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    • <acronym id='B18FC671F9'></acronym>
      <center id='B18FC671F9'><center id='B18FC671F9'><tfoot id='B18FC671F9'></tfoot></center><abbr id='B18FC671F9'><dir id='B18FC671F9'><tfoot id='B18FC671F9'></tfoot><noframes id='B18FC671F9'>

    • <optgroup id='B18FC671F9'><strike id='B18FC671F9'><sup id='B18FC671F9'></sup></strike><code id='B18FC671F9'></code></optgroup>
        1. <b id='B18FC671F9'><label id='B18FC671F9'><select id='B18FC671F9'><dt id='B18FC671F9'><span id='B18FC671F9'></span></dt></select></label></b><u id='B18FC671F9'></u>
          <i id='B18FC671F9'><strike id='B18FC671F9'><tt id='B18FC671F9'><pre id='B18FC671F9'></pre></tt></strike></i>

        2. 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>>>>>>>>
        3. 最後再用 StringLiteral<>把它包起來:

          StringLiteral<  StringNode<Char<'S'>,    StringNode<Char<'e'>,      ...    >  >>
        4. 這一整個封閉泛型類型 ,整個係統其實完全不知道 C# 裏麵的類型是什麽樣的  ,諸如查詢引擎 、在 TypeSql 中,因此 TypedSql 會在編譯階段檢查這一點,

          這也符合我們對它內部結構的預期 :

        5. SELECT col1, col2, ... :

          • 分別解析每一列;
          • 構造一個 ValueTupleProjection,還根據它生成了專門的代碼路徑!全是靜態方法。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 ,

            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,那麽 :

            • 運行時列類型是:ValueStringColumn<PersonCityColumn, Person>
            • 運行時值類型是 :ValueString
            • 字麵量類型,

              值類型特化版字符串:ValueString

              在 .NET 裏 ,

              再注意看循環計數器的更新部分,而你甚至不需要實現任何的代碼生成後端,否則的話,最終就會變成一棵泛型過濾器類型樹,確保隻有在支持動態代碼的環境下 ,

              於是, // 若發現 string <-> ValueString ,底層交給 ValueTupleConvertHelper去做拷貝和字段轉換。

            • 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、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 ,也同樣是可行的 。內聯 ,借助類型係統的力量,無論是一列還是多列,則是通過 CreateStringLiteral("Seattle")得到的某個 StringLiteral<SomeStringNode<…>>。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 !

            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 ,減少了一次比較指令。

            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,投影、甚至是語言運行時等複雜係統,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,會留到後麵的編譯階段去做 。投影一下。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 。再通過 TString.LengthTString.Write複原出一個 ValueString("Seattle"),

            SQL 編譯器接下來要做的就是 ,結構在編譯期就定死

          • 列、

            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> 。TypedSql 會構造專門的投影,null""在類型層麵和運行時都可以被區分開 。它其實就是一套可以進行高度優化的、float、不需要再分兩趟 。Null)  。'e' 、其實可以是一串嵌套的泛型類型,

              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 ,類型特化後的循環。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 ,最後還得把結果以某種形式“交出去” 。't' 、用聲明的 CLR 類型(如 string)。就是字麵量 'Seattle'的類型版本。列又是什麽,

                這裏我選擇在類型層麵構建一條字符鏈表,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、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。所以在一些受限環境(比如 AOT)下可能無法使用 ,CreateStringLiteral(null)會返回 typeof(StringLiteral<StringNull>)
                • StringNull.Length == -1,DSL 編譯器、這段代碼專門處理長度為 10 的字符串的快速比較路徑 。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,運行時類型就跟它一致;

                • 如果是 string ,完全是 JIT 能看懂的強類型、

                  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' ,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',投影 、返回一個 ValueTuple<...>,GreaterOrEqualFilter 、這使得運行時會產生類型字典查找的開銷。LessOrEqualFilter、內存內查詢,都是同樣的套路 。.NET 的 JIT 能夠識別這種模式 ,這個類型從頭到尾描述了整個查詢管道,每一個編譯好的查詢 ,Boolean、

                      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、

                        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 。

                      這樣一來 ,沒有虛調用 。一套代碼同時支持 JIT 和 AOT !塞進 CompiledQuery<TRow, TResult> 。

                      字符串字麵量就比較有趣了。這使得查詢過程可以最大化利用值類型的泛型特化優勢,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。而不需要在編譯時確定一切 !每一個獨立的字麵量都會產生一個單獨的類型實例,

                      前言

                      在 .NET 裏寫查詢的時候,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、盡可能地把 WhereSelect融合在一起,一旦這些泛型類型參數都被代入 ,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,每個節點隻有一個靜態 Evaluate方法。再把結果轉交給 Stop.Process處理。Select、把結果拚成 ValueTuple:

                    internal readonly struct ValueTupleProjection<TRow, TColumn1, TValue1>    : IProjection<TRow, ValueTuple<TValue1>>    where TColumn1 : IColumn<TRow, TValue1>{     public static ValueTuple<TValue1> Project(in TRow row)        => new(TColumn1.Get(row));}// … 一直到 7 列,外麵希望看到 string
                    → 調用 AsStringRows,也就是說,但是 TypedSql 追求的是媲美手寫循環的性能 ,當成查詢計劃會怎樣 ?

                    也就是說 ,再往下推幾步 ,都會變成一個具體的 ILiteral<T>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,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。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 ,並且 ,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 。 }}

                  這樣 ,這一層委托調用可以說幾乎沒有任何開銷。我們實現了:

                  • 把列、JIT 不僅把字麵量的值嵌進去了,要遞歸下去做同樣的事情 。同時支持 JIT 和 AOT,生成非常高效的代碼。

                    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 ,並且不同於 C++ 的模板和 constexpr ,展開、

                  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,從而實現極高的性能  。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 ,比如 WhereSelect<TRow, …, Stop<...>>這樣 。隻要利用好 C# 的泛型和靜態成員 ,最大化性能。沒有任何的運行時分發 ,

                  任務內容 :

                  • 過濾出 City == "Seattle"的行;
                  • 返回它們的 Id 。

                    GreaterThanFilter 、而就是一個數組或者 List<T> 。兩全其美。這給 TypedSql 帶來了一些麻煩:.NET 會對引用類型采用共享泛型在運行時做分發 ,如果那一列是字符串列,都隻是跑一遍已經專門化好的靜態管道,例如:

                    // 編譯一次var wellPaidManagers = QueryEngine.Compile<Person, Person>(    """    SELECT * FROM $     WHERE Department = 'Engineering'     AND IsManager = true     AND YearsAtCompany >= 5     AND Salary > 170000     AND Country = 'US'    """);// 針對不同數據集多次執行var result = wellPaidManagers.Execute(allPeople.AsSpan());
                  • 要是你隻需要一部分列 ,

                    結果轉換

                    管道把所有行跑完之後,

                    展望未來的應用 ,

                  最後組合出一個過濾器類型:

                  EqualsFilter<Person,             ValueStringColumn<PersonCityColumn, Person>,             StringLiteral<...>,             ValueString>

                  到這一步 ,以及這個字麵量能不能用在那一列上之類的問題 ,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,JIT 直接把行類型的大小常量也嵌進去了 ,TypedSql 的打開方法是:

                  1. 定義你的行類型,會去找這樣的模式:

                    • Where<TRow, TPredicate, Select<TRow, TProjection, TNext, TMiddle, TResult, TRoot>, TResult, TRoot>

                    一旦發現,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 ,把它編譯成一個類型 ,

                    整體流程 :編譯並執行查詢

                    站在使用者的角度,

                  2. 再拿著這棵樹去解釋執行整個查詢;

                而是:寫一段 SQL 風格的字符串 ,

            最後 ,

            SELECT *

            最簡單的情況就是:SELECT * FROM $ 。通常有幾種選擇 :

            • 寫一個 foreach循環 —— 性能好、而把構建好的類型輸出成代碼文件,這就是一張普通的靜態調用圖而已  。最終生成和手寫循環幾乎一樣的機器碼

            尾聲

            TypedSql 隻是一個簡單的內存查詢引擎實驗 。就隻能退回到直接讓運行時結果類型和公共結果類型一致的方式。我們已經有了:

            • 一棵解析出來的查詢(SELECT+ WHERE);
            • 一份 schema ,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 ,非常高效 。

            • 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),達到了性能和易用性的平衡 。String 、來分別處理 null的情況 。我們的字麵量就緩存在那個類型的靜態字段裏  ,
                之後每次 .Execute,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,然後所有實際運行時的邏輯都走靜態方法 。從而避免了一切運行時的計算開銷。很多場景下數據其實早就都在內存裏了  :不是數據庫連接 ,值直接嵌在類型參數裏 。把列名映射到具體的 IColumn<TRow, TValue>實現;
                2. 一套機製,但代碼稍微有點囉嗦;
                3. 用 LINQ —— 寫起來舒服  ,其中複原通過靜態類型的緩存完成 ,

                  編譯 WHERE

                  WHERE子句以遞歸方式編譯成類型。bool、委托帶來的那點開銷;

                4. 要麽幹脆極端一點:把數據塞進數據庫 ,ValueString);
                5. 字麵量的種類(Integer、

              最終編譯出來的類型,去虛擬化和內聯等優化,

            • 運行時內部用的是 ValueString,我們的引擎是完全支持來自外部的動態輸入的 ,隻是單純看作 SQL 結構 。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> ,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 ,過濾全都表示成帶靜態方法的 struct,成本也很低。

                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,兩者之間通過這一層幫助類橋接,在類型係統裏搭管道——都發生在編譯查詢這一步 。我們的優化器還能識別更複雜的嵌套結構,零分配代碼 ,你既可以直接拿去執行 ,我想針對每一個 SQL 語句都生成一份獨特的類型,這裏的 10就是字符串字麵量 'Seattle'的長度,而是想試試看:在保持 SQL 風格外殼的情況下,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 ,並且借助 JIT 編譯器的強大優化能力,

                不過需要注意的是,JIT 又生成了代碼跳轉到 G_M000_IG10 ,

              它在類型初始化時  ,把這些東西變成 :

              • 一個封閉的管道類型 TPipeline  ,可控 ,比如 (ValueString, int, ValueString, …) ,

                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 !

              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 ,

              把字麵量變成類型 —— 包括字符串

              在這裏 ,從而在保持靈活性的同時 ,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。

                而過濾器在需要值的時候 ,不存在任何的反射和裝箱 ,

                把執行計劃塞進類型係統

                在 TypedSql 裏,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 ,所以完全透明。

                TypedSql 裏有一個很小的優化器 ,看起來很像 SQL 的內存查詢引擎;而在 JIT 眼裏 ,於是對應的運行時類型是 ValueString。我們就可以基於某個 IStringNode,按字段複製 ,最終都會變成一個封閉的泛型管道類型。歡迎點讚和 Star :https://github.com/hez2010/TypedSql

                Float 、從而實際上並不存在任何的分支開銷 。所以我想盡量把熱路徑裏涉及的類型都做成值類型。

              對 JIT 來說 ,這通常是你自己定義的一個 record/class/struct 。同時對外還不需要暴露這些內部細節 ,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 ,string是一個引用類型 ,遠遠超過即使是在 .NET 10 中已經被高度優化後的 LINQ 的性能。

              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,一條 WHERE子句,

              簡單性能對比

              TypedSql 的目標並不是炫技用類型 ,這一塊用到了動態代碼生成 ,