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🌐 Phase 9.5: HTTPサーバー実用テスト（AOT検証）

📋 Summary

AOT実装完了後の複雑アプリケーション検証。並行処理・メモリ管理・実用性能測定を通じて、Nyashの実用レベル到達を実証する。

🎯 実装目標

# Phase 9完了後の目標
nyash --compile-native http_server.nyash -o http_server.exe  # AOTサーバー生成
./http_server.exe --port 8080                               # 高性能HTTPサーバー起動
curl http://localhost:8080/api/status                       # 実用API動作確認

# 検証内容
- 同時100接続でメモリリークなし
- fini()システム確実動作（I/Oハンドル解放）
- AOT環境での真の性能測定

🔧 技術的実装詳細

1. HTTPサーバー基本構造

box HTTPServer {
    init { socket, clients, handlers, running }
    
    pack(port) {
        me.socket = new SocketBox()
        me.clients = new ArrayBox()
        me.handlers = new MapBox()
        me.running = true
        
        me.socket.bind("0.0.0.0", port)
        me.socket.listen(128)
    }
    
    start() {
        loop(me.running) {
            local client = me.socket.accept()
            me.clients.push(client)
            nowait me.handleClient(client)  // 非同期並行処理
        }
    }
    
    handleClient(client) {
        local request = client.readRequest()
        local response = me.processRequest(request)
        client.sendResponse(response)
        
        // 重要: 確実なリソース解放
        me.clients.remove(client)
        client.fini()
    }
    
    processRequest(request) {
        local path = request.getPath()
        local handler = me.handlers.get(path)
        
        if (handler != null) {
            return handler.handle(request)
        } else {
            return me.create404Response()
        }
    }
}

2. ルーティング・ハンドラーシステム

box RouteHandler {
    init { pattern, callback }
    
    pack(pattern, callback) {
        me.pattern = pattern
        me.callback = callback
    }
    
    handle(request) {
        return me.callback.call(request)
    }
}

// 使用例
local server = new HTTPServer(8080)
server.route("/api/status", new StatusHandler())
server.route("/api/users/:id", new UserHandler())
server.start()

3. メモリ管理検証ポイント

box ConnectionManager {
    init { connections, maxConnections }
    
    pack(maxConnections) {
        me.connections = new MapBox()
        me.maxConnections = maxConnections
    }
    
    addConnection(clientId, client) {
        if (me.connections.size() >= me.maxConnections) {
            // 古い接続をweak参照で自動解放
            me.cleanupOldConnections()
        }
        me.connections.set(clientId, client)
    }
    
    cleanupOldConnections() {
        // weak参照による自動null化テスト
        local toRemove = new ArrayBox()
        me.connections.forEach((id, conn) => {
            if (conn.isDisconnected()) {
                toRemove.push(id)
                conn.fini()  // 確実な解放
            }
        })
        
        toRemove.forEach((id) => {
            me.connections.remove(id)
        })
    }
}

📊 検証ポイント詳細

並行処理性能

# 負荷テストコマンド
ab -n 10000 -c 100 http://localhost:8080/api/test    # Apache Bench
wrk -t12 -c400 -d30s http://localhost:8080/         # Modern HTTP benchmarking

検証項目:

• 同時接続処理: 100接続同時処理
• スループット: リクエスト/秒測定
• レイテンシ: 応答時間分布
• リソース使用: CPU・メモリ使用率

メモリ管理検証

// ストレステスト実装
box MemoryStressTest {
    runConnectionStress() {
        // 1000回接続・切断を繰り返し
        loop(1000) {
            local client = me.createClient()
            client.connect()
            client.sendRequest("/api/test")
            client.disconnect()
            client.fini()  // 明示的解放
        }
        
        // メモリリークチェック
        local memUsage = DEBUG.memoryReport()
        assert(memUsage.leaks == 0)
    }
}

I/Oリソース管理

box ResourceTracker {
    init { openSockets, openFiles }
    
    trackResource(resource) {
        me.openSockets.add(resource)
    }
    
    verifyCleanup() {
        // 全リソースが正しくfini()されているか確認
        assert(me.openSockets.size() == 0)
        assert(me.openFiles.size() == 0)
    }
}

🎯 実装ステップ（2週間）

Week 1: HTTPサーバー基本実装

• SocketBox・HTTP基本プロトコル実装
• HTTPServer・RouteHandlerクラス実装
• 基本GET/POST対応
• 単一接続での動作確認

Week 2: 並行処理・負荷テスト

• nowait/await非同期処理統合
• 同時接続管理システム
• メモリ管理・リソース解放検証
• 負荷テスト・ベンチマーク実装

📈 性能測定目標

指標	目標値	測定方法
同時接続数	100+	Apache Bench
スループット	1000+ req/s	wrk benchmark
応答時間	<10ms (P95)	レイテンシ分布
メモリ使用	リークなし	長時間実行テスト
リソース解放	100%解放	fini()追跡

✅ Acceptance Criteria

機能要件

• HTTPサーバーが安定動作
• REST API（GET/POST/PUT/DELETE）対応
• ルーティング・ミドルウェア機能
• 静的ファイル配信機能

性能要件

• 同時100接続でクラッシュなし
• 1000 req/s以上のスループット
• レスポンス時間P95<10ms
• 24時間連続稼働でメモリリークなし

品質要件

• fini()システム100%動作
• weak参照自動null化確認
• I/Oリソース確実解放
• 例外経路でのリソース管理

🚀 期待される効果

実用性実証

• 配布可能サーバー: http_server.exeとして実用レベル
• プロダクション検証: 実際の負荷でのメモリ管理確認
• AOT価値実証: 真の高性能実行環境での検証

技術的価値

• 複雑メモリ管理: Server→Clients→Requests階層構造
• 並行処理実証: nowait/awaitの実用性能確認
• Everything is Box: 複雑アプリでのBox哲学実証

デモ・広報価値

• 視覚的インパクト: 動作するHTTPサーバーの強力デモ
• 実用性アピール: 「おもちゃ言語」ではない実用性
• 性能実証: 数値での性能証明

📖 References

• docs/予定/native-plan/copilot_issues.txt（Phase 9.5詳細）
• docs/予定/native-plan/issues/phase9_aot_wasm_implementation.md（Phase 9基盤）
• docs/予定/native-plan/issues/phase_8_7_real_world_memory_testing.md（kilo基盤）
• HTTP/1.1 Specification
• Apache Bench Documentation

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💡 Tip: kiloで確立したメモリ管理基盤を、より複雑な並行処理環境で実証する重要なマイルストーンです。

最終更新: 2025-08-14 作成者: Claude（実用優先戦略）