Square 0.2.0 - Performance

Square 0.2.0

Square 0.2.0 是以性能优化为主的版本。相对 0.1.0，改动集中在四条热路径：布局与排版（保留式 flex 节点、字体度量与滚动条缓存、布局失效不再强制全帧）、绘制与 CSS 动画（数值叠加层、变换矩形覆盖光栅化、Win32 高精度帧调度）、文本光标，以及代码编辑器分词缓存。同一区间还新增了 Godot 后端、核心 HTML5 元素渲染、静态 HTML 外壳组件挂载和 DevTools 原生 Chrome 检查。发布 22 个统一版本的 Wuldas.Square / Wuldas.Square.* 框架及模板包，面向 .NET 10。项目仍处于实验阶段，公共 API 和模板语法可能继续调整。

布局优化

• 保留式外部 flex 布局：按根保留 Yoga 节点树与滚动条 gutter 收敛快照，只在结构、布局上下文或宽度模式变化时重建，宽度变化走增量更新；收敛快照字典按排列深度复用，比较和会话分离时清空元素引用，避免每帧重新建树和分配字典。
• 字体度量缓存：系统字体度量按 family、size、weight、style、自定义字体集合代次和平台度量提供器代次缓存（上限 256 项）。命中后不再重复创建 GDI DC 与字体对象；注册或替换字体、替换平台提供器后，旧缓存不会遮蔽新度量。
• 滚动条样式与几何缓存：overflow / scrollbar 样式快照使用独立的样式版本，Body 同时检查文档根的版本与身份；滚动条几何缓存还校验元素矩形、内容尺寸、滚动偏移、设备配置、可见性和伪元素样式版本，不能靠缓存跳过这些失效。
• 布局失效不再强制全帧：Composite 与 Paint 的失效被拆分，显示命令跨帧保留，普通布局脏区只重绘屏幕空间中新旧 AABB 分块。仅当显示树拓扑变化、可视边界未知或后端目标要求完整重绘时才回退全帧。
• display: none 子元素不再贡献滚动内容范围，重新显示后重新参与布局。
• 固定窗口外壳改为单次测量与排列的组合入口，在保持 Head/Body 标题语义和绝对原点的前提下完成布局，不再让外壳与内容各自走一套排列路径。
• 修正 body 的 relayout 高度与文档滚动：auto 高度在 relayout 期间保持包含块剩余高度，布局失效后不再把 scrollTop 清零导致文档跳回顶部；滚轮滚动位置可跨失效保留，body 可直接滚动文档视口。
• 内联、表格与表单控件排版对齐：保留块级到内联的 margin，表格按网格定宽，input / button 与文本基线对齐，桌面默认按钮绘制 UA 3D 边框并在按下时明显变暗。

绘制、动画与帧调度

• 动画数值叠加层：width、transform、opacity 等动画数值直接送入布局与绘制，不再每帧把数值格式化成字符串再解析，同时保留量化和相等判断以避免无意义失效。
• 变换矩形光栅化：软件后端对旋转/斜切填充按原 2×2 子像素覆盖采样，只混合被覆盖的像素；内部全覆盖区间只是性能提示，两端必须用原浮点采样表达式验证，否则回退逐像素。两个后端都增加了 solid-leaf 不透明度快路径。
• Direct2D 保留 HWND 目标以支持局部渲染；SQUARE_DIRECT2D_REQUIRE_HARDWARE=1 可强制硬件目标，避免后端对比测到软件路径。
• Win32 帧泵改用高精度 one-shot waitable timer 与 MsgWaitForMultipleObjectsEx 同时等待帧截止时间和窗口消息：不忙等、不追赶补交错过的帧，最小化时停钟，消息泵退出后释放句柄；VSync=false 由 Win32 宿主自行掌握提交节奏。
• CSS 动画与变换：transform 同时参与绘制、边界与动画；样式重放保留动画进度和带单位的关键帧值；scoped 数值关键帧正确导出到 Web CSS。

代码编辑器与文本

• 检查点缓存改用内置 SortedList 二分定位，按需剪枝，去掉热命中的全量检查点扫描及分配。
• 过渡行只推进状态，减少逐行字典写入与修剪；旧缓存窗口保留至批次结束，避免重复分词。
• 固定 1024 个非零检查点预算内保留稀疏全局恢复点与目标附近密集点，减少大文件旧区域回跳时从头重算。
• 增量行起点与最大行宽缓存：普通输入不再触发全文档扫描，10 万行文档（关闭折叠）输入 p95 保持在 50 ms 以内。
• 光标只在闪烁边沿重绘，并且只失效光标矩形，去掉 16 ms 的透明度过渡 tick。
• 共享 CodeEditorTextModel 支持多视图文档与事务性内容变更，Win32 WM_CLOSE 可在销毁前取消。
• 分词缓存新增跨行状态、EOF、失效、容量、异常恢复和全局保留策略测试；完整代码编辑器套件 190 项通过。

测量结果

布局与 CSS 动画工作负载

720 个 box（transform / opacity / width 三组各 240）在 900×1240 视口内做不变的 6 秒线性循环，预热后连续 5 轮、每轮 30 秒，取中位数。环境为 Intel Core i5-12400F、Windows 11、.NET 10.0.11。

目标	优化前单核 CPU	优化后单核 CPU	变化	优化后 FPS
Square Software JIT	80.2%	56.8%	−29.2%	60.0
Square Direct2D JIT	49.3%	37.5%	−23.9%	60.0
Square Software NativeAOT	92.2%	70.0%	−24.1%	60.0
Square Direct2D NativeAOT	68.2%	45.3%	−33.6%	60.0
Avalonia（未改动的对照）	28.7%	27.4%	−4.4%	59.9

单核 CPU 指进程 CPU 时间除以墙钟时间，按一个逻辑处理器折算。这是同一协议下的优化前/后原始观测，不是控制变量校准后的因果结论；未被改动的 Avalonia 仍出现 4.4% 波动，可作为环境噪声参考。Square 的单核 CPU 仍高于同批次 34.62% 的验收阈值，本轮 CPU 目标未达成。FPS 统计的是 FramePresented 渲染提交次数，不是屏幕扫描帧数；Direct2D 测量使用硬件目标，未采样 GPU 引擎占用与专用显存。完整数据与限制见 results.json。

分词缓存

在 i5-12400F、Windows、.NET 10.0.11 的百万行混合 C# 文本上，对比本轮全局保留策略与前阶段已经优化的缓存：

场景	前阶段/ms	0.2.0/ms	重新分词行数
真实 TextMate 回跳至第 8,192 行	1,727.7	434.2	8,192 → 2,048
合成分词器回跳文档中部	40.94	0.0285	500,000 → 288
合成分词器文档中部失效重读	33.13	0.0387	500,065 → 353

真实与合成分词器的结果不能相互替代。以上是指定分词轨迹的样本中位数，不是 UI 帧时间；全局检查点只覆盖已成功扫描且未被失效删除的状态，首次加载仍需建立跨行状态。已缓存读取保持零托管分配。完整数据与复现方法见检查点报告。

同期新增能力

• Godot 后端：新增 Wuldas.Square.Backends.Godot / Wuldas.Square.Platform.Godot 及示例，并抽出跨后端共享的镶嵌（tessellation）路径。
• 核心直接渲染 HTML5 元素；新增类型化元素与命名空间解析，编译器和语言服务器做项目级模板分析。
• 本地静态 HTML 外壳与编译组件挂载（--html-file，挂载到 #sqx-root / #sqv-root），卸载后永久释放绑定与生成样式。
• DevTools 原生 Chrome 检查与运行时编辑：DOM 实时同步、原生 overlay 选取、原子 CSS 编辑与计算样式跟踪、托管 Console 捕获、确定性连接关闭。
• 语言服务器：补全项携带 markdown 文档，协议错误不再导致进程退出，协商位置编码与悬停/定义能力；TextMate 语法修复指令闭合标签、嵌套 slot template 与 sqv 指令值作用域。
• 控件与渲染修正：ForNode 批量通知合并（修复 Clear + Add 重复渲染，issue #14）、表单控件渲染对齐、旋转矩形按覆盖光栅化。

安装

dotnet new install Wuldas.Square.Templates@0.2.0
dotnet new square -n MyApp
dotnet run --project MyApp

现有应用升级时，将框架、编译器、平台及扩展包统一升级至 0.2.0。完整用法见入门指南。

支持边界

• Windows / Win32 与 Linux / X11 是主要验证的桌面宿主；macOS 也包含在桌面 CI 中。
• Android 仍为 Experimental；arm64 真机和官方 NativeAOT 的既有限制保持。
• 上述布局与分词优化没有新增生产依赖，没有改动 tokenizer 的公共接口，也没有实现后台或分批高亮；保留式 flex 缓存只在桌面应用会话内启用，独立创建 LayoutEngine 时仍走原来的临时 Yoga 会话。

发布产物由版本标签构建、校验内部依赖和模板包版本，并通过 NuGet Trusted Publishing 发布。正式标签为 v0.2.0。