[1145] 工具栏重复重建性能优化：诊断插桩 + focus icons 缓存修复

TeXmacs/progs/kernel/gui/menu-widget.scm

@@ -1502,6 +1502,17 @@
   ) ;cond
 ) ;tm-define
 
+(tm-define (menu-cache-normalize r)
+  (:type (-> object object))
+  (:synopsis "Normalize expanded menu @r for use as menu cache key")
+  ;; invisible 项的载荷（如 push-focus 注入的文档路径）不影响 widget 构建，
+  ;; 但会让展开结果随光标位置变化，毒化缓存判等，故归一化剔除。
+  (cond ((and (pair? r) (== (car r) 'invisible)) (list 'invisible))
+        ((pair? r) (cons (menu-cache-normalize (car r)) (menu-cache-normalize (cdr r))))
+        (else r)
+  ) ;cond
+) ;tm-define
+
 (define-table menu-expand-table
   (--- ,(lambda (p) `(--- ,@(menu-expand-list (cdr p)))))
   (| ,(lambda (p) `(| ,@(menu-expand-list (cdr p)))))

TeXmacs/tests/1145.scm

@@ -0,0 +1,107 @@
+;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+;;
+;; MODULE      : 1145.scm
+;; DESCRIPTION : GUI 复现：连续输入与进出数学模式时观察 mode 工具栏重建
+;; COPYRIGHT   : (C) 2026 Mogan STEM
+;;
+;; PURPOSE
+;;   配合 C++ 侧 [1145] 诊断日志（get_menu_widget 的 EQUAL/CACHE_HIT/MISS
+;;   计数、replaceButtons 的 SAME/REPLACE 计数与耗时），在真实 GUI 里驱动：
+;;     A. 纯文本连续输入 —— 展开结果应不变，期望全 EQUAL、零 REPLACE。
+;;     B. 反复进出数学模式 —— 上下文切换，展开结果变化，观察每次切换是否
+;;        全量重建所有按钮（REPLACE n=...）。
+;;
+;; USAGE
+;;   xmake b stem
+;;   MOGAN_TEST_GUI=1 xmake r 1145
+;;
+;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
+
+(texmacs-module (texmacs tests 1145))
+
+;; 步骤间隔：给 typeset + idle update_menus 足够时间（idle >= 1/60s 才触发）
+
+(define step-delay-ms 1500)
+
+(define (log-step label)
+  (display "[1145-step] ")
+  (display label)
+  (newline)
+) ;define
+
+;; 每步间隔 step-delay-ms：lambda 返回剩余毫秒表示继续等待，返回 #t 表示完成。
+
+(define (run-chain steps on-done)
+  (if (null? steps)
+    (on-done)
+    (exec-delayed-pause (let ((start (texmacs-time)))
+                          (lambda ()
+                            (let ((left (- (+ start step-delay-ms) (texmacs-time))))
+                              (if (> left 0)
+                                left
+                                (begin
+                                  (log-step (caar steps))
+                                  ((cdar steps))
+                                  ;; 同步触发 C++ update_menus，不依赖 idle/焦点
+                                  (update-menus)
+                                  (run-chain (cdr steps) on-done)
+                                  #t
+                                ) ;begin
+                              ) ;if
+                            ) ;let
+                          ) ;lambda
+                        ) ;let
+    ) ;exec-delayed-pause
+  ) ;if
+) ;define
+
+(tm-define (test_1145)
+  (new-document)
+  (let* ((phase-a
+           ;; A: 纯文本输入 5 步，每步插 6 个字符
+           (let loop
+             ((i 0) (acc '()))
+             (if (>= i 5)
+               (reverse acc)
+               (loop (+ i 1)
+                 (cons (cons (string-append "A: type text " (number->string i))
+                         (lambda () (insert "abcdef"))
+                       ) ;cons
+                   acc
+                 ) ;cons
+               ) ;loop
+             ) ;if
+           ) ;let
+         ) ;phase-a
+         (phase-b
+           ;; B: 5 轮 进出数学模式
+           (let loop
+             ((i 0) (acc '()))
+             (if (>= i 5)
+               acc
+               (loop (+ i 1)
+                 (append acc
+                   (list (cons (string-append "B" (number->string i) ": insert math")
+                           (lambda () (insert '(math "x")))
+                         ) ;cons
+                     (cons (string-append "B" (number->string i) ": enter math")
+                       (lambda () (go-left))
+                     ) ;cons
+                     (cons (string-append "B" (number->string i) ": type in math")
+                       (lambda () (insert "y"))
+                     ) ;cons
+                     (cons (string-append "B" (number->string i) ": exit math")
+                       (lambda () (go-right))
+                     ) ;cons
+                   ) ;list
+                 ) ;append
+               ) ;loop
+             ) ;if
+           ) ;let
+         ) ;phase-b
+        ) ;
+    (run-chain (append phase-a phase-b)
+      (lambda () (display "[1145-step] done, quit") (newline) (quit-TeXmacs))
+    ) ;run-chain
+  ) ;let*
+) ;tm-define

devel/1145.md

@@ -0,0 +1,130 @@
+# [1145] 工具栏（replaceButtons）重复重建性能优化
+
+## 1 相关文档
+- [dddd.md](dddd.md) - 任务文档模板
+
+## 2 任务相关的代码文件
+- `src/Texmacs/Window/tm_window.cpp` — `get_menu_widget`：菜单展开、缓存、判等
+- `src/Plugins/Qt/qt_tm_widget.cpp` — `replaceButtons` / `same_actions` / `replaceActions`
+- `src/Plugins/Qt/qt_ui_element.cpp` — `get_qactionlist`：QAction 创建
+- `src/Edit/Interface/edit_interface.cpp` — `update_menus` 触发时机
+- `TeXmacs/tests/1145.scm` — GUI 诊断驱动脚本
+
+## 3 如何测试
+
+### 3.1 确定性测试（单元测试）
+```
+xmake b stem
+```
+
+### 3.2 非确定性测试（文档验证）
+```
+xmake b stem
+MOGAN_TEST_GUI=1 xmake r 1145   # 观察 [1145] 诊断日志
+xmake r 1145                    # headless：menu-expand 判等诊断
+```
+
+## 4 如何提交
+
+提交前执行以下最少步骤：
+
+```bash
+gf fmt --changed-since=main
+```
+
+## 5 What
+1. 建立菜单更新链路性能诊断：`get_menu_widget` / `replaceButtons` /
+   `get_qactionlist` 插桩（`[1145]` 前缀日志）+ `TeXmacs/tests/1145.scm`
+   GUI 驱动测试（`MOGAN_TEST_GUI=1 xmake r 1145`）。
+2. 实测定位瓶颈（见 7.2）：按钮重建不是瓶颈，每次 update_menus 的 10 次
+   scheme `menu-expand`（~75-110ms）才是。
+3. **修复 focus icons 缓存永远 MISS**：`get_menu_widget` 的缓存判等改用
+   归一化 key（新增 scheme 函数 `menu-cache-normalize`，剔除 `invisible`
+   项载荷），重复进入数学模式时 which=2 从每次 MISS + make_menu_widget
+   ~47ms 变为 CACHE_HIT 零重建。
+
+## 6 Why
+mode 工具栏每次更新都通过 `replaceButtons` 全量重建按钮，是性能差的主要原因。
+
+## 7 How
+
+### 7.1 现状链路（调查记录）
+
+1. `edit_interface_rep::apply_changes`：无待处理变更且 idle ≥ 1/60s 时调
+   `update_menus()`（edit_interface.cpp:918-921），即每次输入/光标移动后
+   空闲即触发。
+2. `update_menus` 依次对主菜单、4 个图标栏、通知栏调 `menu_icons` /
+   `menu_main`（edit_interface.cpp:819-870）。
+3. `tm_window_rep::get_menu_widget`（tm_window.cpp:403）：
+   - 每次都执行 scheme 侧 `menu-expand` 全量展开菜单；
+   - 展开结果 `xmenu` 与 `menu_current[which]` 用 `equal?` 判等，相同则
+     早退（不重建）；
+   - 不同则查 `menu_cache`（按 xmenu 缓存 widget），命中复用 widget，
+     未命中 `make_menu_widget` 全量新建 widget 树。
+4. Qt 侧 `SLOT_MODE_ICONS` → `mode_icons_widget->get_qactionlist()`：
+   每个 widget 实例首次调用时创建全部 QAction（有 `cachedActionList`）。
+5. `replaceButtons`：`same_actions` 指针判等，相同早退；不同则
+   hide → 全部 removeAction → 全部 addAction → 重设按钮样式 → show。
+
+（结论待插桩数据补充）
+
+### 7.2 插桩实测结论（2026-07-19，GUI 驱动 TeXmacs/tests/1145.scm）
+
+插桩点：`get_menu_widget`（EQUAL/CACHE_HIT/MISS 计数 + menu-expand /
+make_menu_widget 计时）、`replaceButtons`（SAME/REPLACE 计数 + 计时）、
+`get_qactionlist`（计时）。
+
+**每次 update_menus（任何编辑后 idle ≥66ms 触发一次）的实测分解：**
+
+| 场景 | total | menu-expand×10 | make_menu_widget | replaceButtons |
+|---|---|---|---|---|
+| 纯文本输入（每步） | 77-102ms | ~75-95ms | 0 | 0 |
+| 进入数学模式 | 166-173ms（首次315ms） | ~105ms | ~41ms | 1-4ms |
+| 数学模式内输入 | 110-154ms | ~110-152ms | 0 | 0 |
+| 退出数学模式 | 81-91ms | ~75ms | 0（CACHE_HIT） | 0-2ms |
+
+**核心结论：**
+
+1. **按钮重建不是瓶颈**：`replaceButtons` 全量 REPLACE 每次仅 0-2ms；
+   `same_actions` 早退 + `menu_current` equal? 判等 + `menu_cache` 三层
+   机制已经避免了绝大多数重建。纯文本输入时 mode 工具栏展开结果稳定，
+   全程 EQUAL、零 REPLACE。
+2. **真正的瓶颈是每次 update_menus 都重新跑 10 次 scheme `menu-expand`
+   （~75-110ms）**，即使结果与上次完全相等——判等发生在展开之后，展开
+   本身的开销省不掉。大头是 which=0（主图标 ~20ms）、which=1（模式
+   图标 ~22ms）、which=2（焦点图标 ~11ms）。
+3. **次要浪费**：数学上下文下 which=2（focus icons）展开结果不稳定
+   （每次 MISS），每轮进出数学都 make_menu_widget ~41ms；文本上下文
+   下展开稳定（CACHE_HIT）。
+4. which=4（tab 页）已有签名机制避免重建，但签名检查在 expand 之后，
+   可先算签名、不变则跳过 expand（每次省 ~5ms）。
+
+### 7.3 focus icons 缓存 MISS 根因与修复（2026-07-19）
+
+**根因**：`gui-make-push-focus`（menu-define.scm:58）给每个 `push-focus`
+菜单项注入 `(invisible (tree->path pushed-tree))`——焦点树的**文档路径**。
+该载荷不参与 widget 构建（`menu-convert` 对 `invisible` 一律返回空表），
+只被 `get_menu_widget` 的展开结果判等/缓存 key 使用。路径随光标位置变化
+（如数学模式里 `(invisible (2 0 2))` → `(2 0 3)`），导致展开结果永远
+`equal?` 失败，`menu_cache` 永远 MISS，每次进数学模式都全量
+`make_menu_widget`（~41ms）+ 重建 QAction（~6ms）。
+
+**修复**：缓存 key 归一化——新增 scheme 函数 `menu-cache-normalize`
+（menu-widget.scm，置于 `cache-menu?` 旁），递归把 `(invisible 载荷)`
+替换为 `(invisible)`；`get_menu_widget` 用归一化后的 `xkey` 做
+`menu_current` 判等与 `menu_cache` 索引。`umenu`（构建 widget 用的未展开
+菜单）不受影响，行为零变化。
+
+**效果**（TeXmacs/tests/1145.scm 实测）：
+
+| 场景 | 修复前 | 修复后 |
+|---|---|---|
+| 重复进入数学模式（第 2 次起） | 166-173ms（which=2 MISS + make ~41ms + qact ~6ms） | 121-156ms（which=2 CACHE_HIT，零重建） |
+| 首次进入数学模式（冷缓存） | ~315ms | ~350ms（不变，一次性） |
+
+### 7.4 遗留问题（后续任务）
+
+1. 每次 update_menus 仍全量跑 10 次 `menu-expand`（~75-110ms），即使
+   结果全 EQUAL。需要前置签名/降频机制，收益最大但有一定正确性风险。
+2. which=4 签名检查可前移到 expand 之前。
+3. 首次进入某上下文的冷缓存 MISS 无法避免（可做预 warmup）。

src/Plugins/Qt/qt_tm_widget.cpp

@@ -71,6 +71,7 @@ bool in_presentation_mode ();
 #include "qt_menu.hpp"
 #include "qt_simple_widget.hpp"
 #include "qt_window_widget.hpp"
+#include "tm_debug.hpp"
 #include "tm_server.hpp"
 #include "tm_sys_utils.hpp"
 #include "tm_url.hpp"
@@ -179,11 +180,25 @@ same_actions (QWidget* dest, QList<QAction*>* src) {
   return true;
 }
 
+// [1145] 临时诊断：统计 replaceButtons 的 same（早退）与
+// replace（全量重建）次数
+static int rb_diag_same= 0, rb_diag_replace= 0;
+
 static void
 replaceButtons (QToolBar* dest, QList<QAction*>* src) {
   if (src == NULL || dest == NULL)
     TM_FAILED ("replaceButtons expects valid objects");
-  if (same_actions (dest, src)) return;
+  if (same_actions (dest, src)) {
+    rb_diag_same++;
+    std_bench << "[1145] replaceButtons SAME (same=" << rb_diag_same
+              << " replace=" << rb_diag_replace << ")\n";
+    return;
+  }
+  rb_diag_replace++;
+  std_bench << "[1145] replaceButtons REPLACE n=" << src->count ()
+            << " (same=" << rb_diag_same << " replace=" << rb_diag_replace
+            << ")\n";
+  bench_start ("replaceButtons");
   dest->setUpdatesEnabled (false);
   bool visible= dest->isVisible ();
   if (visible) dest->hide (); // TRICK: to avoid flicker of the dest widget
@@ -198,6 +213,7 @@ replaceButtons (QToolBar* dest, QList<QAction*>* src) {
   }
   if (visible) dest->show (); // TRICK: see above
   dest->setUpdatesEnabled (true);
+  bench_end ("replaceButtons");
 }
 
 void

src/Plugins/Qt/qt_ui_element.cpp

@@ -24,6 +24,7 @@
 #include "message.hpp"
 #include "promise.hpp"
 #include "scheme.hpp"
+#include "tm_debug.hpp"
 #include "widget.hpp"
 
 #include "QTMGuiHelper.hpp"
@@ -265,6 +266,8 @@ QList<QAction*>*
 qt_ui_element_rep::get_qactionlist () {
   if (cachedActionList) return cachedActionList;
 
+  // [1145] 临时诊断：QAction 全量创建耗时
+  bench_start ("get_qactionlist");
   QList<QAction*>* list= new QList<QAction*> ();
 
   switch (type) {
@@ -285,6 +288,7 @@ qt_ui_element_rep::get_qactionlist () {
     break;
   }
   cachedActionList= list;
+  bench_end ("get_qactionlist");
   return list;
 }