[통산 200편 금자탑 달성 기념 대작 🏆] 초·중·고 온디바이스 인공지능(AI) 디지털교과서(AIDT)와 국방 유·무인 복합 전술 체계(MUM-T)를 지휘하는 단일 진실 공급원(SSOT): ZeliDesk 순수 C# 온디바이스 초지능 오케스트레이션 코어 엔진(ZeliOrchestrator), 0ms 액터 모델(Actor Model), 및 제로-클라우드 자주 국방·공교육 자립 아키텍처 총결산

4. 순수 C# 무잠금(Lock-Free) 링 버퍼 액터 오케스트레이터 구현

외부 Akka.NET이나 TPL Dataflow 없이, GC 0-Byte 할당 및 캐시 라인 폴스 셰어링(False Sharing)을 원천 차단한 구조체 기반 액터 코어의 실제 C# 구현부입니다.

using System;
using System.Runtime.CompilerServices;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Threading;

namespace ZeliDesk.Core.Orchestration
{
    // 캐시 라인(64바이트) 정렬을 통한 폴스 셰어링 완전 방지
    [StructLayout(LayoutKind.Explicit, Size = 128)]
    public struct ActorMessage
    {
        [FieldOffset(0)]  public uint SenderActorId;
        [FieldOffset(4)]  public uint TargetActorId;
        [FieldOffset(8)]  public ushort CommandCode;
        [FieldOffset(10)] public ushort PayloadSize;
        [FieldOffset(16)] public long TimestampTicks;
        [FieldOffset(24)] public unsafe fixed byte Payload[40]; // 0-Alloc 인라인 페이로드
    }

    public sealed class LockFreeActorMailbox
    {
        private const int Capacity = 65536; // 2^16 (비트 AND 마스킹)
        private const int Mask = Capacity - 1;

        private readonly ActorMessage[] _ringBuffer = new ActorMessage[Capacity];

        // 독립된 캐시 라인에 헤드와 테일 인덱스 배치
        [StructLayout(LayoutKind.Explicit, Size = 64)]
        private struct PaddedHead { [FieldOffset(0)] public long Value; }
        [StructLayout(LayoutKind.Explicit, Size = 64)]
        private struct PaddedTail { [FieldOffset(0)] public long Value; }

        private PaddedHead _head;
        private PaddedTail _tail;

        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
        public bool TryEnqueue(in ActorMessage message)
        {
            long currentTail = Volatile.Read(ref _tail.Value);
            long currentHead = Volatile.Read(ref _head.Value);

            if (currentTail - currentHead >= Capacity)
                return false; // 큐 포화 상태 (드롭 또는 백오프)

            _ringBuffer[currentTail & Mask] = message;
            Interlocked.Increment(ref _tail.Value);
            return true;
        }

        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
        public bool TryDequeue(out ActorMessage message)
        {
            long currentHead = Volatile.Read(ref _head.Value);
            long currentTail = Volatile.Read(ref _tail.Value);

            if (currentHead >= currentTail)
            {
                message = default;
                return false; // 메일박스 공백
            }

            message = _ringBuffer[currentHead & Mask];
            Interlocked.Increment(ref _head.Value);
            return true;
        }
    }

    public abstract class TacticalActor
    {
        public uint ActorId { get; }
        public LockFreeActorMailbox Mailbox { get; } = new();

        protected TacticalActor(uint actorId) => ActorId = actorId;

        public abstract void Receive(in ActorMessage msg);
    }
}