分代 GC、惰性 JSON，以及经得起推敲的基准

上一篇博客发布时停在 v0.5.174，标题只有一个：Perry 终于在树内基准套件中击败了 Node 和 Bun，所有项目全胜。三天工作和一批积压的 GC + JSON 提交之后，Perry 来到了 v0.5.306——也就是发布了 132 个补丁版本——而这次的故事不一样了。标题不是 547 倍的加速，也不是又添了一栏胜利。它是让那些胜利经得起推敲的那些工作。

• 分代 GC 作为默认行为发布。Phase A 到 D 落地于 v0.5.217–v0.5.237。
• 小字符串优化（SSO） 作为默认行为发布。Steps 1.5 → 2 落地于 v0.5.213–v0.5.216。
• JSON 流水线获得了基于 tape 的解析器、惰性 parse、惰性 stringify，以及按元素的稀疏物化。默认的 validate-and-roundtrip 现在是 75 ms 中位数——动态类型组里最快的。
• 基准测试页面从头到尾被重写：RUNS=11 中位数 + p95 + σ + min + max，加入 simdjson 和 AssemblyScript+json-as 作为对比对象，把优化探针与真正的对比分开，并诚实地暴露 Perry 的每一个弱点。

配角是一连串稳定的正确性修复：Promise 微任务 FIFO、NaN 相等以及 ECMAScript 数字格式化、BigInt 二补码、AsyncLocalStorage 端到端、decimal.js + ioredis + commander runtime，以及一个一直藏在 tape 路径下、对纯 f64 做 JSON.stringify 时的段错误。再加上 Windows 工具链终于走向轻量：LLVM + xwin，无需安装 Visual Studio。

1. 分代 GC，默认开启

分代 GC 已经分阶段推进了两个月。本周期内关闭的阶段总结如下：

• v0.5.217–v0.5.221——Phase A：shadow-stack runtime 脚手架、push/pop 发射、slot-map 串联、Let/LocalSet 影子镜像，以及根扫描器。
• v0.5.222——Phase B：nursery + 老年代 arena 分割。
• v0.5.223–v0.5.225——Phase C1–C2：写屏障 runtime 基础设施、codegen 发射屏障，每一次堆 store 都要走它。
• v0.5.226–v0.5.228——Phase C3a–C4：remembered-set 根流入 mark + clear；minor GC 跟踪跳过老年代；非移动的 tenuring。
• v0.5.229–v0.5.236——Phase C4b α/β/γ/δ：转发指针基础设施、pinning + evacuation pass、扫描器 + 传递性 pinning、引用重写、空闲 nursery 块归还给 OS、GC 触发上限锁定为初始阈值。
• v0.5.237——Phase D part 1：PERRY_GEN_GC=1 默认开启。
• v0.5.238——Phase D part 2：PERRY_SHADOW_STACK=1 默认开启。
• v0.5.239–v0.5.240——收尾文档：路线图定稿，学术 + 工业血缘附录（Bartlett 1988、Ungar 1984、Cheney 1970）。

最重要的实测胜利：分代 GC 默认翻转的瞬间，test_memory_json_churn 的峰值 RSS 从 115 MB → 91 MB。计算端的回退很小，并且毫不掩饰地列了出来——nested_loops 8 → 18 ms、accumulate 24 → 34 ms、object_create 0 → 1 ms、array_read / array_write 各 +1 ms。逃生舱（PERRY_GEN_GC=0）能恢复到旧的数字；这个权衡是有意为之的，基准测试页面现在把两行并排列出来，读者可以自己挑选。

2. 小字符串优化，默认开启

SSO 是一个 22 字节的内联字符串表示，能让短字符串避免堆分配——典型的 JSON key（2–8 字节）和短 value 都落入内联形式。表面上的发布很小，背后的工作量很大：

• v0.5.213：SSO 基础设施（表示 + 访问器）。
• v0.5.214：Step 1 消费方武装 + PERRY_SSO_FORCE 测试开关。
• v0.5.215：Step 1.5 codegen PropertyGet 三路分支——内联字符串快路径、堆字符串快路径、剩余情况慢路径。
• v0.5.216：Step 2 翻转——默认发射 SSO。

v0.5.279 的后续修复关闭了 SSO 进入热路径后才暴露出来的最后一个属性读取 NaN bug；v0.5.272 中跨模块链式 getter 派发的修复又关闭了一个。两个 bug 在默认翻转之前就在待办列表上；两个修复都没有带来性能回退。

3. JSON：基于 tape 的 parse，默认惰性

JSON 流水线是这一时期改动最深入的重写。旧行为：JSON.parse 构建一棵完整物化的、由 NaN-boxed 值组成的树。新行为：JSON.parse 构建一条每值 12 字节的 tape 并按需物化——只有你真正读到的值才会付出物化成本。对未修改的 parse 结果做 stringify 现在是对原始输入的一次 memcpy，正是 simdjson 在 raw_json() 上用的同一招快速路径。

• v0.5.200：JSON.parse<T>(blob) 由 schema 驱动的 parse（Step 1）。编译期已知的形状让编译器能发射预解析过的 key 访问。
• v0.5.203：基于 tape 的 parse 基础——Step 2 Phase 1。
• v0.5.204：惰性 parse + 惰性 stringify——Step 2 Phases 2+4。
• v0.5.206：lazy-safe 的索引访问 + 边界情况——Step 2 Phase 3。
• v0.5.208：按元素的稀疏物化——Step 2 Phase 5b。
• v0.5.209：游走游标 + 自适应物化阈值。
• v0.5.210：对 ≥1 KB 的 blob 默认翻转为惰性 parse。

在惰性 tape 真正为之设计的负载（10k 条记录、约 1 MB blob、parse → stringify 中间不做迭代）上的结果：

Perry 在 75 ms 中位数下，是这次对比中最快的动态类型 runtime——击败 Bun（259 ms）、击败 Node（394 ms）、击败 Kotlin 服务端 JIT（453 ms）。simdjson 在 24 ms 是 SIMD 加速的 C++ 天花板，故意留在页面上而不是被精挑细选地藏起来。Perry 没有击败它。重点是把这个差距摆出来，这样要去缩小它就有目标——已在 docs/json-typed-parse-plan.md 中跟踪。

诚实的搭档基准是 parse-and-iterate：同样的 blob，但每次迭代都对每条记录的 nested.x 求和，强制惰性 tape 物化。在这里 Perry 落到 466 ms——比 mark-sweep 逃生舱的 375 ms 还慢，因为 tape 付出的开销摊销不掉。这一行就在 TL;DR §B 里。当工作量躲不掉的时候，惰性 tape 也不会假装能躲。

4. 基准测试页面，已重写

关于 Perry 如何呈现性能数字，有三件事变了。

RUNS=11 中位数 + p95 + σ + min + max，不是 best-of-N。best-of-N 会悄无声息地丢掉尾延迟；在这台硬件上，它一直藏着 Python accumulate 9.4 秒级的离群点和 Swift JSON 5.3 秒级的 p95 尖峰。中位数把尾巴重新摆回了页面上。方法学的变更落在 v0.5.248；TL;DR §A 和 §B 中的每一个单元格都是 RUNS=11 重新跑出来的，截至 2026-04-25。

优化探针和真实的 runtime 性能被分开了。那五个 Perry 12–34 ms 对 Rust/C++ 98 ms 的单元——loop_overhead、math_intensive、accumulate、array_read、array_write——衡量的是编译器标志姿态，不是硅片本身。它们现在被放进自己的小节，上方有一段说明指出 clang++ -O3 -ffast-math 能把差距收到一毫秒以内。真正的 runtime 头牌内核是 loop_data_dependent：Perry 235 ms、Rust 229、Swift 233、Java 229、Bun 232——在这个编译器确实没法把工作折叠掉的内核上，Perry 稳稳地坐在 no-FMA-contract 那一组里。这才是诚实的对比。

新增对手。simdjson（4.3.0）现在出现在两张 JSON 表里——C++ parse 吞吐天花板，摆在页面上让读者看到差距。带 json-as 的 AssemblyScript（1.3.2）是最接近的、可安装的 TS-to-native 对手；porffor 在这个尺寸的负载上段错误，Static Hermes 在 macOS arm64 上装不上。带 kotlinx.serialization 的 Kotlin 在 v0.5.241–v0.5.242 加入了 JSON 多语言对比。每一行都是真实的，每一条免责声明都在页面上。

5. 多语言计算表

真正不可折叠的头牌内核，RUNS=11 中位数，2026-04-25 在 v0.5.249 刷新：

在 fibonacci 上，Perry 与编译型那组只差 3–15 ms。Java 的 HotSpot JIT 因为内联了递归调用，要快约 11%。在 loop_data_dependent 上，这个内核分裂为两个 FP-contract 簇：约 128 ms 的 FMA-contract 组（Go 默认、Apple Clang 上的 g++ -O3——两者都把 sum * a + b 融合成一条 FMADDD），以及 229–235 ms 的 no-contract 组（Perry、Rust 默认、Swift、未带 -XX:+UseFMA 的 Java、Bun）跑标量的 FMUL + FADD。LLVM 在 -ffp-contract=fast 下能匹平 FMA 组；Perry 默认不开这个。nested_loops 是 cache-bound 而不是 compute-bound；所有人都落在 8–21 ms。

6. Windows 工具链，轻量化

Windows 用户不再需要安装 Visual Studio。v0.5.199 关闭了 #176：perry setup windows + winget LLVM + xwin 替代了整棵 VS BuildTools 树。v0.5.201 去掉了 find_lld_link / find_perry_windows_sdk 上的 cfg 门控，这样路径发现在每一个面向 Windows 的平台上都能工作，而不只是 macOS 主机。

# Windows host
winget install LLVM.LLVM
perry setup windows
perry compile src/main.ts --target windows -o myapp.exe

7. Runtime 正确性扫荡

本周期的一个主题：从 V8/JSC 中悄悄分叉出来的 runtime 行为，要么变成修复，要么变成编译错误。值得一提的：

• v0.5.255：BigInt.fromTwos/toTwos 二补码。
• v0.5.263：Promise.all/race/any 对非 promise 类型的判别。
• v0.5.281：NaN==NaN + ECMAScript 数字格式化（3 → "3"，不是 "3.0"；-0 → "0"；等等）。
• v0.5.280：(x) | 0 中 NaN/Infinity 的 ToInt32 强制转换。
• v0.5.284：Promise 微任务 FIFO + 抛出处理器的传播。
• v0.5.286：对纯 f64 调用 JSON.stringify 在 tape 路径下会段错误。
• v0.5.277：未传 encoding 时 fs.readFileSync 返回 Buffer（与 Node 一致）。
• v0.5.272：跨模块的链式 getter 派发返回 undefined。

围绕 issue #187 的标准库后续也补齐了：AsyncLocalStorage 端到端（v0.5.261）、commander runtime + codegen 真正调用 .action()（v0.5.250）、decimal.js 代码（v0.5.259）、Redis ioredis 端到端（v0.5.270）、pg + mongo 异步工厂模式（v0.5.275），以及 EE/LRU/WSS 上同样的异步工厂 bug（v0.5.252）。

在 perry/ui 一侧：通知点击回调（#97）在 Apple（v0.5.254）和 Android（v0.5.258）两端都接通；本地通知的 schedule + cancel（#96，v0.5.244）；Android 上的 FCM 注册 + 接收（v0.5.262）。

8. 收尾

这段时间的模式不是头条数字。它是让现有的胜利经得起推敲的工作：一个能接住持续分配负载的分代 GC、一个能合上短字符串成本差距的 SSO、一个利用最常见负载“不修改”结构的 JSON 流水线，以及一个测中位数而不是 best-of-N、并把 simdjson 的 24 ms parse 天花板与 Perry 的 75 ms 摆在同一行的基准测试页面。读者得以看到差距——以及 Perry 相对于地板的位置。

来试试：

# npm (any platform)
npm install @perryts/perry
npx perry compile src/main.ts -o myapp && ./myapp

# Homebrew (macOS)
brew install PerryTS/perry/perry

# winget (Windows — no VS install needed)
winget install PerryTS.Perry

# Default benchmark suite
cd benchmarks/json_polyglot && ./run.sh
cd benchmarks/polyglot && ./run_all.sh

源码：github.com/PerryTS/perry —— 基准测试：benchmarks/README.md —— 更新日志：CHANGELOG.md

— Ralph