PanamaDecimalParser.java

package io.snapdecimal.panama;

import io.snapdecimal.core.DecimalParserBackend;
import java.lang.foreign.*;
import java.lang.invoke.MethodHandle;
import java.math.BigDecimal;
import java.nio.file.Path;

/**
 * Panama FFM 백엔드 — JDK 22+ Foreign Function & Memory API 사용.
 *
 * <h3>JNI 대비 Panama의 핵심 차이점</h3>
 * <pre>
 *   JNI 경로:
 *     Java → JNI frame 생성 → native 스택 전환 → Rust
 *     오버헤드: ~100-200ns/call (JVM safepoint 관련 비용 포함)
 *
 *   Panama FFM 경로:
 *     Java → MethodHandle downcall → Rust (직접 C ABI 호출)
 *     오버헤드: ~30-50ns/call (JEP 454 벤치마크 기준)
 * </pre>
 *
 * <h3>Zero-copy 가능 경로</h3>
 * <p>Panama의 {@code MemorySegment}를 사용하면 Java 힙 외부(off-heap)에
 * 버퍼를 할당하고 Rust에 직접 포인터를 전달할 수 있습니다.
 * 이 구현에서는 on-heap byte[]를 슬라이스로 래핑하여 복사 없이 전달합니다.
 *
 * @see <a href="https://openjdk.org/jeps/454">JEP 454: Foreign Function & Memory API</a>
 */
public final class PanamaDecimalParser implements DecimalParserBackend {

    private static final PanamaDecimalParser INSTANCE;

    // Rust 함수: snap_parse_decimal(ptr, len, out_unscaled, out_scale) → bool
    private final MethodHandle snapParseDecimal;
    private final Arena        sharedArena;

    // 호출마다 재사용할 out-param 세그먼트 (off-heap, ThreadLocal)
    // Arena.ofConfined() — 스레드 confined, GC 부담 없음
    private static final ThreadLocal<Arena>         CALL_ARENA     = ThreadLocal.withInitial(Arena::ofConfined);
    private static final ThreadLocal<MemorySegment> OUT_UNSCALED   = ThreadLocal.withInitial(() ->
            CALL_ARENA.get().allocate(ValueLayout.JAVA_LONG));
    private static final ThreadLocal<MemorySegment> OUT_SCALE      = ThreadLocal.withInitial(() ->
            CALL_ARENA.get().allocate(ValueLayout.JAVA_INT));

    static {
        INSTANCE = new PanamaDecimalParser();
    }

    private PanamaDecimalParser() {
        // 공유 라이브러리 로드 (JNI와 동일한 추출 경로 재활용 가능)
        String libPath = resolveNativeLibPath();
        sharedArena = Arena.ofShared();

        SymbolLookup lib = SymbolLookup.libraryLookup(Path.of(libPath), sharedArena);

        // Rust 함수 시그니처:
        //   bool snap_parse_decimal(const uint8_t* bytes, size_t len,
        //                           int64_t* out_unscaled, int32_t* out_scale)
        FunctionDescriptor descriptor = FunctionDescriptor.of(
                ValueLayout.JAVA_BOOLEAN,   // return: bool
                ValueLayout.ADDRESS,         // bytes_ptr: *const u8
                ValueLayout.JAVA_LONG,       // len: usize (64-bit JVM)
                ValueLayout.ADDRESS,         // out_unscaled: *mut i64
                ValueLayout.ADDRESS          // out_scale: *mut i32
        );

        Linker linker = Linker.nativeLinker();
        MemorySegment funcAddr = lib.find("snap_parse_decimal")
                .orElseThrow(() -> new RuntimeException("snap_parse_decimal not found in native lib"));

        this.snapParseDecimal = linker.downcallHandle(funcAddr, descriptor);
    }

    public static PanamaDecimalParser getInstance() {
        return INSTANCE;
    }

    @Override
    public BigDecimal parse(byte[] utf8Bytes) {
        MemorySegment outUnscaled = OUT_UNSCALED.get();
        MemorySegment outScale    = OUT_SCALE.get();

        try (Arena callArena = Arena.ofConfined()) {
            // byte[] → off-heap MemorySegment (1회 복사, String 변환 없음)
            MemorySegment bytesSegment = callArena.allocateFrom(
                    ValueLayout.JAVA_BYTE, utf8Bytes
            );

            boolean ok = (boolean) snapParseDecimal.invoke(
                    bytesSegment,
                    (long) utf8Bytes.length,
                    outUnscaled,
                    outScale
            );

            if (!ok) {
                throw new NumberFormatException(
                    "decimal-rs: invalid decimal (len=" + utf8Bytes.length + ")"
                );
            }

            long unscaled = outUnscaled.get(ValueLayout.JAVA_LONG, 0);
            int  scale    = outScale.get(ValueLayout.JAVA_INT, 0);

            return BigDecimal.valueOf(unscaled, scale);

        } catch (NumberFormatException e) {
            throw e;
        } catch (Throwable e) {
            throw new RuntimeException("Panama FFM invocation failed", e);
        }
    }

    private static String resolveNativeLibPath() {
        // JNI 구현의 임시 파일 추출 로직 재사용 또는 시스템 경로 직접 지정
        // TODO: JniDecimalParser의 extractNativeLib() 공통 유틸로 분리
        String tmp = System.getProperty("java.io.tmpdir");
        String os  = System.getProperty("os.name").toLowerCase();
        String ext = os.contains("win") ? ".dll" : os.contains("mac") ? ".dylib" : ".so";
        return tmp + "/decimal_rs_core" + ext;
    }
}