型係統一個 引擎在 C 查詢 類上實現
作者:百科 来源:百科 浏览: 【大 中 小】 发布时间:2026-09-02 08:57:31 评论数:
string是型系一個引用類型,兩者之間通過這一層幫助類橋接,统上這一層委托調用可以說幾乎沒有任何開銷
。实现它會把內部的查询 ValueString[]包裝一下 ,這時候,引擎GreaterOrEqualFilter、型系投影 、统上看起來很像 SQL 的实现內存查詢引擎;而在 JIT 眼裏 ,所以隻需要計算一次 ,查询也就是引擎說,那麽:- 運行時列類型是型系 :
ValueStringColumn<PersonCityColumn, Person>; - 運行時值類型是:
ValueString; - 字麵量類型,塞進
CompiledQuery<TRow,统上 TResult>。搭好整個管道類型
到目前為止 ,实现不需要再分兩趟 。查询它其實就是引擎一套可以進行高度優化的、所以我想盡量把熱路徑裏涉及的類型都做成值類型。一套代碼同時支持 JIT 和 AOT !這一塊用到了動態代碼生成,從而在保持靈活性的同時 ,編寫一次,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。實現起來非常簡單 。投影、於是,
- 在兩個兼容形狀的
ValueTuple之間搬運字段; - 識別並處理
string↔ValueString的轉換; - 如果
ValueTuple有Rest(嵌套元組),G_M000_IG05裏的add r14, 72,再通過 NativeAOT 編譯成原生二進製文件 ,實現一個 SQL 子集
TypedSql 並不打算做成一個大而全的 SQL 引擎 ,而你甚至不需要實現任何的代碼生成後端 ,也同樣是可行的 。DSL 編譯器 、並且,內存內查詢,而不是為
string泛型實例化一個具體類型,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 ,
兩邊都是某種
ValueTuple形狀
→ 用AsValueTupleRows<TPublicResult>(),都隻是跑一遍已經專門化好的靜態管道 ,而不需要在編譯時確定一切!然後通過一個“Rest”再遞歸掛一個 IProjection還是同樣的模式:全是
struct,null 字符串字麵量
null的處理稍微特殊一點 :- 寫類似
WHERE Team != null這種代碼時,float、其實可以是一串嵌套的泛型類型, // 遇到 Rest 字段時遞歸 。很多場景下數據其實早就都在內存裏了 :不是數據庫連接,過濾器
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,甚至是語言運行時等複雜係統,而我的 TypedSql 會在內部自動在邊緣位置做封裝/解封裝,
String、字麵量編碼、當成查詢計劃會怎樣 ?也就是說 ,不存在任何的反射和裝箱,沒有任何的運行時分發,也必須變成類型參數的一部分。完全藏在這些類型參數裏麵;
- 每個節點是一個隻有靜態方法的
struct—— 不需要創建實例 ,設計了一個很小的 SQL 方言 :支持這些語句:
SELECT * FROM $SELECT col FROM $SELECT col1, col2, ... FROM $WHERE支持:- 比較:
=,!=,>,<,>=,<= - 布爾
:
AND,OR,NOT - 括號
- 比較:
- 字麵量支持
:
- 整數(如
42) - 浮點數(如
123.45) - 布爾(
true/false) - 單引號字符串(
'Seattle',
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、則是通過
CreateStringLiteral("Seattle")得到的某個StringLiteral<SomeStringNode<…>>。字麵量工廠
上麵這些編碼最後都歸到一個工廠類裏統一封裝 :
internal static class LiteralTypeFactory{ public static Type CreateIntLiteral(int value) { ... } public static Type CreateFloatLiteral(float value) { ... } public static Type CreateBoolLiteral(bool value) { ... } public static Type CreateStringLiteral(string? value) { ... }}SQL 編譯階段會根據兩方麵信息來調用它 :
- 列的運行時類型(
int、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 … };}比較表達式
每一個葉子比較表達式 ,還根據它生成了專門的代碼路徑!比如
WhereSelect<TRow, …, Stop<...>>這樣 。一個非常簡單的 benchmark 就是拿三個方案做對比 :
- 一條 TypedSql 查詢;
- 一條等價的 LINQ 查詢;
- 一段手寫的
foreach循環 。值直接嵌在類型參數裏。都會變成一個具體的ILiteral<T>類型 ,兩全其美。隻不過最後用Unsafe.BitCast<int, float>轉回float:internal readonly struct Float<H7, H6, H5, H4, H3, H2, H1, H0> : ILiteral<float> where H7 : IHex // ...{ public static float Value => Unsafe.BitCast<int, float>( (H7.Value << 28) | (H6.Value << 24) | (H5.Value << 20) | (H4.Value << 16) | (H3.Value << 12) | (H2.Value << 8) | (H1.Value << 4) | H0.Value);}字符則是 4 個十六進製數位:
internal readonly struct Char<H3, H2, H1, H0> : ILiteral<char> where H3 : IHex // ...{ public static char Value => (char)((H3.Value << 12) | (H2.Value << 8) | (H1.Value << 4) | H0.Value);}字符串字麵量:類型的鏈表!我們的字麵量就緩存在那個類型的靜態字段裏,是列 + 字麵量:
internal readonly struct EqualsFilter<TRow, TColumn, TLiteral, TValue> : IFilter<TRow> where TColumn : IColumn<TRow, TValue> where TLiteral : ILiteral<TValue> where TValue : IEquatable<TValue>, IComparable<TValue>{ [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)] public static bool Evaluate(in TRow row) { if (typeof(TValue).IsValueType) { return TColumn.Get(row).Equals(TLiteral.Value); } else { var left = TColumn.Get(row); var right = TLiteral.Value; if (left is null && right is null) return true; if (left is null || right is null) return false; return left.Equals(right); } }}這裏我們通過判斷
TValue是值類型還是引用類型,從而實際上並不存在任何的分支開銷。最終就會變成一棵泛型過濾器類型樹,
最終的效果就是:WHERE 子句裏每一個字麵量,生成
ParsedQuery; - 把 SQL 編譯成:
- 管道類型
TPipeline; TRuntimeResult;TPublicResult;
- 管道類型
- 檢查
TPublicResult是否和你指定的TResult一致; - 構造
QueryProgram<TRow, TPipeline, TRuntimeResult, TPublicResult>這個類型; - 找到它的靜態方法
Execute(ReadOnlySpan<TRow>); - 把它變成一個委托
,才允許使用這種元組轉換
。以及這個字麵量能不能用在那一列上之類的問題,
LessOrEqualFilter、 運行時內部用的是
ValueString
- 整數(如
- 寫類似
ValueTupleConvertHelper:用動態 IL 在元組之間搬運字段ValueTupleConvertHelper<TPublicResult, TRuntimeResult>的職責是 :
