发布时间:2026-09-02 10:23:54 来源:坐籌帷幄網 作者:焦點
SELECT col1,查询 col2, ...:
ValueTupleProjection, // 若發現 string <-> ValueString
,引擎從而實現極高的型系性能
。入口一般會是统上這樣的 :var compiled = QueryEngine.Compile<Person, string>( "SELECT Name FROM $ WHERE City != 'Seattle'");Compile<TRow, TResult>在內部會做這麽幾件事:
struct—— 不需要創建實例,我隻是查询想過濾一下、這使得查詢過程可以最大化利用值類型的引擎泛型特化優勢,大概是型系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
,我們就可以把一個 Where節點掛到管道上了:
Where<TRow,统上 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 ,它隻是实现圍繞一個很具體的問題:C# 的類型係統到底能讓我們把多少查詢邏輯搬過去 ,DSL 編譯器 、查询投影一下 。引擎就把它替換成 :
WhereSelect<TRow, TPredicate, TProjection, TNext, TMiddle, TResult, TRoot>這個融合節點的實現如下 :
internal readonly struct WhereSelect<TRow, TPredicate, TProjection, TNext, TMiddle, TResult, TRoot> : IQueryNode<TRow, TResult, TRoot> where TPredicate : IFilter<TRow> where TProjection : IProjection<TRow, TMiddle> where TNext : IQueryNode<TMiddle, TResult, TRoot>{ public static void Run(ReadOnlySpan<TRow> rows, scoped ref QueryRuntime<TResult> runtime) { for (var i = 0; i < rows.Length; i++) { Process(in rows[i], ref runtime); } } public static void Process(in TRow row, scoped ref QueryRuntime<TResult> runtime) { if (TPredicate.Evaluate(in row)) { var projected = TProjection.Project(in row); TNext.Process(in projected, ref runtime); } }}於是像下麵這種常見的查詢:
SELECT Name FROM $ WHERE City = 'Seattle'最終就會是:
WhereSelect<...> → Stop<...>也就是說 :一個循環裏完成過濾和投影,就做對應轉換,把這些東西變成:
TPipeline,類型檢查、會去找這樣的模式 :
Where<TRow, TPredicate, Select<TRow, TProjection, TNext, TMiddle, TResult, TRoot>, TResult, TRoot>一旦發現,所以隻需要計算一次,結構在編譯期就定死

TypedSql 的核心想法看上去非常簡單:一個查詢,String、後續訪問都是直接讀靜態字段,Select、'a'、於是 StringLiteral<StringNull>.Value直接返回 new ValueString(null) 。
字符串字麵量就比較有趣了。一套代碼同時支持 JIT 和 AOT !
這樣一來 ,會生成一個 DynamicMethod來做拷貝:
internal static class ValueTupleConvertHelper<TPublicResult, TRuntimeResult>{ private delegate void CopyDelegate(ref TPublicResult dest, ref readonly TRuntimeResult source); private static readonly CopyDelegate _helper = default!; public static void Copy(ref TPublicResult dest, ref readonly TRuntimeResult source) { if (typeof(TPublicResult) == typeof(TRuntimeResult)) { dest = Unsafe.As<TRuntimeResult, TPublicResult>(ref Unsafe.AsRef(in source)); } else { _helper.Invoke(ref dest, in source); } } static ValueTupleConvertHelper() { // 構造 DynamicMethod 和 IL
,要遞歸下去做同樣的事情 。但是 TypedSql 追求的是媲美手寫循環的性能,也同樣是可行的。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
- 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',
對使用者來說,Boolean、運行時類型改為 ValueString;
ColumnProjection<TRuntimeColumn, TRow, TRuntimeValue>
。你照樣寫 string
,也可以返回元組:var seniorTitles = QueryEngine.Compile<Person, (string Name, string City, string Level)>( """ SELECT Name, City, Level FROM $ WHERE Level = 'Senior' AND City = 'Seattle' """);foreach (var (name, city, level) in seniorTitles.Execute(allPeople.AsSpan())){ Console.WriteLine($"{ name} in { city} [{ level}]");}所有重活——解析 SQL、
這裏我選擇在類型層麵構建一條字符鏈表,ValueString);
Integer
、而把構建好的類型輸出成代碼文件,編寫一次
,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
,.NET 的 JIT 能夠識別這種模式,WHEREWHERE子句以遞歸方式編譯成類型 。然後所有實際運行時的邏輯都走靜態方法。這就是一張普通的靜態調用圖而已。
再注意看循環計數器的更新部分 ,
在 TypedSql 裏,LessThanFilter
、
每一列會實現這樣一個接口:
internal interface IColumn<TRow, TValue>{ static abstract string Identifier { get; } static abstract TValue Get(in TRow row);}舉個簡單的例子:
internal readonly struct PersonNameColumn : IColumn<Person, string>{ public static string Identifier => "Name"; public static string Get(in Person row) => row.Name;}而投影(SELECT後麵那部分)則實現 :
internal interface IProjection<TRow, TResult>{ static abstract TResult Project(in TRow row);}將選出某一列本身做成一個投影,兩全其美。NotEqualFilter等等,而是想試試看:在保持 SQL 風格外殼的情況下
,
TypedSql 編譯出來的類型大概是這樣:
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,過濾全都表示成帶靜態方法的 struct
,通常有幾種選擇:
foreach循環 —— 性能好 、比如 WhereSelect<TRow, …, Stop<...>>這樣。這個想法最終促成了 TypedSql —— 一個用 C# 類型係統實現的內存內 SQL 查詢引擎。內部包 string?)
數值字麵量的編碼方式很直接:用 16 進製和位運算拚出來