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Rust×Nyash 所有権融合理論 - 「最小単位が所有権のRust」×「Everything is Box」

Status: Pending (Phase 17候補)
Created: 2025-09-22
Priority: High
Related: Phase 15 セルフホスティング完了後

🦀📦 融合の核心思想

「最小単位が所有権のRust」 + 「Everything is Box のNyash」 = 完璧な哲学的融合

Rustの核心（所有権・借用・RAII）は、Boxの哲学と驚くほど相性が良い。 重要なのは「厳密さを最初からMAXにしない」こと：まずはタグ＋借用トークン＋リージョン＋Lintで"気持ちよさ"を保つ。

1) 所有権は「タグ」で、実装は軽く

Box に所有権タグを付ける：

• Unique / Shared（唯一 or 共有）
• Mut / Const（可変性タグ）
• Send / Sync（スレッド安全タグ）

これは型の一部でもいいし、まずは**メタ（注釈）**でもOK。実装を固める前に"設計の宣言"だけで効果が出る。

// 所有権タグの使用例
box DataProcessor {
    data: Unique<DataBox>     // 唯一所有
    cache: Shared<CacheBox>   // 共有可能
    
    process(input: &Shared<InputBox>) -> Unique<ResultBox> {
        // 安全な所有権管理
    }
}

2) 借用は「借用トークン（権利証）」で表現

BoxRef / BoxMut = 「借りた権利」を表す軽量ハンドル（実体は Box） 寿命はスコープ or ブロックで自動返却。

同時に成り立つルール（Rustの核心を簡素化）：

• BoxMut は同時に1つ
• BoxRef は複数可（ただし BoxMut と共存しない）

まずは**コンパイラ警告（Lint）**から始める：違反は警告→将来エラー化。

// 借用トークンの例
local data = DataBox.new()        // Unique所有
local read_token = data.borrow_ref()   // 読み取り権利証
local write_token = data.borrow_mut()  // ❌ エラー：すでに借用中

// 使用例
box NetworkClient {
    connection: Unique<TcpBox>
    
    send_data(data: &Shared<DataBox>) {  // 共有読み取りのみ
        local write_handle = me.connection.borrow_mut()
        write_handle.write(data.serialize())
    }  // write_handle自動返却
}

3) ライフタイムは「リージョン」ベースで緩やかに

リージョン（領域） = init…fini のBoxスコープや関数/ブロックを単位に、 「この借用トークンはこのリージョンまで有効」と宣言。

Rustの厳密な 'a 計算は後回し。まずはリージョン内の整合だけ保証すれば十分「気持ちよさ」が出る。

region FileProcessing {
    local file = FileBox.open("data.txt")  // init
    local content = file.borrow_ref()
    process(content)
    // region終了で自動fini（ファイルクローズ）
}
// ここでcontentは使えない（リージョン外）

4) RAII は「init/fini」を正規化して箱に組み込む

Box 生成時 init、破棄時 fini を必ず通る（すでに思想に合ってる！）

例外/中断/キャンセル時も fini が実行されることを仕様で保証（RustのDrop相当）。 これでC ABI 包み込みも安全に：C資源の取得/解放を Box のライフサイクルに乗せる。

box ResourceManager {
    resource: Unique<NativeResourceBox>
    
    birth(config) {
        me.resource = NativeResourceBox.acquire(config)  // init
    }
    
    fini() {
        me.resource.release()  // RAII保証
    }
}

5) 「型で安全」を強制せず、3段階の安全レベル

1. Safe：所有権タグ＋借用トークン必須（既定）
2. Unsafe Box：一括でルールを緩めるが、境界に注釈を強制（レビューしやすい）
3. FFI Box：C ABI 専用の型。Unique/Shared と Send/Sync の既定値を保守的に。

// 段階的安全レベルの例
box SafeProcessor {                    // Safe（既定）
    process(data: Unique<DataBox>) {
        // 厳密な所有権チェック
    }
}

box LegacyCode : unsafe {              // Unsafe
    legacy_operation(data) {
        // 従来通りの自由なコード
    }
}

box CLibWrapper : ffi {                // FFI
    c_function(ptr: *const u8) {
        // C連携専用、保守的な既定値
    }
}

6) "重くしない"ためのトリック

コンパイラ段階で 2層：

1. Lint/静的解析（借用違反を"まず警告"）
2. MIR で軽い動的アサート（デバッグビルドのみ）

これで「Rustの厳密さ」前に手触りの良さを損なわない。

NLL（非字句借用）ぽい緩和：リージョン内でも最後の使用以降は借用解除扱い（使い勝手が一気に上がる）。

7) API設計の型ルール（実用チートシート）

// API設計パターン
box DataAPI {
    // 読み取りAPI
    read(self: &BoxRef<T>) -> TView {
        // BoxRef で十分、BoxMut 不要
    }
    
    // 書き込みAPI  
    write(self: &BoxMut<T>, v: T) {
        // 呼び手は一時的に排他
    }
    
    // 分割API
    split_at(data: &BoxRef<[T]>) -> (BoxRef<[T]>, BoxRef<[T]>) {
        // 共有読みを安全に拡げる
    }
    
    // 合流API
    join(a: BoxMut<A>, b: BoxMut<B>) -> BoxMut<(A,B)> {
        // 同一所有者が明示
    }
}

// FFI橋
box NetworkFFI : ffi {
    // 既定で Send: false, Sync: false
    // 明示 opt-in のみ許可
}

8) MIRで"所有権の影"を持つ（実装は後でOK）

所有権/借用の影（Shadow）を MIR のメタに保持：

• owner(var)=block_id
• borrow(var)=region_id
• mut=bool

最初は検証だけに使い、将来**最適化（エイリアス解析）**へ拡張可能。

9) 失敗しがちな所に"軽いトリップワイヤ"

• 同時可変検出：BoxMut が2つ生きていたら警告→デバッグで即アサート
• ダングリング防止：リージョン終了時に借用トークンが残っていたら警告
• FFI越境：Send/Sync 不一致を越境点で検出（C呼出し前にチェック）

10) 受け入れやすい採用順（段階導入）

🏷️ 「タグ = オプトイン」の天才設計

使いたい人は使う、使いたくない人は使わない！

// ✅ 使いたい人は使う（所有権厳密派）
box SafeProcessor {
    process(data: Unique<DataBox>) {  // タグ明示
        local ref = data.borrow_ref()
        return ref.compute()
    }
}

// ✅ 使いたくない人は無視（従来通り派）
box SimpleProcessor {
    process(data) {  // タグなし = 従来通り
        return data.compute()  // 普通に動く
    }
}

段階的導入戦略

1. タグ導入（Unique/Shared/Mut/Const）…意味だけ決める
2. 借用トークン（BoxRef/BoxMut）…APIで返す/受ける
3. リージョン検証…init/fini単位で借用の片付けをLint
4. MIRメタ…影データで静的チェックを強める
5. 最適化に活用…別解放/エイリアス前提の高速化

採用レベル

• レベル1: 完全無視（既存コード変更不要）
• レベル2: 部分採用（新しいAPIだけ使用）
• レベル3: フル活用（型安全重視）

💡 哲学的な深さ

「所有権 = 責任」 の概念がNyashに完璧フィット

• Box = 責任の単位
• 所有権 = その責任を誰が持つか
• 借用 = 責任の一時委託
• RAII = 責任の確実な完了（init/fini）

「軽くしすぎない、重くしすぎない」 の絶妙バランス

最初から厳密にすると使いにくい、でも後から追加するのは大変... 段階的導入戦略 で両立を実現！

🎯 実装への道筋

Phase 17 候補として位置づけ

• Phase 15: セルフホスティング完了
• Phase 16: マクロ革命完了
• Phase 17: Rust所有権統合（このドキュメント）

最高の「逃げ道」付き設計

万が一所有権システムが重すぎる・複雑すぎると感じても：

// 全部 unsafe で回避可能
box LegacyCode : unsafe {
    // 従来通りの自由なコード
}

まとめ

Rustの核心（所有権・借用・RAII）は、Boxの哲学と驚くほど相性が良い。 "厳密さを最初からMAXにしない" のがコツ：

まずはタグ＋借用トークン＋リージョン＋Lintで"気持ちよさ"を保ち、 将来MIRメタ→最適化へ段階的に引き上げれば、美しさと実用を両立できる。

「強制しない革新」 = 最強の言語設計

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関連リンク:

• Phase 15: セルフホスティング計画
• Phase 16: マクロ革命
• Everything is Box: 言語リファレンス

Created by: ChatGPT + Claude 協働設計
Implementation Target: Phase 17 (Phase 15セルフホスティング完了後)