**v - expected `&Box<dyn NyashBox>`, found `&dyn NyashBox`
+   
+2. [E0308] mismatched types - src/interpreter/core.rs:618:45
+   エラー: &**v - expected `&Box<dyn NyashBox>`, found `&dyn NyashBox`
+
+推奨修正:
+- &**v を v に変更（Arc<dyn NyashBox>への参照として扱う）
+- または型注釈を &dyn NyashBox に変更
+
+影響範囲:
+- interpreter/core.rsのみ（他のモジュールのエラーは解決済み）

docs/reference/boxes-system/plugin_lifecycle.md

@@ -1,6 +1,6 @@
-# プラグインBoxのライフサイクルと nyash.toml methods 定義
+# プラグインBoxのライフサイクル（v2）と nyash.toml 定義
 
-本書は、プラグインBox（PluginBoxV2）の生成（birth）と終了（fini）の流れ、ならびに nyash.toml v2 における `methods` 定義の役割をまとめたものです。
+本書は、プラグインBox（PluginBoxV2）の生成（birth）と終了（fini）の流れ、`singleton` オプション、ならびに nyash.toml v2 における `methods` 定義の役割をまとめたものです。
 
 ---
 
@@ -15,26 +15,26 @@
 1. `unified registry` が `PluginLoaderV2::create_box(box_type, args)` を呼び出す。
 2. `PluginLoaderV2` は `nyash.toml` から `type_id` と `methods` を読み込む。
 3. `invoke_fn(type_id, method_id=0 /* birth */, instance_id=0, ...)` を呼び、戻り値（出力TLV）の先頭4バイトから `instance_id` を取得。
-4. `PluginBoxV2 { type_id, instance_id, invoke_fn, fini_method_id }` を生成して返す。
+4. `PluginBoxV2 { box_type, inner: Arc<PluginHandleInner> }` を生成して返す。
+   - `PluginHandleInner` は `{ type_id, instance_id, invoke_fn, fini_method_id, finalized }` を保持し、参照カウント（Arc）で共有される。
 
 補足:
 - `fini_method_id` は `nyash.toml` の `methods` から `fini` の `method_id` を取り出して保持します。未定義の場合は `None`。
 
 ---
 
-## 3. 終了（fini）の流れ（現状）
+## 3. 終了（fini）の流れ（現在）
 - フィールド差し替え時（代入で旧値を置き換えるとき）:
   - 旧値が `InstanceBox` の場合: インタプリタが `fini()` を呼び、finalized としてマーキングします。
   - 旧値が `PluginBoxV2` の場合: `fini_method_id` が設定されていれば `invoke_fn(type_id, fini_method_id, instance_id, ...)` を呼びます。
-- 破棄（Drop）時:
-  - RustのDropでFFIを呼ぶのは安全性の観点でリスクがあるため、現状は「明示タイミング（フィールド差し替えなど）」での fini 呼び出しを優先しています。
-
-注意:
-- ローカル変数のスコープ終了時に自動で fini を呼ぶ実装は、現時点では入っていません（将来検討）。
+- プラグインBox（PluginBoxV2）:
+  - すべての参照（Arc）がDropされ「最後の参照が解放」された時、`Drop`で一度だけ `fini` を呼ぶ（RAII、二重呼び出し防止）。
+  - 明示finiが必要な場合は `PluginBoxV2::finalize_now()` を使える（内部的に一度だけfini実行）。
+  - 代入/フィールド代入/Map.get/Array.get/slice/退避などは「PluginBoxV2は共有（share）、それ以外は複製（clone）」で統一。
 
 ---
 
-## 4. nyash.toml v2 の定義例
+## 4. nyash.toml v2 の定義例（methods + singleton）
 
 ```toml
 [libraries]
@@ -58,6 +58,24 @@ fini  = { method_id = 4294967295 } # 任意の終端ID
 - `methods` に `fini` を定義すれば、差し替え時などに fini が呼ばれます。
 - `fini` 未定義の場合、プラグインBoxの終了処理は呼ばれません（フォールバック動作）。
 
+### singleton例
+
+```toml
+[libraries."libnyash_counter_plugin.so".CounterBox]
+type_id = 7
+singleton = true
+
+[libraries."libnyash_counter_plugin.so".CounterBox.methods]
+birth = { method_id = 0 }
+inc = { method_id = 1 }
+get = { method_id = 2 }
+fini = { method_id = 4294967295 }
+```
+
+- `singleton = true` を設定すると、ローダー初期化時に事前birthし、ローダーが共有ハンドルを保持します。
+- `create_box()` は保持中の共有ハンドルを返すため、複数回の `new` でも同一インスタンスを共有できます。
+- Nyash終了時（または明示要求時）に `shutdown_plugins_v2()` を呼ぶと、ローダーが保持する全シングルトンの `fini` を実行し、クリーンに解放されます。
+
 ---
 
 ## 5. WASM（wasm-bindgen）との関係

nyash.toml

@@ -38,6 +38,7 @@ cloneSelf = { method_id = 8 }
 
 [libraries."libnyash_counter_plugin.so".CounterBox]
 type_id = 7
+singleton = true
 
 [libraries."libnyash_counter_plugin.so".CounterBox.methods]
 birth = { method_id = 0 }

src/backend/vm.rs

@@ -564,7 +564,7 @@ impl VM {
                 if let Some(plugin) = box_nyash.as_any().downcast_ref::<crate::runtime::plugin_loader_v2::PluginBoxV2>() {
                     let loader = crate::runtime::get_global_loader_v2();
                     let loader = loader.read().map_err(|_| VMError::InvalidInstruction("Plugin loader lock poisoned".into()))?;
-                    match loader.invoke_instance_method(&plugin.box_type, method, plugin.instance_id, &arg_values) {
+                    match loader.invoke_instance_method(&plugin.box_type, method, plugin.instance_id(), &arg_values) {
                         Ok(Some(result_box)) => {
                             if let Some(dst_id) = dst {
                                 self.set_value(*dst_id, VMValue::from_nyash_box(result_box));

src/boxes/array/mod.rs

@@ -59,7 +59,13 @@ impl ArrayBox {
             let idx = idx_box.value as usize;
             let items = self.items.read().unwrap();
             match items.get(idx) {
-                Some(item) => item.clone_box(),
+                Some(item) => {
+                    #[cfg(all(feature = "plugins", not(target_arch = "wasm32")))]
+                    if item.as_any().downcast_ref::<crate::runtime::plugin_loader_v2::PluginBoxV2>().is_some() {
+                        return item.share_box();
+                    }
+                    item.clone_box()
+                }
                 None => Box::new(crate::boxes::null_box::NullBox::new()),
             }
         } else {
@@ -228,7 +234,13 @@ impl ArrayBox {
         // Create slice
         let slice_items: Vec<Box<dyn NyashBox>> = items[start_idx..end_idx]
             .iter()
-            .map(|item| item.clone_box())
+            .map(|item| {
+                #[cfg(all(feature = "plugins", not(target_arch = "wasm32")))]
+                if item.as_any().downcast_ref::<crate::runtime::plugin_loader_v2::PluginBoxV2>().is_some() {
+                    return item.share_box();
+                }
+                item.clone_box()
+            })
             .collect();
             
         Box::new(ArrayBox::new_with_elements(slice_items))
@@ -241,7 +253,13 @@ impl Clone for ArrayBox {
         // ディープコピー（独立インスタンス）
         let items_guard = self.items.read().unwrap();
         let cloned_items: Vec<Box<dyn NyashBox>> = items_guard.iter()
-            .map(|item| item.clone_box())  // 要素もディープコピー
+            .map(|item| {
+                #[cfg(all(feature = "plugins", not(target_arch = "wasm32")))]
+                if item.as_any().downcast_ref::<crate::runtime::plugin_loader_v2::PluginBoxV2>().is_some() {
+                    return item.share_box();
+                }
+                item.clone_box()
+            })  // 要素もディープコピー（ハンドルは共有）
             .collect();
         
         ArrayBox {

src/boxes/map_box.rs

@@ -135,7 +135,13 @@ impl MapBox {
     pub fn get(&self, key: Box<dyn NyashBox>) -> Box<dyn NyashBox> {
         let key_str = key.to_string_box().value;
         match self.data.read().unwrap().get(&key_str) {
-            Some(value) => value.clone_box(),
+            Some(value) => {
+                #[cfg(all(feature = "plugins", not(target_arch = "wasm32")))]
+                if value.as_any().downcast_ref::<crate::runtime::plugin_loader_v2::PluginBoxV2>().is_some() {
+                    return value.share_box();
+                }
+                value.clone_box()
+            }
             None => Box::new(StringBox::new(&format!("Key not found: {}", key_str))),
         }
     }
@@ -310,4 +316,4 @@ impl Debug for MapBox {
             .field("keys", &data.keys().collect::<Vec<_>>())
             .finish()
     }
-}
+}

src/config/nyash_toml_v2.rs

@@ -47,6 +47,10 @@ pub struct BoxTypeConfig {
     
     /// Method definitions
     pub methods: HashMap<String, MethodDefinition>,
+
+    /// Singleton service flag (keep one shared instance alive in loader)
+    #[serde(default)]
+    pub singleton: bool,
 }
 
 /// Method definition (simplified - no argument info needed)

src/interpreter/core.rs

@@ -575,7 +575,14 @@ impl NyashInterpreter {
     /// local変数スタックを保存・復元（関数呼び出し時）
     pub(super) fn save_local_vars(&self) -> HashMap<String, Box<dyn NyashBox>> {
         self.local_vars.iter()
-            .map(|(k, v)| (k.clone(), (**v).clone_box()))  // Deref Arc to get the Box
+            .map(|(k, v)| {
+                let b: &dyn NyashBox = &**v;
+                #[cfg(all(feature = "plugins", not(target_arch = "wasm32")))]
+                if b.as_any().downcast_ref::<crate::runtime::plugin_loader_v2::PluginBoxV2>().is_some() {
+                    return (k.clone(), b.share_box());
+                }
+                (k.clone(), b.clone_box())
+            })
             .collect()
     }
     
@@ -593,12 +600,7 @@ impl NyashInterpreter {
                 let _ = instance.fini();
                 eprintln!("🔄 Scope exit: Called fini() on local variable '{}' (InstanceBox)", name);
             }
-            // プラグインBoxの場合
-            #[cfg(all(feature = "plugins", not(target_arch = "wasm32")))]
-            if let Some(plugin) = (**value).as_any().downcast_ref::<crate::runtime::plugin_loader_v2::PluginBoxV2>() {
-                plugin.call_fini();
-                eprintln!("🔄 Scope exit: Called fini() on local variable '{}' (PluginBox)", name);
-            }
+            // プラグインBoxは共有ハンドルの可能性が高いため自動finiしない（明示呼び出しのみ）
             // ビルトインBoxは元々finiメソッドを持たないので呼ばない
             // （StringBox、IntegerBox等はリソース管理不要）
         }
@@ -612,7 +614,14 @@ impl NyashInterpreter {
     /// outbox変数スタックを保存・復元（static関数呼び出し時）
     pub(super) fn save_outbox_vars(&self) -> HashMap<String, Box<dyn NyashBox>> {
         self.outbox_vars.iter()
-            .map(|(k, v)| (k.clone(), (**v).clone_box()))  // Deref Arc to get the Box
+            .map(|(k, v)| {
+                let b: &dyn NyashBox = &**v;
+                #[cfg(all(feature = "plugins", not(target_arch = "wasm32")))]
+                if b.as_any().downcast_ref::<crate::runtime::plugin_loader_v2::PluginBoxV2>().is_some() {
+                    return (k.clone(), b.share_box());
+                }
+                (k.clone(), b.clone_box())
+            })
             .collect()
     }
     
@@ -624,12 +633,7 @@ impl NyashInterpreter {
                 let _ = instance.fini();
                 eprintln!("🔄 Scope exit: Called fini() on outbox variable '{}' (InstanceBox)", name);
             }
-            // プラグインBoxの場合
-            #[cfg(all(feature = "plugins", not(target_arch = "wasm32")))]
-            if let Some(plugin) = (**value).as_any().downcast_ref::<crate::runtime::plugin_loader_v2::PluginBoxV2>() {
-                plugin.call_fini();
-                eprintln!("🔄 Scope exit: Called fini() on outbox variable '{}' (PluginBox)", name);
-            }
+            // プラグインBoxは共有ハンドルの可能性が高いため自動finiしない
             // ビルトインBoxは元々finiメソッドを持たないので呼ばない（要修正）
         }
         

src/interpreter/expressions/calls.rs

@@ -692,7 +692,7 @@ impl NyashInterpreter {
                             }
                             let loader = crate::runtime::get_global_loader_v2();
                             let loader = loader.read().unwrap();
-                            match loader.invoke_instance_method(&plugin.box_type, method, plugin.instance_id, &arg_values) {
+                            match loader.invoke_instance_method(&plugin.box_type, method, plugin.instance_id(), &arg_values) {
                                 Ok(Some(result_box)) => return Ok(result_box),
                                 Ok(None) => return Ok(Box::new(VoidBox::new())),
                                 Err(_) => {}
@@ -782,7 +782,7 @@ impl NyashInterpreter {
                         if let Some(plugin) = plugin_ref.as_any().downcast_ref::<crate::runtime::plugin_loader_v2::PluginBoxV2>() {
                             let mut arg_values: Vec<Box<dyn NyashBox>> = Vec::new();
                             for arg in arguments { arg_values.push(self.execute_expression(arg)?); }
-                            match loader.invoke_instance_method(&plugin.box_type, method, plugin.instance_id, &arg_values) {
+                            match loader.invoke_instance_method(&plugin.box_type, method, plugin.instance_id(), &arg_values) {
                                 Ok(Some(result_box)) => return Ok(result_box),
                                 Ok(None) => return Ok(Box::new(crate::box_trait::VoidBox::new())),
                                 Err(e) => {
@@ -818,23 +818,23 @@ impl NyashInterpreter {
         {
             // 親がユーザー定義に見つからない場合は、プラグインとして試行
             // 現在のインスタンスから __plugin_content を参照
-            if let Some(plugin_shared) = current_instance.get_field_legacy("__plugin_content") {
-                // 引数を評価（ロックは既に解放済みの設計）
-                let plugin_ref = &*plugin_shared;
-                if let Some(plugin) = plugin_ref.as_any().downcast_ref::<crate::runtime::plugin_loader_v2::PluginBoxV2>() {
-                    let mut arg_values: Vec<Box<dyn NyashBox>> = Vec::new();
-                    for arg in arguments {
-                        arg_values.push(self.execute_expression(arg)?);
+                    if let Some(plugin_shared) = current_instance.get_field_legacy("__plugin_content") {
+                        // 引数を評価（ロックは既に解放済みの設計）
+                        let plugin_ref = &*plugin_shared;
+                        if let Some(plugin) = plugin_ref.as_any().downcast_ref::<crate::runtime::plugin_loader_v2::PluginBoxV2>() {
+                            let mut arg_values: Vec<Box<dyn NyashBox>> = Vec::new();
+                            for arg in arguments {
+                                arg_values.push(self.execute_expression(arg)?);
+                            }
+                            let loader = crate::runtime::get_global_loader_v2();
+                            let loader = loader.read().unwrap();
+                            match loader.invoke_instance_method(&plugin.box_type, method, plugin.instance_id(), &arg_values) {
+                                Ok(Some(result_box)) => return Ok(result_box),
+                                Ok(None) => return Ok(Box::new(VoidBox::new())),
+                                Err(_) => {}
+                            }
+                        }
                     }
-                    let loader = crate::runtime::get_global_loader_v2();
-                    let loader = loader.read().unwrap();
-                    match loader.invoke_instance_method(&plugin.box_type, method, plugin.instance_id, &arg_values) {
-                        Ok(Some(result_box)) => return Ok(result_box),
-                        Ok(None) => return Ok(Box::new(VoidBox::new())),
-                        Err(_) => {}
-                    }
-                }
-            }
         }
         
         // 3. 親クラスのBox宣言を取得（ユーザー定義Boxの場合）
@@ -1003,7 +1003,7 @@ impl NyashInterpreter {
         }
         let loader_guard = crate::runtime::plugin_loader_v2::get_global_loader_v2();
         let loader = loader_guard.read().map_err(|_| RuntimeError::RuntimeFailure { message: "Plugin loader lock poisoned".into() })?;
-        match loader.invoke_instance_method(&plugin_box.box_type, method, plugin_box.instance_id, &arg_values) {
+        match loader.invoke_instance_method(&plugin_box.box_type, method, plugin_box.instance_id(), &arg_values) {
             Ok(Some(result_box)) => Ok(result_box),
             Ok(None) => Ok(Box::new(VoidBox::new())),
             Err(e) => Err(RuntimeError::RuntimeFailure { message: format!("Plugin method {} failed: {:?}", method, e) }),

src/runtime/plugin_loader_v2.rs

@@ -34,18 +34,71 @@ mod enabled {
 
 /// v2 Plugin Box wrapper - temporary implementation
 #[derive(Debug)]
-    pub struct PluginBoxV2 {
-        pub box_type: String,
+    pub struct PluginHandleInner {
         pub type_id: u32,
         pub invoke_fn: unsafe extern "C" fn(u32, u32, u32, *const u8, usize, *mut u8, *mut usize) -> i32,
         pub instance_id: u32,
-        /// Optional fini method_id from nyash.toml (None if not provided)
         pub fini_method_id: Option<u32>,
+        finalized: std::sync::atomic::AtomicBool,
+    }
+
+    impl Drop for PluginHandleInner {
+        fn drop(&mut self) {
+            // Finalize exactly once when the last shared handle is dropped
+            if let Some(fini_id) = self.fini_method_id {
+                if !self.finalized.swap(true, std::sync::atomic::Ordering::SeqCst) {
+                    let tlv_args: [u8; 4] = [1, 0, 0, 0];
+                    let mut out: [u8; 4] = [0; 4];
+                    let mut out_len: usize = out.len();
+                    unsafe {
+                        (self.invoke_fn)(
+                            self.type_id,
+                            fini_id,
+                            self.instance_id,
+                            tlv_args.as_ptr(),
+                            tlv_args.len(),
+                            out.as_mut_ptr(),
+                            &mut out_len,
+                        );
+                    }
+                }
+            }
+        }
+    }
+
+    impl PluginHandleInner {
+        /// Explicitly finalize this handle now (idempotent)
+        pub fn finalize_now(&self) {
+            if let Some(fini_id) = self.fini_method_id {
+                if !self.finalized.swap(true, std::sync::atomic::Ordering::SeqCst) {
+                    let tlv_args: [u8; 4] = [1, 0, 0, 0];
+                    let mut out: [u8; 4] = [0; 4];
+                    let mut out_len: usize = out.len();
+                    unsafe {
+                        (self.invoke_fn)(
+                            self.type_id,
+                            fini_id,
+                            self.instance_id,
+                            tlv_args.as_ptr(),
+                            tlv_args.len(),
+                            out.as_mut_ptr(),
+                            &mut out_len,
+                        );
+                    }
+                }
+            }
+        }
+    }
+
+#[derive(Debug, Clone)]
+    pub struct PluginBoxV2 {
+        pub box_type: String,
+        pub inner: std::sync::Arc<PluginHandleInner>,
     }
 
     impl BoxCore for PluginBoxV2 {
     fn box_id(&self) -> u64 {
-        self.instance_id as u64
+        self.inner.instance_id as u64
     }
     
     fn parent_type_id(&self) -> Option<std::any::TypeId> {
@@ -53,7 +106,7 @@ mod enabled {
     }
     
     fn fmt_box(&self, f: &mut std::fmt::Formatter) -> std::fmt::Result {
-        write!(f, "{}({})", self.box_type, self.instance_id)
+        write!(f, "{}({})", self.box_type, self.inner.instance_id)
     }
     
     fn as_any(&self) -> &dyn Any {
@@ -75,7 +128,7 @@ mod enabled {
     }
     
     fn clone_box(&self) -> Box<dyn NyashBox> {
-        eprintln!("🔍 DEBUG: PluginBoxV2::clone_box called for {} (id={})", self.box_type, self.instance_id);
+        eprintln!("🔍 DEBUG: PluginBoxV2::clone_box called for {} (id={})", self.box_type, self.inner.instance_id);
         
         // Clone means creating a new instance by calling birth()
         let mut output_buffer = vec![0u8; 1024];
@@ -83,8 +136,8 @@ mod enabled {
         let tlv_args = vec![1u8, 0, 0, 0]; // version=1, argc=0
         
         let result = unsafe {
-            (self.invoke_fn)(
-                self.type_id,
+            (self.inner.invoke_fn)(
+                self.inner.type_id,
                 0,                 // method_id=0 (birth)
                 0,                 // instance_id=0 (static call)
                 tlv_args.as_ptr(),
@@ -103,13 +156,16 @@ mod enabled {
             
             eprintln!("🎉 clone_box success: created new {} instance_id={}", self.box_type, new_instance_id);
             
-            // Return new PluginBoxV2 with new instance_id
+            // Return new PluginBoxV2 with new instance_id (separate inner handle)
             Box::new(PluginBoxV2 {
                 box_type: self.box_type.clone(),
-                type_id: self.type_id,
-                invoke_fn: self.invoke_fn,
-                instance_id: new_instance_id,
-                fini_method_id: self.fini_method_id,
+                inner: std::sync::Arc::new(PluginHandleInner {
+                    type_id: self.inner.type_id,
+                    invoke_fn: self.inner.invoke_fn,
+                    instance_id: new_instance_id,
+                    fini_method_id: self.inner.fini_method_id,
+                    finalized: std::sync::atomic::AtomicBool::new(false),
+                }),
             })
         } else {
             eprintln!("❌ clone_box failed: birth() returned error code {}", result);
@@ -119,7 +175,7 @@ mod enabled {
     }
     
     fn to_string_box(&self) -> crate::box_trait::StringBox {
-        StringBox::new(format!("{}({})", self.box_type, self.instance_id))
+        StringBox::new(format!("{}({})", self.box_type, self.inner.instance_id))
     }
     
     fn equals(&self, _other: &dyn NyashBox) -> crate::box_trait::BoolBox {
@@ -127,43 +183,19 @@ mod enabled {
     }
     
     fn share_box(&self) -> Box<dyn NyashBox> {
-        eprintln!("🔍 DEBUG: PluginBoxV2::share_box called for {} (id={})", self.box_type, self.instance_id);
+        eprintln!("🔍 DEBUG: PluginBoxV2::share_box called for {} (id={})", self.box_type, self.inner.instance_id);
         
         // Share means returning a new Box with the same instance_id
         Box::new(PluginBoxV2 {
             box_type: self.box_type.clone(),
-            type_id: self.type_id,
-            invoke_fn: self.invoke_fn,
-            instance_id: self.instance_id,  // Same instance_id - this is sharing!
-            fini_method_id: self.fini_method_id,
+            inner: self.inner.clone(),
         })
     }
 }
 
 impl PluginBoxV2 {
-    /// Call fini() on this plugin instance if configured
-    pub fn call_fini(&self) {
-        if let Some(fini_id) = self.fini_method_id {
-            // Empty TLV args
-            let tlv_args: [u8; 4] = [1, 0, 0, 0];
-            let mut out: [u8; 4] = [0; 4];
-            let mut out_len: usize = out.len();
-            let rc = unsafe {
-                (self.invoke_fn)(
-                    self.type_id,
-                    fini_id,
-                    self.instance_id,
-                    tlv_args.as_ptr(),
-                    tlv_args.len(),
-                    out.as_mut_ptr(),
-                    &mut out_len,
-                )
-            };
-            if rc != 0 {
-                eprintln!("⚠️ PluginBoxV2::fini failed for {} id={} rc={}", self.box_type, self.instance_id, rc);
-            }
-        }
-    }
+    pub fn instance_id(&self) -> u32 { self.inner.instance_id }
+    pub fn finalize_now(&self) { self.inner.finalize_now() }
 }
 
 /// Plugin loader v2
@@ -175,6 +207,9 @@ impl PluginBoxV2 {
     pub config: Option<NyashConfigV2>,
     /// Path to the loaded nyash.toml (absolute), used for consistent re-reads
     config_path: Option<String>,
+
+    /// Singleton instances: (lib_name, box_type) -> shared handle
+    singletons: RwLock<HashMap<(String,String), std::sync::Arc<PluginHandleInner>>>,
 }
 
     impl PluginLoaderV2 {
@@ -196,6 +231,7 @@ impl PluginBoxV2 {
             plugins: RwLock::new(HashMap::new()),
             config: None,
             config_path: None,
+            singletons: RwLock::new(HashMap::new()),
         }
     }
     
@@ -225,10 +261,59 @@ impl PluginBoxV2 {
                 eprintln!("Warning: Failed to load plugin {}: {:?}", lib_name, e);
             }
         }
+        // Pre-birth singletons configured in nyash.toml
+        let cfg_path = self.config_path.as_ref().map(|s| s.as_str()).unwrap_or("nyash.toml");
+        let toml_content = std::fs::read_to_string(cfg_path).map_err(|_| BidError::PluginError)?;
+        let toml_value: toml::Value = toml::from_str(&toml_content).map_err(|_| BidError::PluginError)?;
+        for (lib_name, lib_def) in &config.libraries {
+            for box_name in &lib_def.boxes {
+                if let Some(bc) = config.get_box_config(lib_name, box_name, &toml_value) {
+                    if bc.singleton {
+                        let _ = self.ensure_singleton_handle(lib_name, box_name);
+                    }
+                }
+            }
+        }
         
         Ok(())
     }
 
+    /// Ensure a singleton handle is created and stored
+    fn ensure_singleton_handle(&self, lib_name: &str, box_type: &str) -> BidResult<()> {
+        // Fast path: already present
+        if self.singletons.read().unwrap().contains_key(&(lib_name.to_string(), box_type.to_string())) {
+            return Ok(());
+        }
+        // Create via birth
+        let cfg_path = self.config_path.as_ref().map(|s| s.as_str()).unwrap_or("nyash.toml");
+        let toml_content = std::fs::read_to_string(cfg_path).map_err(|_| BidError::PluginError)?;
+        let toml_value: toml::Value = toml::from_str(&toml_content).map_err(|_| BidError::PluginError)?;
+        let config = self.config.as_ref().ok_or(BidError::PluginError)?;
+        let plugins = self.plugins.read().unwrap();
+        let plugin = plugins.get(lib_name).ok_or(BidError::PluginError)?;
+        let box_conf = config.get_box_config(lib_name, box_type, &toml_value).ok_or(BidError::InvalidType)?;
+        let type_id = box_conf.type_id;
+        // Call birth
+        let mut output_buffer = vec![0u8; 1024];
+        let mut output_len = output_buffer.len();
+        let tlv_args = vec![1u8, 0, 0, 0];
+        let birth_result = unsafe {
+            (plugin.invoke_fn)(type_id, 0, 0, tlv_args.as_ptr(), tlv_args.len(), output_buffer.as_mut_ptr(), &mut output_len)
+        };
+        if birth_result != 0 || output_len < 4 { return Err(BidError::PluginError); }
+        let instance_id = u32::from_le_bytes([output_buffer[0], output_buffer[1], output_buffer[2], output_buffer[3]]);
+        let fini_id = box_conf.methods.get("fini").map(|m| m.method_id);
+        let handle = std::sync::Arc::new(PluginHandleInner {
+            type_id,
+            invoke_fn: plugin.invoke_fn,
+            instance_id,
+            fini_method_id: fini_id,
+            finalized: std::sync::atomic::AtomicBool::new(false),
+        });
+        self.singletons.write().unwrap().insert((lib_name.to_string(), box_type.to_string()), handle);
+        Ok(())
+    }
+
     /// Perform an external host call (env.* namespace) or return an error if unsupported
     /// Returns Some(Box) for a value result, or None for void-like calls
     pub fn extern_call(
@@ -344,12 +429,12 @@ impl PluginBoxV2 {
 
                     // Plugin Handle (BoxRef): tag=8, size=8
                     if let Some(p) = a.as_any().downcast_ref::<PluginBoxV2>() {
-                        eprintln!("[PluginLoaderV2]  arg[{}]: PluginBoxV2({}, id={}) -> Handle(tag=8)", idx, p.box_type, p.instance_id);
+                        eprintln!("[PluginLoaderV2]  arg[{}]: PluginBoxV2({}, id={}) -> Handle(tag=8)", idx, p.box_type, p.inner.instance_id);
                         buf.push(8u8); // tag
                         buf.push(0u8); // reserved
                         buf.extend_from_slice(&(8u16).to_le_bytes());
-                        buf.extend_from_slice(&p.type_id.to_le_bytes());
-                        buf.extend_from_slice(&p.instance_id.to_le_bytes());
+                        buf.extend_from_slice(&p.inner.type_id.to_le_bytes());
+                        buf.extend_from_slice(&p.inner.instance_id.to_le_bytes());
                         continue;
                     }
                     // Integer: prefer i32
@@ -436,10 +521,13 @@ impl PluginBoxV2 {
                                     let fini_id = ret_conf.methods.get("fini").map(|m| m.method_id);
                                     let pbox = PluginBoxV2 {
                                         box_type: ret_box.to_string(),
-                                        type_id: r_type,
-                                        invoke_fn: ret_plugin.invoke_fn,
-                                        instance_id: r_inst,
-                                        fini_method_id: fini_id,
+                                        inner: std::sync::Arc::new(PluginHandleInner {
+                                            type_id: r_type,
+                                            invoke_fn: ret_plugin.invoke_fn,
+                                            instance_id: r_inst,
+                                            fini_method_id: fini_id,
+                                            finalized: std::sync::atomic::AtomicBool::new(false),
+                                        }),
                                     };
                                     return Ok(Some(Box::new(pbox) as Box<dyn NyashBox>));
                                 }
@@ -521,7 +609,7 @@ impl PluginBoxV2 {
         
         Ok(())
     }
-    
+
     /// Create a Box instance
     pub fn create_box(&self, box_type: &str, _args: &[Box<dyn NyashBox>]) -> BidResult<Box<dyn NyashBox>> {
         eprintln!("🔍 create_box called for: {}", box_type);
@@ -538,6 +626,23 @@ impl PluginBoxV2 {
                 BidError::InvalidType
             })?;
         
+        // If singleton, return the pre-birthed shared handle
+        let cfg_path = self.config_path.as_ref().map(|s| s.as_str()).unwrap_or("nyash.toml");
+        if let Ok(toml_content) = std::fs::read_to_string(cfg_path) {
+            if let Ok(toml_value) = toml::from_str::<toml::Value>(&toml_content) {
+                if let Some(bc) = config.get_box_config(lib_name, box_type, &toml_value) {
+                    if bc.singleton {
+                        // ensure created
+                        let _ = self.ensure_singleton_handle(lib_name, box_type);
+                        if let Some(inner) = self.singletons.read().unwrap().get(&(lib_name.to_string(), box_type.to_string())) {
+                            let plugin_box = PluginBoxV2 { box_type: box_type.to_string(), inner: inner.clone() };
+                            return Ok(Box::new(plugin_box));
+                        }
+                    }
+                }
+            }
+        }
+        
         eprintln!("🔍 Found library: {} for box type: {}", lib_name, box_type);
         
         // Get loaded plugin
@@ -552,7 +657,6 @@ impl PluginBoxV2 {
         
         // Get type_id from config - read actual nyash.toml content
         eprintln!("🔍 Reading nyash.toml for type configuration...");
-        let cfg_path = self.config_path.as_ref().map(|s| s.as_str()).unwrap_or("nyash.toml");
         let (type_id, fini_method_id) = if let Ok(toml_content) = std::fs::read_to_string(cfg_path) {
             eprintln!("🔍 nyash.toml read successfully");
             if let Ok(toml_value) = toml::from_str::<toml::Value>(&toml_content) {
@@ -616,14 +720,25 @@ impl PluginBoxV2 {
         // Create v2 plugin box wrapper with actual instance_id
         let plugin_box = PluginBoxV2 {
             box_type: box_type.to_string(),
-            type_id,
-            invoke_fn: plugin.invoke_fn,
-            instance_id,
-            fini_method_id,
+            inner: std::sync::Arc::new(PluginHandleInner {
+                type_id,
+                invoke_fn: plugin.invoke_fn,
+                instance_id,
+                fini_method_id,
+                finalized: std::sync::atomic::AtomicBool::new(false),
+            }),
         };
         
         Ok(Box::new(plugin_box))
     }
+
+    /// Shutdown singletons: finalize and clear all singleton handles
+    pub fn shutdown_singletons(&self) {
+        let mut map = self.singletons.write().unwrap();
+        for (_, handle) in map.drain() {
+            handle.finalize_now();
+        }
+    }
 }
 
 // Global loader instance
@@ -647,6 +762,14 @@ impl PluginBoxV2 {
         let loader = loader.read().unwrap();
         loader.load_all_plugins()
     }
+
+    /// Gracefully shutdown plugins (finalize singletons)
+    pub fn shutdown_plugins_v2() -> BidResult<()> {
+        let loader = get_global_loader_v2();
+        let loader = loader.read().unwrap();
+        loader.shutdown_singletons();
+        Ok(())
+    }
 }
 
 #[cfg(any(not(feature = "plugins"), target_arch = "wasm32"))]
@@ -696,6 +819,7 @@ mod stub {
 
     pub fn get_global_loader_v2() -> Arc<RwLock<PluginLoaderV2>> { GLOBAL_LOADER_V2.clone() }
     pub fn init_global_loader_v2(_config_path: &str) -> BidResult<()> { Ok(()) }
+    pub fn shutdown_plugins_v2() -> BidResult<()> { Ok(()) }
 }
 
 #[cfg(all(feature = "plugins", not(target_arch = "wasm32")))]

src/scope_tracker.rs

@@ -39,10 +39,9 @@ impl ScopeTracker {
                     let _ = instance.fini();
                     continue;
                 }
-                // PluginBox: call plugin fini
+                // PluginBoxV2: do not auto-finalize (shared handle may be referenced elsewhere)
                 #[cfg(all(feature = "plugins", not(target_arch = "wasm32")))]
-                if let Some(plugin) = arc_box.as_any().downcast_ref::<PluginBoxV2>() {
-                    plugin.call_fini();
+                if arc_box.as_any().downcast_ref::<PluginBoxV2>().is_some() {
                     continue;
                 }
                 // Builtin and others: no-op for now

tests/e2e_plugin_counterbox.rs

@@ -72,3 +72,29 @@ v
         Err(e) => panic!("Counter assignment test failed: {:?}", e),
     }
 }
+
+#[test]
+fn e2e_counter_mapbox_shares_handle() {
+    if !try_init_plugins() { return; }
+
+    let code = r#"
+local c, m, v
+c = new CounterBox()
+m = new MapBox()
+m.set("k", c)
+v = m.get("k")
+v.inc()
+// c should reflect the increment if handle is shared
+v = c.get()
+v
+"#;
+    let ast = NyashParser::parse_from_string(code).expect("parse failed");
+    let mut interpreter = nyash_rust::interpreter::NyashInterpreter::new();
+
+    match interpreter.execute(ast) {
+        Ok(result) => {
+            assert_eq!(result.to_string_box().value, "1");
+        }
+        Err(e) => panic!("Counter MapBox share test failed: {:?}", e),
+    }
+}

tests/e2e_plugin_singleton.rs

@@ -0,0 +1,39 @@
+#![cfg(all(feature = "plugins", not(target_arch = "wasm32")))]
+
+use nyash_rust::parser::NyashParser;
+use nyash_rust::runtime::plugin_loader_v2::{init_global_loader_v2, get_global_loader_v2};
+use nyash_rust::runtime::box_registry::get_global_registry;
+use nyash_rust::runtime::PluginConfig;
+
+fn try_init_plugins() -> bool {
+    if !std::path::Path::new("nyash.toml").exists() { return false; }
+    if let Err(e) = init_global_loader_v2("nyash.toml") { eprintln!("init failed: {:?}", e); return false; }
+    let loader = get_global_loader_v2();
+    let loader = loader.read().unwrap();
+    if let Some(conf) = &loader.config {
+        let mut map = std::collections::HashMap::new();
+        for (lib, def) in &conf.libraries { for b in &def.boxes { map.insert(b.clone(), lib.clone()); } }
+        get_global_registry().apply_plugin_config(&PluginConfig { plugins: map });
+        true
+    } else { false }
+}
+
+#[test]
+fn e2e_counterbox_singleton_shared_across_news() {
+    if !try_init_plugins() { return; }
+
+    // CounterBox is configured as singleton in nyash.toml
+    let code = r#"
+local a, b, v
+a = new CounterBox()
+b = new CounterBox()
+a.inc()
+v = b.get()
+v
+"#;
+    let ast = NyashParser::parse_from_string(code).expect("parse");
+    let mut interpreter = nyash_rust::interpreter::NyashInterpreter::new();
+    let result = interpreter.execute(ast).expect("exec");
+    assert_eq!(result.to_string_box().value, "1");
+}
+

tests/e2e_plugin_singleton_shutdown.rs

@@ -0,0 +1,51 @@
+#![cfg(all(feature = "plugins", not(target_arch = "wasm32")))]
+
+use nyash_rust::parser::NyashParser;
+use nyash_rust::runtime::plugin_loader_v2::{init_global_loader_v2, get_global_loader_v2, shutdown_plugins_v2};
+use nyash_rust::runtime::box_registry::get_global_registry;
+use nyash_rust::runtime::PluginConfig;
+
+fn try_init_plugins() -> bool {
+    if !std::path::Path::new("nyash.toml").exists() { return false; }
+    if let Err(e) = init_global_loader_v2("nyash.toml") { eprintln!("init failed: {:?}", e); return false; }
+    let loader = get_global_loader_v2();
+    let loader = loader.read().unwrap();
+    if let Some(conf) = &loader.config {
+        let mut map = std::collections::HashMap::new();
+        for (lib, def) in &conf.libraries { for b in &def.boxes { map.insert(b.clone(), lib.clone()); } }
+        get_global_registry().apply_plugin_config(&PluginConfig { plugins: map });
+        true
+    } else { false }
+}
+
+#[test]
+fn e2e_singleton_shutdown_and_recreate() {
+    if !try_init_plugins() { return; }
+
+    // Use CounterBox singleton and bump to 1
+    let code1 = r#"
+local a
+a = new CounterBox()
+a.inc()
+"#;
+    let ast1 = NyashParser::parse_from_string(code1).expect("parse1");
+    let mut interpreter = nyash_rust::interpreter::NyashInterpreter::new();
+    interpreter.execute(ast1).expect("exec1");
+
+    // Shutdown plugins (finalize singleton)
+    shutdown_plugins_v2().expect("shutdown ok");
+
+    // Re-init plugins and ensure singleton is recreated (count resets to 0)
+    assert!(try_init_plugins());
+    let code2 = r#"
+local b, v
+b = new CounterBox()
+v = b.get()
+v
+"#;
+    let ast2 = NyashParser::parse_from_string(code2).expect("parse2");
+    let mut interpreter2 = nyash_rust::interpreter::NyashInterpreter::new();
+    let result = interpreter2.execute(ast2).expect("exec2");
+    assert_eq!(result.to_string_box().value, "0");
+}
+