[Paper/M2][P0][RFC] Decouple shared snapshot lowers from per-workspace writable overlays

[Ivanbeethoven]

Parent research epic: #39

背景

当前 Antares 为每个 workspace 创建独立 AntaresFuse 和 FUSE session。即使用户态 Dicfuse 对象可共享，每个 workspace 仍承担独立 mount handshake、内核 dentry/attr cache、background warmup 和 teardown。

系统论文需要一个比“共享 daemon/cache”更强的机制：

昂贵的 remote/Dicfuse lower 与 kernel-facing lower mount 按唯一 SnapshotId 复用；workspace 只创建轻量可写 delta view。

Research Invariant

对于 N 个 workspace 和 U 个唯一 SnapshotId：

number_of_remote_lower_instances = O(U)
number_of_snapshot_lower_FUSE_sessions = O(U)
number_of_private_upper_layers = O(N)

必须先完成架构 Bakeoff

Option A — SnapshotMountPool + kernel OverlayFS

• 每个 SnapshotId 建立一个共享只读 Dicfuse mount；
• 每个 workspace 使用相同 lowerdir 和私有 upper/workdir；
• workspace 通过独立 mount namespace 只看到自己的 overlay；
• 复用 lower 的 kernel page/dentry cache。

Option B — Multiplexed FUSE supermount

/private/scorpio-supermount/<workspace-id>/...

• 单一长生命周期 FUSE connection；
• daemon 根据 workspace-id 路由到不同 upper + shared snapshot；
• 对外通过 bind mount/mount namespace 暴露单个子树。

Option C — Current per-workspace FUSE

保留为兼容 fallback 和实验 baseline。

Bakeoff Metrics

• workspace provision/delete P50/P95/P99；
• FUSE connection/session 数；
• lower page/dentry cache 复用；
• daemon CPU/RSS；
• mount namespace 与权限复杂度；
• copy-up/rename/whiteout 语义；
• open-handle 和 refresh 语义；
• kernel/发行版兼容性；
• crash cleanup；
• 跨 workspace 隔离。

Tasks

• 写 ADR，明确三种方案和选择标准；
• 分别实现最小 Option A/Option B prototype；
• 使用 Issue 2 harness 进行 1/16/64 workspace 对比；
• 选择一个生产实现；
• 实现 SnapshotMountPool 或等价 abstraction；
• pool entry 按 SnapshotId key，带 refcount、pin 和 idle TTL；
• workspace 创建只分配 upper/manifest 和轻量 view；
• workload 不得看到 sibling workspace；
• refresh 时可切换 workspace 对应 snapshot generation；
• 最后一个引用释放后延迟回收 snapshot lower；
• daemon crash 后清理 stale mount；
• 保留 legacy Antares per-job mode；
• 增加 capability 和配置开关；
• 记录 active snapshots、workspaces、FUSE sessions 和 reuse ratio。

Functional Acceptance Criteria

• 64 个 workspace 基于同一 SnapshotId 时，只存在一个共享 snapshot lower 实例；
• 每个 workspace 有独立 upper 和 delta manifest；
• 一个 workspace 的 write/delete/rename 对其他 workspace 不可见；
• unmount 一个 workspace 不影响其他 workspace；
• snapshot lower 回收不会破坏仍存在的 workspace/open handle；
• refresh semantics 与 Issue 5 一致；
• legacy mode 和新模式都通过相同 POSIX regression suite。

Paper Retention Gate

该机制只有满足至少一项才进入论文核心贡献：

• 在 64 workspace warm-snapshot 场景下，P95 provisioning latency 相比当前模式降低至少 5×；
• 或 daemon CPU/RSS/FUSE-session 开销降低至少 3×；
• 或端到端并发 build throughput 提升至少 25%。

若未达到，保留 bakeoff 作为负结果，不围绕此机制构造主 claim。

Relevant Files

src/antares/fuse.rs
src/antares/mod.rs
src/daemon/antares.rs
src/server/
deploy/

Dependencies

Issue 3、Issue 4、Issue 7；Issue 5 的 generation semantics 必须已稳定。

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