perf(particle): skip repeated field snapshot deep comparisons

docs/50_Step记录/STEP-109_V23_CPU_FieldSnapshot深比较快路_v1.md

@@ -0,0 +1,35 @@
+# STEP-109 V23 CPU FieldSnapshot 深比较快路 v1
+
+日期：2026-10-10（JST）
+状态：进行中（源码已改；Mac Native 编译及设备 CPU 对照待验）
+
+## 基线
+- 设备：Mac.lan，仓库 /Users/tei/dev/MapLibreParticleLab。
+- 分支：particle/main；起点 HEAD：5b8bdfbfbb4263fe12a060e77bc310cf77f27d61；起点工作区干净。
+- 已发布基线：Android / RN 13.6.1-particle.23，iOS 6.29.0-particle.23；正式 V23 Tag、Source Lock 及制品均保持不变。
+- V21 FZG1-2 曾有天气持续运行高 CPU 与疑似浮点数组比较样本；不是 V23 的测量结果。
+
+## 调查依据
+- render_particle_validation_layer.cpp 稳定每帧通过 sameFieldGpuEndpoint() 比较 T0/T1，比较包含整个 vector 与 valid。
+- render_weather_color_layer.cpp 稳定每帧通过 sameFieldGpuContent() 比较完整 scalar/vector/valid。
+- V23 源码中已保留 STEP-090 Fast Path；STEP-102/106 已处理部分 RenderSegment Placement 语义，不对 V23 再次假设 cache-invalid。
+
+## 本次非正式修改
+- [x] ParticleGpuResources 记录与真实 GPU T0/T1 槽位相应的 shared_ptr<const ParticleFieldSnapshot>。
+- [x] WeatherColor Resources 同样记录两帧快照身份。
+- [x] 相同不可变 shared_ptr 且资源代际未变时，跳过 O(N) 深比较。
+- [x] 新快照对象、窗口更换、旧资源不存在时保留严格内容/端点对比。
+- [x] 只有真实纹理安装成功或严格等价比较后更新资源绑定身份；clear、context loss 与资源重建自动丢弃旧身份。
+- [x] 保留 T0/T1、MIX、时间跳转、窗口重用、编码/内容身份、双平台 Renderer 语义。
+- [x] 未改公共 API、RN、JS/TS、RenderSegment 安全 Gate、任何发行制品。
+
+## 构建与验收
+- [x] git diff --check PASS；只修改 2 个 C++ 文件。
+- [ ] Mac Metal Native Core 编译：**NOT COMPLETED / 用户验收前主动中止**。`bazel build -c opt --//:renderer=metal //:mbgl-core` 因触发 649 个通用 Core actions 的大量重编译，尚未走到构建成功/失败结论；已中断 Bazel 客户端并核对其 PID 退出。日志 /tmp/maplibre_step109_cpu_field_identity_bazel_20261010.log。此项不能写为 PASS。
+- [ ] C++ directed regressions（snapshot identity、new-object differing payload、window shift、clear/reload）。
+- [ ] Android OpenGL / FZG1-2 同场景 V23 原版与修改版 CPU A/B：尚未执行。
+- [ ] iOS Metal iPad 实际天气场/时间窗回归：尚未执行。
+- [ ] 真实性能目标：至少比较相同场数据、帧率、图层与设备条件下的平均进程、RenderThread、JS CPU；同时检查 FieldTextureUpload / SimulationReset 计数无异常增加。
+
+## 交付边界
+本 Step 不创建新发行版本，不覆盖不可变 V23 产物。代码验证成功后依当前 Git 规范 scoped commit / push；正式使用须另立版本、执行 GSRL Source Lock、SHA-256、接收验收。若编译失败，则先记录错误并修复，不得宣称优化 PASS。

docs/报告/STEP-109_V23_CPU_FieldSnapshot深比较快路_RDC阶段报告_v1.md

@@ -0,0 +1,38 @@
+# STEP-109 V23 CPU FieldSnapshot 深比较快路 — RDC 阶段报告 v1
+
+日期：2026-10-10（JST）
+结论：**PARTIAL / 开发态**。已针对 V23 源码热点实施局部修正；尚无 V23 真机 CPU 改善证据。
+
+## 1. 基线
+- 仓库：Mac /Users/tei/dev/MapLibreParticleLab，particle/main。
+- 起点：5b8bdfbfbb4263fe12a060e77bc310cf77f27d61，起点工作区干净。
+- 正式已发布 V23：13.6.1-particle.23（Android/RN）、6.29.0-particle.23（iOS）；发行 Tag、Source Lock、制品均未变更。
+- NavSea Mac V23 集成 checkout 为 /Users/tei/dev/NavSea-Build；Windows D:\React\NavSea 当前仍引用 13.4.1-particle.21，且有多项其他工作区修改。本轮未改 NavSea。
+
+## 2. V23 实际源码发现
+- render_particle_validation_layer.cpp 每帧调用 sameFieldGpuEndpoint() 校验既有 T0/T1，内部逐项比较 vector 和 valid。
+- render_weather_color_layer.cpp 每帧调用 sameFieldGpuContent()，内部比较 scalar/vector/valid。
+- 两条判断在 immutable T0/T1 未改变时仍可执行 O(N) 深比较。
+- STEP-090 Fast Path 存在；STEP-102/106 RenderSegment Placement 局部修复已有 FZG 定向证据，因此不能直接照搬 V21 cache-invalid 诊断。
+- V21 93.8% CPU 与 simpleperf 浮点数组采样仅为历史方向提示，不能归因于此次代码或称为 V23 基线。
+
+## 3. 已实施代码
+- src/mln/renderer/layers/render_particle_validation_layer.cpp：资源绑定持有 T0/T1 不可变快照 shared_ptr；当前资源已验证同一快照时 O(1) 判等，新对象仍严格核对内容。
+- src/mln/renderer/layers/render_weather_color_layer.cpp：WeatherColor 纹理同样记录 Source 快照身份；相同内容的新对象仍使用原严格比较及资源复用。
+- 全部身份绑定只在纹理准备成功或内容等价验证后建立；资源销毁、重新创建与 context loss 均自然清除。
+- 未改 RN 对外 API、风场 canonical contract、T0/T1 mix、Runtime Field Window、粒子数量、GPU 纹理算法及 RenderSegment 安全回退。
+
+## 4. 验证与限制
+- scoped git diff --check：**PASS**。
+- Mac Metal Core：**INTERRUPTED / NOT COMPLETED / NOT PASS**。执行 `bazel build -c opt --//:renderer=metal //:mbgl-core` 触发 649 actions 的通用 Native 重编译；基于本轮仅两文件微调、尚未安排设备验收，主动中止以控制开发成本。原远程 session 8049 和 Bazel PID 8350 均已停止；未取得构建最终通过或编译错误结论。日志：`/tmp/maplibre_step109_cpu_field_identity_bazel_20261010.log`。
+- Android 用户手工编译/安装、OpenGL 实机、iOS 实机、性能同屏 A/B、全量定向测试：**NOT RUN**。
+- 没有测得实际 CPU 下降百分比；本次不生成正式发行版，不覆盖 V23 Tag 或 Source Lock。
+
+## 5. 后续验收门槛
+1. Native 编译通过并定向执行现有 Field GPU / Timeline / Source 测试。
+2. Android FZG1-2 以相同天气输入和粒子设置、相同 Layer stack、同一 BuildType 做 V23 原版与修正版 A/B，采样进程、RenderThread、JS，并检查 FieldTextureUpload/SimulationReset。
+3. 时间切换、T0/T1 重叠窗口、clear/reload/context loss、切层、地图平移与关闭天气后恢复，在 Android/iOS 分别核对画面正确、无旧场、无多余纹理重建。
+4. 用户验收后，再新建发行版本，按 GSRL 发布不可变制品与 SOURCE_LOCK.json。
+
+## 6. Git
+代码和本阶段文档暂未提交/推送，待编译结果明确后遵循 scoped commit，保存完整 hash、push 回读；不得提交任何无关修改。

src/mln/renderer/layers/render_particle_validation_layer.cpp

@@ -391,6 +391,10 @@ public:
     gfx::Texture2DPtr stateTexture;
     particle::ParticleFieldSnapshot field;
     particle::ParticleFieldSnapshot nextField;
+    // Provenance of the immutable Source snapshots currently bound to the GPU slots.
+    // Holding strong references makes pointer identity safe across allocations.
+    std::shared_ptr<const particle::ParticleFieldSnapshot> boundSourceT0;
+    std::shared_ptr<const particle::ParticleFieldSnapshot> boundSourceT1;
     std::shared_ptr<style::RasterArrayTimelineRuntime> timeline;
     std::shared_ptr<PremultipliedImage> fieldImage;
     std::shared_ptr<PremultipliedImage> nextFieldImage;
@@ -1379,6 +1383,10 @@ void RenderRasterParticleLayer::update(gfx::ShaderRegistry& shaders,
             Log::Error(Event::Render, "ParticleField: fixture load failed: " + std::string(error.what()));
             return;
         }
+        if (formalSource) {
+            owned->boundSourceT0 = sourceField;
+            owned->boundSourceT1 = sourceNextField;
+        }
         gpuResources = std::move(owned);
         resources = gpuResources;
         Log::Info(Event::Render,
@@ -1488,9 +1496,15 @@ void RenderRasterParticleLayer::update(gfx::ShaderRegistry& shaders,
                       " fullParticleDraw=true resourceGeneration=" + std::to_string(resources->generation));
     }
 
+    // Source snapshots are immutable. A snapshot already proven to back this
+    // resource generation needs no repeated O(grid cell count) payload compare.
+    // New snapshot objects still use the strict endpoint comparison, including
+    // generation, validTime, encoding, vector and validity bytes.
     const bool sourceChanged = formalSource && sourceField && sourceNextField &&
-                               (!particle::sameFieldGpuEndpoint(resources->field, *sourceField) ||
-                                !particle::sameFieldGpuEndpoint(resources->nextField, *sourceNextField));
+                               !((resources->boundSourceT0 == sourceField ||
+                                  particle::sameFieldGpuEndpoint(resources->field, *sourceField)) &&
+                                 (resources->boundSourceT1 == sourceNextField ||
+                                  particle::sameFieldGpuEndpoint(resources->nextField, *sourceNextField)));
     if ((!formalSource && resources->fixtureMode != fixtureMode) || sourceChanged) {
         try {
             const auto oldT0 = resources->field;
@@ -1613,6 +1627,12 @@ void RenderRasterParticleLayer::update(gfx::ShaderRegistry& shaders,
             return;
         }
     }
+    // Record provenance only after successful GPU slot setup (or strict
+    // content equality); failures never bless an unverified snapshot.
+    if (formalSource && sourceField && sourceNextField) {
+        resources->boundSourceT0 = sourceField;
+        resources->boundSourceT1 = sourceNextField;
+    }
     // Keep the shared Core runtime alive in the per-frame drawable tweaker.
     // This is a pointer to Source-owned state, not a second timeline.
     resources->timeline = sourceTimeline;

src/mln/renderer/layers/render_weather_color_layer.cpp

@@ -83,6 +83,9 @@ struct Resources {
     SegmentVector segments;
     particle::ParticleFieldSnapshot t0;
     particle::ParticleFieldSnapshot t1;
+    // Immutable Source provenance for the uploaded color textures.
+    std::shared_ptr<const particle::ParticleFieldSnapshot> boundSourceT0;
+    std::shared_ptr<const particle::ParticleFieldSnapshot> boundSourceT1;
     std::shared_ptr<PremultipliedImage> image0;
     std::shared_ptr<PremultipliedImage> image1;
     gfx::Texture2DPtr texture0;
@@ -293,8 +296,11 @@ void RenderWeatherColorLayer::update(gfx::ShaderRegistry& shaders,
             Event::Render,
             "WeatherColorLayer: event=WEATHER_COLOR_FIELD_READY T0=" + state->t0.fieldID + " T1=" + state->t1.fieldID +
                 " valueSource=" + (valueSource == style::FieldValueSource::Scalar ? "SCALAR" : "VECTOR_MAGNITUDE"));
-    } else if (state->valueSource != valueSource || !same(state->t0, *sourceField) ||
-               !same(state->t1, *sourceNextField)) {
+    } else if (state->valueSource != valueSource ||
+               !(state->boundSourceT0 == sourceField || same(state->t0, *sourceField)) ||
+               !(state->boundSourceT1 == sourceNextField || same(state->t1, *sourceNextField))) {
+        // The bound immutable snapshot is already verified for these textures.
+        // Only new snapshot objects require the O(grid cell count) comparison.
         const auto old0 = state->t0;
         const auto old1 = state->t1;
         auto install = [&](const particle::ParticleFieldSnapshot& wanted,
@@ -339,6 +345,10 @@ void RenderWeatherColorLayer::update(gfx::ShaderRegistry& shaders,
             Event::Render,
             "WeatherColorLayer: event=WEATHER_COLOR_FIELD_READY T0=" + state->t0.fieldID + " T1=" + state->t1.fieldID);
     }
+    // Bind provenance only after both textures are valid or their content has
+    // been strictly verified. Clearing or losing the context destroys Resources.
+    state->boundSourceT0 = sourceField;
+    state->boundSourceT1 = sourceNextField;
     const float mix = sourceTimeline ? timelineFrame.mix : (sourceUsesV4Projection ? sourceProjectionMix : 0.0f);
     const float opacity = static_cast<const style::WeatherColorLayer::Impl&>(*baseImpl).opacity;
     state->mix = mix;

粒子开发记录.md

@@ -1101,3 +1101,10 @@ Android V3-08 单次综合验收已完成并关闭。Native `13.4.1-particle.2`
 - build、publish、finalize 三阶段严格串行 exit 0；独立验证六项公网 SHA-256 全 PASS；SwiftPM Tag/校验值与 Git 正式发行 Tag 远端回读 PASS。
 - 构建源码 87f3d1c59a52581fb8339f0ea7d106b9f4b94fef；发行 Tag maplibre-particle/rn/13.6.1-particle.23 保持指向 a0a4787b4379ab2819943d20ce05a7ae760a88c3。
 - STEP-107 XCTest、iPad 崩溃事故实机重放以及 V23 运行时集成 NOT_TESTED，不冒充设备 PASS。
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+### 2026-10-10 STEP-109 V23 CPU / FieldSnapshot 身份快路（开发态）
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+- 对 Mac particle/main 正式 V23 源码只读核查发现：Particle 与 WeatherColor Renderer 对稳定的 Source T0/T1 仍可能在每帧执行 vector/valid 全数组比较；V21 FZG 热点仅作方向依据，不冒充 V23 实测。
+- 在两个 Native Renderer 文件内保存与 GPU 资源对应的不可变 shared_ptr 快照身份；同一已验证快照用 O(1) 身份判断，新对象仍走严格数据/端点比较。未修改 RN API、RenderSegment Gate 或已发行 V23 产物。
+- 本轮 git diff --check PASS；Mac Metal Core opt 编译触发 649 actions 大量重编译，主动中止且核验 Bazel PID 已退出，故编译 NOT COMPLETED / NOT PASS；Android/iOS 性能 A/B 尚未取得。阶段记录：docs/50_Step记录/STEP-109_V23_CPU_FieldSnapshot深比较快路_v1.md；报告：docs/报告/STEP-109_V23_CPU_FieldSnapshot深比较快路_RDC阶段报告_v1.md。