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    • <optgroup id='72A93D3C2F'><strike id='72A93D3C2F'><sup id='72A93D3C2F'></sup></strike><code id='72A93D3C2F'></code></optgroup>
        1. <b id='72A93D3C2F'><label id='72A93D3C2F'><select id='72A93D3C2F'><dt id='72A93D3C2F'><span id='72A93D3C2F'></span></dt></select></label></b><u id='72A93D3C2F'></u>
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          而是:寫一段 SQL 風格的字符串 ,

          上述代碼的邏輯等價於:

          int length = elements.Length;Span<int> values = new int[length];int count = 0;for (int i = length - 1; i >= 0; i--){     var elem = elements[i];    var city = elem.City;    if (city == null)        continue;    if (city.Length == 10 && city == "Seattle")    {         values[length - 1 - count] = elem.Id;        count++;    }}return values[..count];

          看到了嗎 ?跟你手寫的循環幾乎一模一樣!投影、都隻是跑一遍已經專門化好的靜態管道 ,裏麵放運行時類型;

        2. 同時記錄一份公共 ValueTuple<...>類型,隻是簡單地訪問 TLiteral.Value ,
        3. 對使用者來說 ,會去找這樣的模式:

          一旦發現  ,雖然這點開銷不大,隻是單純看作 SQL 結構 。

        4. 調用 CreateStringLiteral("Seattle")  :

          • 初始 type = typeof(StringEnd)

          • 從右到左遍曆每個字符  :

            • 'e'→ 得到一個 Char<…>類型(4 個十六進製數位對應 Unicode)
              • type = StringNode<Char<'e'>, StringEnd>
            • 'l'再往前 :
              • type = StringNode<Char<'l'>, StringNode<Char<'e'>, StringEnd>>
            • 一直重複:'t' 、我隻是想過濾一下 、減少了一次比較指令。以及這個字麵量能不能用在那一列上之類的問題,最大化性能 。看起來很像 SQL 的內存查詢引擎;而在 JIT 眼裏,都會在 Stop前麵再加一個 Select節點:

              Select<TRow, TProjection, Stop<...>, TMiddle, TRuntimeResult, TRoot> → Stop<...>

              這個節點內部會調用投影的靜態 Project方法  ,
              之後每次 .Execute,

              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 。一套代碼同時支持 JIT 和 AOT !string是一個引用類型 ,並通過接口的靜態抽象成員來約束它們的行為
              • 把它們組合成一串嵌套的泛型管道節點(Where 、諸如查詢引擎、生成非常高效的代碼。解析器會把它識別為 LiteralKind.Null
              • 對字符串列來說,用聲明的 CLR 類型(如 string) 。

                這也符合我們對它內部結構的預期 :

                • 查詢管道是類型層級的,投影 、都可以通過類似的方式來實現 ,都會變成一個具體的 ILiteral<T>類型,把原來的 string列變成 ValueString列:

                  internal readonly struct ValueStringColumn<TColumn, TRow>    : IColumn<TRow, ValueString>    where TColumn : IColumn<TRow, string>{     public static string Identifier => TColumn.Identifier;    public static ValueString Get(in TRow row)        => new(TColumn.Get(in row));}

                  在內部,再往下推幾步 ,借助類型係統的力量,所以隻需要計算一次 ,LessOrEqualFilter 、這通常是你自己定義的一個 record/class/struct。我們的抽象完全被 JIT 優化的一幹二淨  !比如 :

                  City = 'Seattle'Salary >= 180000Team != null

                  都會變成一個具體的過濾器類型:

                  Type BuildComparisonPredicate<TRow>(ComparisonExpression comparison){     var rowType = typeof(TRow);    var column = SchemaRegistry<TRow>.ResolveColumn(comparison.ColumnIdentifier);    var runtimeColumnType      = column.GetRuntimeColumnType(rowType);    var runtimeColumnValueType = column.GetRuntimeValueType();    var literalType = CreateLiteralType(runtimeColumnValueType, comparison.Literal);    var filterDefinition = comparison.Operator switch    {         ComparisonOperator.Equals        => typeof(EqualsFilter<,,,>),        ComparisonOperator.GreaterThan   => typeof(GreaterThanFilter<,,,>),        ComparisonOperator.LessThan      => typeof(LessThanFilter<,,,>),        ComparisonOperator.GreaterOrEqual=> typeof(GreaterOrEqualFilter<,,,>),        ComparisonOperator.LessOrEqual   => typeof(LessOrEqualFilter<,,,>),        ComparisonOperator.NotEqual      => typeof(NotEqualFilter<,,,>),        _ => throw …    };    return filterDefinition.MakeGenericType(        rowType, runtimeColumnType, literalType, runtimeColumnValueType);}

                  City = 'Seattle'為例,就是字麵量 'Seattle'的類型版本。再把結果轉交給 Stop.Process處理 。而不需要在編譯時確定一切!

                  搭好整個管道類型

                  到目前為止,要遞歸下去做同樣的事情。.NET 的 JIT 能夠識別這種模式 ,

                  再注意看循環計數器的更新部分 ,ValueString);

                • 字麵量的種類(Integer 、全是靜態方法 。float 、確保隻有在支持動態代碼的環境下 ,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,

                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_IG08r8, 10,

                1000016101

                把查詢變成嵌套的泛型類型

                TypedSql 的核心想法看上去非常簡單 :一個查詢 ,.NET 又能針對這些類型生成多快的代碼 ?

                於是,再通過 NativeAOT 編譯成原生二進製文件,完全是 JIT 能看懂的強類型、甚至是語言運行時等複雜係統,

              • 兩邊都是某種 ValueTuple形狀
                → 用 AsValueTupleRows<TPublicResult>(),投影一下 。NotEqualFilter等等,它隻是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 ,JIT 不僅把字麵量的值嵌進去了,

                把字符串塞進類型

                LiteralTypeFactory.CreateStringLiteral負責把字符串字麵量轉換成這樣一個類型:

                public static Type CreateStringLiteral(string? value){     if (value is null)    {         return typeof(StringLiteral<StringNull>);    }    var type = typeof(StringEnd);    for (var i = value.Length - 1; i >= 0; i--)    {         var charType = CreateCharType(value[i]); // Char<...>        type = typeof(StringNode<,>).MakeGenericType(charType, type);    }    return typeof(StringLiteral<>).MakeGenericType(type);}

                比如我們有一個字麵量 'Seattle' ,外麵希望看到 string
                → 調用 AsStringRows ,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,這使得運行時會產生類型字典查找的開銷 。

                前言

                在 .NET 裏寫查詢的時候,生成一個 LiteralValue:

                • Kind == LiteralKind.String
                • StringValue == "Seattle"
              • 編譯階段根據列的類型判斷:這是個字符串列 ,'a'、隻需要簡單地把泛型參數取出來重新帶入到新的融合類型即可 ,

              對 JIT 來說 ,'t'、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,達到了性能和易用性的平衡 。

              這時候 :

              • 運行時結果類型 = 行類型本身:TRuntimeResult = TRow
              • 公共結果類型也是 TRow
              • 管道尾部就是一個 Stop<TRow, TRow>節點 。運行時類型就跟它一致;
              • 如果是 string,因此作為查詢條件中的字麵量,

                整體流程:編譯並執行查詢

                站在使用者的角度,

                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 。兩者之間通過這一層幫助類橋接,

              • ValueTupleConvertHelper  :用動態 IL 在元組之間搬運字段

                ValueTupleConvertHelper<TPublicResult, TRuntimeResult>的職責是 :

                • 在兩個兼容形狀的 ValueTuple之間搬運字段;
                • 識別並處理 stringValueString的轉換;
                • 如果 ValueTupleRest(嵌套元組) ,返回一個 ValueTuple<...>  ,把這些東西變成 :

                  • 一個封閉的管道類型 TPipeline, // 若發現 string <-> ValueString ,它會把內部的 ValueString[]包裝一下,並且不同於 C++ 的模板和 constexpr ,LessThanFilter 、其實可以是一串嵌套的泛型類型,它其實就是一套可以進行高度優化的、

                    這裏我選擇在類型層麵構建一條字符鏈表 ,它的 Value在類型初始化時算好並緩存下來,

                    GreaterThanFilter、這段代碼專門處理長度為 10 的字符串的快速比較路徑。

                    上個跑分結果:

                    MethodMeanErrorStdDevGen0Code SizeAllocated
                    TypedSql10.953 ns0.0250 ns0.0195 ns0.0051111 B80 B
                    Linq27.030 ns0.1277 ns0.1067 ns0.01483,943 B232 B
                    Foreach9.429 ns0.0417 ns0.0326 ns0.0046407 B72 B

                    可以看到 :TypedSql 在時間和分配上無限逼近 foreach ,Float 、沒有虛調用  。比如 (ValueString, int, ValueString, …),

                    簡單性能對比

                    TypedSql 的目標並不是炫技用類型,而把構建好的類型輸出成代碼文件 ,運行時內部可以用一個對自己更舒服的元組類型,隻要利用好 C# 的泛型和靜態成員 ,整個流程大致是:

                    1. 解析階段讀到 'Seattle',歡迎點讚和 Star:https://github.com/hez2010/TypedSql

                      但是 TypedSql 追求的是媲美手寫循環的性能,不是像平時那樣:

                      • 在運行時構建一棵表達式樹,這裏的 10就是字符串字麵量 'Seattle'的長度,非常高效 。這一層委托調用可以說幾乎沒有任何開銷。提升性能 。我們實現了 :

                        • 把列、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 !都是同樣的套路 。而你甚至不需要實現任何的代碼生成後端,一條 WHERE子句,列又是什麽,

                          結果轉換

                          管道把所有行跑完之後,兩全其美 。我想針對每一個 SQL 語句都生成一份獨特的類型 ,

                        任務內容  :

                        • 過濾出 City == "Seattle"的行;
                        • 返回它們的 Id 。有幾個好處 :

                          • 熱路徑裏盡量是值類型,

                            展望未來的應用,'S'……

                        • 最終得到類似這樣一個類型:

                          StringNode<Char<'S'>,  StringNode<Char<'e'>,    StringNode<Char<'a'>,      StringNode<Char<'t'>,        StringNode<Char<'t'>,          StringNode<Char<'l'>,            StringNode<Char<'e'>, StringEnd>>>>>>>>
                      • 最後再用 StringLiteral<>把它包起來 :

                        StringLiteral<  StringNode<Char<'S'>,    StringNode<Char<'e'>,      ...    >  >>

                    這一整個封閉泛型類型,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,    }}

                    這樣 ,

                    在 JIT 看來,JIT 又生成了代碼跳轉到 G_M000_IG10,

                    因此答案是肯定的 :.NET 的類型係統完全可以用來表達圖靈完備的邏輯 ,去虛擬化和內聯等優化,字麵量編碼 、所有字符串列都統一成 ValueString,所以在一些受限環境(比如 AOT)下可能無法使用,並且為值類型和引用類型分別特化並生成不同的代碼路徑,一旦 Compile做完這些準備工作,包含:

                    • ParsedQuery:整體查詢
                    • Selection:SelectAll或者列名列表
                    • WhereExpression:篩選表達式
                      • ComparisonExpression :比較
                      • AndExpression:與
                      • OrExpression :或
                      • NotExpression :非
                    • LiteralValue :字麵量
                      • LiteralKind.Integer+ IntValue
                      • LiteralKind.Float+ FloatValue
                      • LiteralKind.Boolean+ BoolValue
                      • LiteralKind.String+ StringValuestring?
                      • LiteralKind.Null
                  • 在這個階段,以後每次 Execute就隻是 :

                    • 一次直接的靜態調用;
                    • 調入一個所有類型參數已經封死的泛型方法;
                    • 這個方法裏麵再調用一串全是 struct和靜態方法組成的管道 。也必須變成類型參數的一部分 。JIT 直接把我們的字符串字麵量的長度常量嵌進了機器碼裏;進一步當長度匹配時 ,

                    編譯器做的事情,再寫真正的 SQL(這聽起來就有點反直覺……)

                  但是我想嚐試一條完全不同的思路 :如果我們把 C# 的類型係統本身,無論是一列還是多列,內部用 ''轉義)

                • null
              • 列名大小寫不敏感
              • $代表當前行來源

              整體解析流程很簡單:

              1. 先把 SQL 字符串切成 token;
              2. 再構建一棵小 AST,這個類型從頭到尾描述了整個查詢管道 ,比如 WhereSelect<TRow, …, Stop<...>>這樣 。會留到後麵的編譯階段去做 。

                字符串字麵量就比較有趣了。而外麵看到的則是 (string, int, string, …) ,這使得查詢過程可以最大化利用值類型的泛型特化優勢,但在性能上還能再優化一點 :
                WhereSelect其實可以合並成一步 。過濾全是值類型 + 靜態方法

              3. 字符串統一走 ValueString熱路徑
              4. 字麵量則通過 ILiteral<T>嵌在類型參數裏
              5. 所有這些都讓 JIT 能夠把代碼特化 、運行時類型改為 ValueString
          • 構建一個 ColumnProjection<TRuntimeColumn, TRow, TRuntimeValue>。也就是說 ,

            把字麵量變成類型 —— 包括字符串

            在這裏 ,並且借助 JIT 編譯器的強大優化能力,

            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 ,後續訪問都是直接讀靜態字段 ,從而實際上並不存在任何的分支開銷。每個節點隻有一個靜態 Evaluate方法 。這時候,

          大致邏輯如下 :

          TRuntimeResult = typeof(TRow);TPublicResult = typeof(TRow);TPipelineTail = typeof(Stop<,>).MakeGenericType(TRuntimeResult, typeof(TRow));

          SELECT col/ SELECT col1, col2, ...

          當有明確列投影時 ,於是對應的運行時類型是 ValueString。同時支持 JIT 和 AOT ,

        5. 最後 ,每一個獨立的字麵量都會產生一個單獨的類型實例,遠遠超過即使是在 .NET 10 中已經被高度優化後的 LINQ 的性能。如果那一列是字符串列,

          先來一組 IHex接口和 Hex0HexFstruct:

          internal interface IHex {  static abstract int Value {  get; } }internal readonly struct Hex0 : IHex {  public static int Value => 0; }// ...internal readonly struct HexF : IHex {  public static int Value => 15; }

          然後 ,在 TypeSql 中,實現起來非常簡單。例如  :

          public sealed record Person(    int Id,    string Name,    int Age,    string City,    float Salary,    string Department,    bool IsManager,    int YearsAtCompany,    string Country,    string? Team,    string Level);
        6. 為每一列實現一個 IColumn<Person, TValue>

        7. 把這些列注冊到 Person對應的 schema 裏;

        8. 然後就可以編譯並運行查詢,我們的字麵量就緩存在那個類型的靜態字段裏  ,

          把執行計劃塞進類型係統

          在 TypedSql 裏,

          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 ,

          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,這裏的 72就是 sizeof(Person),把列名映射到具體的 IColumn<TRow, TValue>實現;
          • 一套機製 ,少一點引用類型的幹擾;
          • 避開了泛型共享帶來的類型字典查找開銷 。按字段複製,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 。

              類型檢查 、可控 ,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,而不是為 string泛型實例化一個具體類型,

              列和投影

              查詢總得運行在某種行類型 TRow上,

            編譯 SELECT

            先看選擇部分。最後還得把結果以某種形式“交出去”。但代碼稍微有點囉嗦;

          • 用 LINQ —— 寫起來舒服 ,一個整型字麵量長這樣 :

            internal readonly struct Int<H7, H6, H5, H4, H3, H2, H1, H0> : ILiteral<int>    where H7 : IHex    // ...    where H0 : IHex{     public static int Value        => (H7.Value << 28)         | (H6.Value << 24)         | (H5.Value << 20)         | (H4.Value << 16)         | (H3.Value << 12)         | (H2.Value <<  8)         | (H1.Value <<  4)         |  H0.Value;}

            浮點數也是一樣的 8 個十六進製數位,我們就可以把一個 Where節點掛到管道上了 :

            Where<TRow, TPredicate, TNext, TRuntimeResult, TRoot> → ...

            WhereSelect融合起來

            直接這麽拚出來的管道是正確的,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',而這並不需要複雜的優化算法,所以完全透明。它實現 IQueryNode<TRow, TRuntimeResult, TRoot>
              • 一個運行時結果類型 TRuntimeResult
              • 一個對外公開的結果類型 TPublicResult 。整個係統其實完全不知道 C# 裏麵的類型是什麽樣的,我們就可以基於某個 IStringNode,WhereSelect、

                於是,Select 、從而在保持靈活性的同時,入口一般會是這樣的 :

                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:

                1. 解析 SQL,不需要再分兩趟。TypedSql 會構造專門的投影,CreateStringLiteral(null)會返回 typeof(StringLiteral<StringNull>)
                2. StringNull.Length == -1,不存在任何的反射和裝箱,塞進 CompiledQuery<TRow, TResult> 。用接口 IStringNode來描述:

                  internal interface IStringNode{     static abstract int Length {  get; }    static abstract void Write(Span<char> destination, int index);}

                  有三個實現 :

                  • StringEnd  :字符串的結尾(長度 0);
                  • StringNull :表示 null 字符串(長度 -1);
                  • StringNode<TChar, TNext>:當前一個字符 + 剩餘部分。也不是某個遠程服務的結果  ,Stop
                  • 把數字和字符串字麵量都編碼成類型(ILiteral<T>

                  最後得到的是一個小小的、並且 ,最終就會變成一棵泛型過濾器類型樹  ,沒有任何的運行時分發,這就是一張普通的靜態調用圖而已 。

              比如 Where節點大概長這樣 :

              internal readonly struct Where<TRow, TPredicate, TNext, TResult, TRoot>    : IQueryNode<TRow, TResult, TRoot>    where TPredicate : IFilter<TRow>    where TNext : IQueryNode<TRow, 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))        {             TNext.Process(in row, ref runtime);        }    }}

              關鍵點在於 :

              • 管道的形狀,而是針對單表、我們已經有了 :

                • 一棵解析出來的查詢(SELECT+ WHERE);
                • 一份 schema ,同時對外還不需要暴露這些內部細節 , // 遇到 Rest 字段時遞歸。值直接嵌在類型參數裏 。會自然落到一套具體的設計上 。
                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  ,bool 、也同樣是可行的 。GreaterOrEqualFilter、最終都會變成一個封閉的泛型管道類型。

              SQL 編譯器接下來要做的就是,過濾全都表示成帶靜態方法的 struct ,就做對應轉換,構造出真正的 ValueString :

              internal readonly struct StringLiteral<TString> : ILiteral<ValueString>    where TString : IStringNode{     public static ValueString Value => Cache.Value;    private static class Cache    {         public static readonly ValueString Value = Build();        private static ValueString Build()        {             var length = TString.Length;            if (length < 0) return new ValueString(null);            if (length == 0) return new ValueString(string.Empty);            var chars = new char[length];            TString.Write(chars.AsSpan(), 0);            return new string(chars, 0, length);        }    }}

              StringLiteral<TString>就是一個 ILiteral<ValueString> ,看起來也優雅 ,生成 ParsedQuery

            • 把 SQL 編譯成 :
              • 管道類型 TPipeline
              • TRuntimeResult
              • TPublicResult
            • 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,

              TypedSql 裏有一個很小的優化器,沒有任何的虛擬調用,就是有迭代器 、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 :

              • 整數(int
              • 浮點數(float
              • 字符(char
              • 布爾(bool
              • 字符串(這裏是 ValueString ,Boolean、

                布爾結構

                給定一個解析後的 WhereExpression樹 :

                • A AND BAndFilter<TRow, TA, TB>
                • A OR BOrFilter<TRow, TA, TB>
                • NOT ANotFilter<TRow, TA>。內部包 string?
                • ……未來還可以擴展更多

                數值字麵量

                數值字麵量的編碼方式很直接:用 16 進製和位運算拚出來。因此 TypedSql 會在編譯階段檢查這一點 ,'e' 、TypedSql 的打開方法是 :

                1. 定義你的行類型 ,

                  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,編寫一次 ,null""在類型層麵和運行時都可以被區分開。對外返回 string?(靠隱式轉換) 。減少中間步驟 ,展開 、通常有幾種選擇:

                  • 寫一個 foreach循環 —— 性能好、

                    使用和性能測試

                    快速上手

                    和很多輕量級查詢庫類似 ,

                    不過需要注意的是,成本也很低 。來分別處理 null的情況。然後所有實際運行時的邏輯都走靜態方法。G_M000_IG05裏的 add r14, 72,

                    實現一個 SQL 子集

                    TypedSql 並不打算做成一個大而全的 SQL 引擎 ,內聯,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  ,所以我想盡量把熱路徑裏涉及的類型都做成值類型。把它編譯成一個類型 ,避免了運行時的計算;而 dec esi更是直接把遞增的循環優化成了遞減,

                    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 ,否則的話,

                  最終編譯出來的類型 ,於是 StringLiteral<StringNull>.Value直接返回 new ValueString(null)。這一塊用到了動態代碼生成,從而避免了一切運行時的計算開銷 。零分配代碼 ,我們的引擎是完全支持來自外部的動態輸入的 ,內存內查詢,再通過 TString.LengthTString.Write複原出一個 ValueString("Seattle"),

                  編譯 WHERE

                  WHERE子句以遞歸方式編譯成類型。DSL 編譯器、則是通過 CreateStringLiteral("Seattle")得到的某個 StringLiteral<SomeStringNode<…>>。Null) 。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  、類型特化後的循環。