hakorune/docs/development/roadmap/phases/phase-12/codex-technical-proposal.md

Codex先生の技術提案：Nyashスクリプトプラグインシステム実装

エグゼクティブサマリー

Nyashスクリプトをプラグインとして使用する提案は、技術的に極めて実現可能であり、Nyashエコシステムに革命的な価値をもたらします。「Everything is Box」哲学の究極の実現として、実装言語に依存しない統一インターフェースを提供することで、開発の民主化とエコシステムの爆発的成長が期待できます。

技術アーキテクチャ提案

1. 統一Box ABIの詳細設計

// コアインターフェース定義
pub trait UnifiedBoxInterface: Send + Sync {
    // 基本メソッド
    fn invoke(&self, ctx: &mut Context, method_id: u32, args: &[NyashValue]) -> Result<NyashValue, BoxError>;
    fn get_metadata(&self) -> BoxMetadata;
    
    // ライフサイクル管理
    fn initialize(&mut self, config: &BoxConfig) -> Result<(), BoxError>;
    fn shutdown(&mut self) -> Result<(), BoxError>;
    
    // 動的機能（オプション）
    fn hot_reload(&mut self, new_code: &str) -> Result<(), BoxError> {
        Err(BoxError::NotSupported)
    }
}

// メタデータ構造
pub struct BoxMetadata {
    pub name: String,
    pub version: String,
    pub methods: Vec<MethodInfo>,
    pub capabilities: Vec<Capability>,
    pub dependencies: Vec<Dependency>,
}

2. プラグインレジストリアーキテクチャ

pub struct PluginRegistry {
    // ネイティブプラグイン
    native_plugins: HashMap<u32, Arc<dyn UnifiedBoxInterface>>,
    
    // スクリプトプラグイン
    script_plugins: HashMap<u32, ScriptPlugin>,
    
    // 動的ID管理
    id_allocator: IdAllocator,
    
    // 依存関係グラフ
    dependency_graph: DependencyGraph,
}

impl PluginRegistry {
    pub fn register_native(&mut self, plugin: impl UnifiedBoxInterface + 'static) -> u32 {
        let id = self.id_allocator.allocate();
        self.native_plugins.insert(id, Arc::new(plugin));
        id
    }
    
    pub fn register_script(&mut self, source: &str) -> Result<u32, RegistryError> {
        let plugin = ScriptPlugin::compile(source)?;
        let id = self.id_allocator.allocate();
        self.script_plugins.insert(id, plugin);
        Ok(id)
    }
}

3. スクリプトプラグインラッパー実装

pub struct ScriptPlugin {
    vm: NyashVM,
    box_instance: NyashValue,
    method_cache: HashMap<u32, MethodHandle>,
}

impl UnifiedBoxInterface for ScriptPlugin {
    fn invoke(&self, ctx: &mut Context, method_id: u32, args: &[NyashValue]) -> Result<NyashValue, BoxError> {
        // メソッドキャッシュから高速検索
        if let Some(handle) = self.method_cache.get(&method_id) {
            return self.vm.call_cached(handle, args);
        }
        
        // 動的メソッド解決
        let method = self.resolve_method(method_id)?;
        self.vm.call_method(&self.box_instance, &method, args)
    }
}

実装戦略

Phase 1: MVP実装（2-3週間）

1. 基本インターフェース実装

   • UnifiedBoxInterfaceトレイトの実装
   • 既存FFIプラグイン1つを移行（MathBox推奨）
   • ScriptPluginラッパーの基本実装

2. export box構文の実装

   export box MyPlugin {
       init { _version = "1.0.0" }
   
       // 必須：プラグインメタデータ
       get_metadata() {
           return {
               name: "MyPlugin",
               version: me._version,
               methods: ["process", "transform"]
           }
       }
   
       // ビジネスロジック
       process(data) { ... }
       transform(input) { ... }
   }
   

3. 基本的なレジストリ

   • 静的登録のみ
   • 依存関係解決なし

Phase 2: 動的機能（3-4週間）

1. 動的ロード/アンロード

   local registry = new PluginRegistry()
   local id = registry.load_script("path/to/plugin.ny")
   registry.unload(id)
   

2. ホットリロード

   registry.enable_hot_reload("path/to/plugin.ny")
   // ファイル変更時に自動リロード
   

3. 依存関係管理

   • 循環依存検出
   • バージョン互換性チェック

Phase 3: 最適化とセキュリティ（4-6週間）

1. パフォーマンス最適化

   • メソッドキャッシング
   • JITコンパイル統合
   • プリコンパイルオプション

2. セキュリティサンドボックス

   pub struct Sandbox {
       memory_limit: usize,
       cpu_quota: Duration,
       allowed_capabilities: HashSet<Capability>,
   }
   

3. ケイパビリティベースセキュリティ

   • ファイルアクセス制限
   • ネットワーク制限
   • システムコール制限

パフォーマンス考察

ベンチマーク予測

操作                    | ネイティブ | スクリプト | 比率
--------------------|-----------|-----------|-----
単純メソッド呼び出し    | 10ns      | 100ns     | 10x
複雑な計算（1000ops）  | 1μs       | 5μs       | 5x
I/O操作               | 100μs     | 102μs     | 1.02x

最適化戦略

1. ホットパスの識別

   • 頻繁に呼ばれるメソッドを自動検出
   • JITコンパイル優先度付け

2. ハイブリッドアプローチ

   • コア機能：ネイティブ実装
   • カスタマイズ層：スクリプト実装

エコシステムへの影響

開発者体験の革新

1. 即座のフィードバックループ

   # 編集
   vim my_plugin.ny
   
   # 即座にテスト（ビルド不要）
   nyash test_plugin.ny
   

2. プラグインマーケットプレイス

   • GitHubから直接インストール
   • バージョン管理統合
   • 自動更新機能

コミュニティ成長予測

• 現在: 10-20人のコアコントリビューター（Rust必須）
• 1年後: 100-500人のプラグイン開発者（Nyashのみ）
• 3年後: 1000+のプラグインエコシステム

リスクと緩和策

技術的リスク

1. パフォーマンス劣化

   • 緩和策：重要部分のネイティブ実装維持
   • プロファイリングツール提供

2. セキュリティ脆弱性

   • 緩和策：デフォルトサンドボックス
   • 署名付きプラグイン

エコシステムリスク

1. 品質のばらつき

   • 緩和策：公式プラグインガイドライン
   • 自動品質チェックツール

2. 互換性問題

   • 緩和策：セマンティックバージョニング強制
   • 自動互換性テスト

結論と推奨事項

即時実行すべきアクション

1. Box ABI仕様書の作成（1週間）
2. export box構文の実装（2週間）
3. MathBoxの統一インターフェース移行（1週間）

長期ビジョン

Nyashスクリプトプラグインシステムは、単なる機能追加ではなく、Nyashをプログラミング言語から拡張可能なプラットフォームへと進化させる革命的な一歩です。

「Everything is Box」の哲学が、実装言語の壁を超えて真に実現される時、Nyashは次世代のプログラミングエコシステムのモデルケースとなるでしょう。

付録：実装例

A. 完全なスクリプトプラグイン例

# advanced_math_plugin.ny
export box AdvancedMathPlugin {
    init {
        _math = new MathBox()
        _cache = new MapBox()
        _stats = new MapBox()
    }
    
    // プラグインメタデータ（必須）
    get_metadata() {
        return {
            name: "AdvancedMathPlugin",
            version: "1.0.0",
            methods: ["cached_sin", "cached_cos", "fibonacci", "factorial"],
            capabilities: ["compute"],
            dependencies: [{
                name: "MathBox",
                version: ">=1.0.0"
            }]
        }
    }
    
    // キャッシュ付き三角関数
    cached_sin(x) {
        local key = "sin:" + x.toString()
        if me._cache.has(key) {
            me._update_stats("cache_hit")
            return me._cache.get(key)
        }
        
        local result = me._math.sin(x)
        me._cache.set(key, result)
        me._update_stats("cache_miss")
        return result
    }
    
    // 再帰的フィボナッチ（メモ化）
    fibonacci(n) {
        if n <= 1 { return n }
        
        local key = "fib:" + n.toString()
        if me._cache.has(key) {
            return me._cache.get(key)
        }
        
        local result = me.fibonacci(n-1) + me.fibonacci(n-2)
        me._cache.set(key, result)
        return result
    }
    
    // 統計情報
    get_stats() {
        return me._stats
    }
    
    // プライベートメソッド
    _update_stats(event) {
        local count = me._stats.get(event) or 0
        me._stats.set(event, count + 1)
    }
}

B. ネイティブとスクリプトの透過的利用

// 使用側のコード（プラグインの実装言語を意識しない）
local math1 = new MathBox()           // ネイティブプラグイン
local math2 = include("advanced_math_plugin.ny")  // スクリプトプラグイン

// 同じインターフェースで利用
print(math1.sin(3.14))    // ネイティブ実装
print(math2.cached_sin(3.14))  // スクリプト実装

// 動的に切り替え可能
local math = get_config("use_cached") ? math2 : math1
print(math.sin(1.57))

---

"Write plugins in Nyash, for Nyash, by Nyash!"