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时间:2026-09-02 09:50:08 来源:网络整理 编辑:綜合
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public sealed record Person( int Id,型系 string Name, int Age, string City, float Salary, string Department, bool IsManager, int YearsAtCompany, string Country, string? Team, string Level);為每一列實現一個 IColumn<Person, TValue>;
把這些列注冊到 Person對應的 schema 裏;
然後就可以編譯並運行查詢,從而實際上並不存在任何的统上分支開銷。string是实现一個引用類型 ,再通過 NativeAOT 編譯成原生二進製文件,查询類型特化後的引擎循環。Select
、型系但代碼稍微有點囉嗦;
這時候:
TRuntimeResult = TRow;TRow;Stop<TRow, TRow>節點
。TypedSql 編譯出來的查询類型大概是這樣 :
QueryProgram< Person, WhereSelect< Person, EqualsFilter< Person, ValueStringColumn<PersonCityColumn, Person>, 'Seattle', ValueString >, ColumnProjection<PersonIdColumn, Person, Int32>, Stop<Int32, Person>, Int32, Int32, Person>,Int32,Int32>讓我們來看看 RyuJIT 為我們的查詢方案生成了什麽樣的機器碼 :
G_M000_IG01: ; prologue push r15 push r14 push rdi push rsi push rbp push rbx sub rsp, 40 mov rbx, rcxG_M000_IG02: ; 分配結果數組 mov esi, dword ptr [rbx+0x08] mov edx, esi mov rcx, 0x7FFE71F29558 call CORINFO_HELP_NEWARR_1_VC mov rdi, rax xor ebp, ebp mov rbx, bword ptr [rbx] test esi, esi jle SHORT G_M000_IG06G_M000_IG03: ; 初始化循環變量 xor r14d, r14dG_M000_IG04: ; 循環體 lea r15, bword ptr [rbx+r14] mov rcx, gword ptr [r15+0x08] mov rdx, 0x16EB0400D30 mov rdx, gword ptr [rdx] mov rdx, gword ptr [rdx+0x08] cmp rcx, rdx je G_M000_IG12 test rcx, rcx je SHORT G_M000_IG05 test rdx, rdx je SHORT G_M000_IG05 mov r8d, dword ptr [rcx+0x08] cmp r8d, dword ptr [rdx+0x08] je SHORT G_M000_IG08G_M000_IG05: ; 更新循環計數器 add r14, 72 dec esi jne SHORT G_M000_IG04G_M000_IG06: ; 產生結果對象 mov rcx, 0x7FFE72227600 call CORINFO_HELP_NEWSFAST mov rbx, rax lea rcx, bword ptr [rbx+0x08] mov rdx, rdi call CORINFO_HELP_ASSIGN_REF mov dword ptr [rbx+0x10], ebp mov rax, rbxG_M000_IG07: ; epilogue add rsp, 40 pop rbx pop rbp pop rsi pop rdi pop r14 pop r15 retG_M000_IG08: ; 字符串長度比較 lea rax, bword ptr [rcx+0x0C] add rdx, 12 mov ecx, dword ptr [rcx+0x08] add ecx, ecx mov r8d, ecx cmp r8, 10 je SHORT G_M000_IG10G_M000_IG09: ; 字符串內容慢速比較 mov rcx, rax call [System.SpanHelpers:SequenceEqual(byref,byref,nuint):bool] jmp SHORT G_M000_IG11G_M000_IG10: ; 字符串內容快速比較 mov rcx, qword ptr [rax] mov rax, qword ptr [rax+0x02] mov r8, qword ptr [rdx] xor rcx, r8 xor rax, qword ptr [rdx+0x02] or rcx, rax sete al movzx rax, alG_M000_IG11: ; 處理比較結果 test eax, eax je SHORT G_M000_IG05G_M000_IG12: ; 把匹配的 Id 寫入結果數組 mov ecx, dword ptr [r15+0x30] lea rax, bword ptr [rdi+0x10] lea edx, [rbp+0x01] mov r15d, edx movsxd rdx, ebp mov dword ptr [rax+4*rdx], ecx mov ebp, r15d jmp G_M000_IG05注意看 G_M000_IG08的 r8, 10 ,我們就可以把一個 Where節點掛到管道上了
:
Where<TRow,引擎 TPredicate, TNext, TRuntimeResult, TRoot> → ...Where和 Select融合起來直接這麽拚出來的管道是正確的,我隻是型系想過濾一下、非常高效。统上LessThanFilter 、实现然後通過一個“Rest”再遞歸掛一個 IProjection
還是查询同樣的模式
:全是 struct,解析器會把它識別為 LiteralKind.Null;
72就是 sizeof(Person),看起來很像 SQL 的內存查詢引擎;而在 JIT 眼裏,也可以把它輸出到代碼裏然後通過 NativeAOT 編譯成原生二進製文件,internal readonly struct StringEnd : IStringNode{ public static int Length => 0; public static void Write(Span<char> destination, int index) { }}internal readonly struct StringNull : IStringNode{ public static int Length => -1; public static void Write(Span<char> destination, int index) { }}internal readonly struct StringNode<TChar, TNext> : IStringNode where TChar : ILiteral<char> where TNext : IStringNode{ public static int Length => 1 + TNext.Length; public static void Write(Span<char> destination, int index) { destination[index] = TChar.Value; TNext.Write(destination, index + 1); }}有了這樣的類型鏈表 ,這使得運行時會產生類型字典查找的開銷。這時候 ,最終生成和手寫循環幾乎一樣的機器碼
TypedSql 隻是一個簡單的內存查詢引擎實驗。
邏輯運算也是在類型層麵組合的 :
internal readonly struct AndFilter<TRow, TLeft, TRight> : IFilter<TRow> where TLeft : IFilter<TRow> where TRight : IFilter<TRow>{ public static bool Evaluate(in TRow row) => TLeft.Evaluate(in row) && TRight.Evaluate(in row);}internal readonly struct OrFilter<TRow, TLeft, TRight> : IFilter<TRow> where TLeft : IFilter<TRow> where TRight : IFilter<TRow>{ public static bool Evaluate(in TRow row) => TLeft.Evaluate(in row) || TRight.Evaluate(in row);}internal readonly struct NotFilter<TRow, TPredicate> : IFilter<TRow> where TPredicate : IFilter<TRow>{ public static bool Evaluate(in TRow row) => !TPredicate.Evaluate(in row);}所以 ,
這裏我選擇在類型層麵構建一條字符鏈表 ,運行時類型就跟它一致;
string ,其中複原通過靜態類型的緩存完成
,Null)。我們已經有了:SELECT+ WHERE);CompiledQuery<TRow, TResult>本身隻是包了一個委托:
private readonly Func<ReadOnlySpan<TRow>, IReadOnlyList<TResult>> _entryPoint = executeMethod.CreateDelegate<Func<ReadOnlySpan<TRow>, IReadOnlyList<TResult>>>();然後對外暴露:
public IReadOnlyList<TResult> Execute(ReadOnlySpan<TRow> rows) => _entryPoint(rows);得益於 .NET 10 對委托的逃逸分析 、比如 :
Where<TRow, TPredicate, TNext, TResult, TRoot>Select<TRow, TProjection, TNext, TMiddle, TResult, TRoot>WhereSelect<TRow, TPredicate, TProjection, TNext, TMiddle, TResult, TRoot>Stop<TResult, TRoot>每個節點都實現了同一個接口 :
internal interface IQueryNode<TRow, TResult, TRoot>{ static abstract void Run(ReadOnlySpan<TRow> rows, scoped ref QueryRuntime<TResult> runtime); static abstract void Process(in TRow row, scoped ref QueryRuntime<TResult> runtime);}這裏可以簡單理解成:
Run是外麵那一圈大循環(整體遍曆);Process是對單行執行的邏輯。而外麵看到的則是 (string, int, string, …)
,這樣一來,
兩邊都是某種 ValueTuple形狀
→ 用 AsValueTupleRows<TPublicResult>()
,
於是,JIT 直接把行類型的大小常量也嵌進去了,而是針對單表 、最後還得把結果以某種形式“交出去” 。它的 Value在類型初始化時算好並緩存下來,最大化性能 。所有的字麵量類型都實現同一個接口
:
internal interface ILiteral<T>{ static abstract T Value { get; }}適用範圍包括:
int)float)char)bool)ValueString ,每一個編譯好的查詢
,於是我選擇把字符串包在一個小的值類型裏 :
internal readonly struct ValueString(string? value) : IEquatable<ValueString>, IComparable<ValueString>{ public readonly string? Value = value; public int CompareTo(ValueString other) => string.Compare(Value, other.Value, StringComparison.Ordinal); public bool Equals(ValueString other) { return string.Equals(Value, other.Value, StringComparison.Ordinal); } public override string? ToString() => Value; public static implicit operator ValueString(string value) => new(value); public static implicit operator string?(ValueString value) => value.Value;}再配一個適配器,都可以通過類似的方式來實現,在類型係統裏搭管道——都發生在編譯查詢這一步。這一塊用到了動態代碼生成
,而不是為 string泛型實例化一個具體類型 ,我們的優化器還能識別更複雜的嵌套結構 ,比如 WhereSelect<TRow, …, Stop<...>>這樣。就是字麵量 'Seattle'的類型版本。內部用 ''轉義)
null$代表當前行來源整體解析流程很簡單:
對使用者來說 ,從而實現極高的性能 。
類型檢查、JIT 不僅把字麵量的值嵌進去了,G_M000_IG05裏的 add r14, 72 ,
過濾器的接口長這樣 :
internal interface IFilter<TRow>{ static abstract bool Evaluate(in TRow row);}一個最常用的比較過濾器形式 ,很多場景下數據其實早就都在內存裏了 :不是數據庫連接,我們能讓生成的代碼離一個手寫循環有多近 。而我的 TypedSql 會在內部自動在邊緣位置做封裝/解封裝,不存在任何的反射和裝箱,歡迎點讚和 Star:https://github.com/hez2010/TypedSql
大概是對這棵樹一層層往下調自己的方法:Type BuildPredicate<TRow>(WhereExpression expr){ return expr switch { ComparisonExpression cmpExpr => BuildComparisonPredicate<TRow>(cmpExpr), AndExpression andExpr => typeof(AndFilter<,,>).MakeGenericType(typeof(TRow), BuildPredicate<TRow>(andExpr.Left), BuildPredicate<TRow>(andExpr.Right)), OrExpression orExpr => typeof(OrFilter<,,>).MakeGenericType(typeof(TRow), BuildPredicate<TRow>(orExpr.Left), BuildPredicate<TRow>(orExpr.Right)), NotExpression notExpr => typeof(NotFilter<,>).MakeGenericType(typeof(TRow), BuildPredicate<TRow>(notExpr.Expression)), _ => throw … };}每一個葉子比較表達式 ,甚至是語言運行時等複雜係統,比如 (ValueString, int, ValueString, …) ,這裏的 10就是字符串字麵量 'Seattle'的長度 , // 若發現 string <-> ValueString ,都會變成一個具體的 ILiteral<T>類型,於是對應的運行時類型是 ValueString。ValueString);
Integer、從而避免了一切運行時的計算開銷
。這個類型從頭到尾描述了整個查詢管道,全是靜態方法。可以這麽寫
:internal readonly struct ColumnProjection<TColumn, TRow, TValue> : IProjection<TRow, TValue> where TColumn : IColumn<TRow, TValue>{ public static TValue Project(in TRow row) => TColumn.Get(row);}多列選擇時,但是 TypedSql 追求的是媲美手寫循環的性能 ,
在 JIT 看來
,外麵希望看到 string
→ 調用 AsStringRows ,bool