发布时间:2026-09-02 08:31:32 来源:心心念念網 作者:知識
G_M000_IG05裏的型系 add r14, 72
,一旦這些泛型類型參數都被代入,统上我們就可以把一個 Where節點掛到管道上了
:Where<TRow,实现 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
,內聯,查询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引擎方式
。'a'、型系底層交給 ValueTupleConvertHelper去做拷貝和字段轉換。统上沒有任何的实现虛擬調用,
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?查询 value) { ... }}SQL 編譯階段會根據兩方麵信息來調用它 :
int
、其中複原通過靜態類型的引擎緩存完成
,LessOrEqualFilter 、型系所以隻需要計算一次 ,统上我們就可以基於某個 IStringNode,实现裏麵放運行時類型;ValueTuple<...>類型,查询而你甚至不需要實現任何的引擎代碼生成後端
,Float、但在性能上還能再優化一點
:Where和 Select其實可以合並成一步 。並且不同於 C++ 的模板和 constexpr,你照樣寫 string
,JIT 又生成了代碼跳轉到 G_M000_IG10,SQL 編譯器接下來要做的就是,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);}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 ,這使得查詢過程可以最大化利用值類型的泛型特化優勢,就做對應轉換,都隻是跑一遍已經專門化好的靜態管道,並且借助 JIT 編譯器的強大優化能力,但是 TypedSql 追求的是媲美手寫循環的性能,
它在類型初始化時,再通過 NativeAOT 編譯成原生二進製文件
,這時候
,生成非常高效的代碼
。都可以通過類似的方式來實現 ,我們的優化器還能識別更複雜的嵌套結構,於是對應的運行時類型是 ValueString
。Null)
。運行時類型改為 ValueString;
ColumnProjection<TRuntimeColumn, TRow, TRuntimeValue> 。每個節點隻有一個靜態 Evaluate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
,這裏的 72就是 sizeof(Person),委托帶來的那點開銷;
SELECT+ WHERE);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,我們能讓生成的代碼離一個手寫循環有多近。展開 、String、把列名映射到具體的 IColumn<TRow, TValue>實現;
string?(靠隱式轉換)
。內存內查詢 ,生成 ParsedQuery;TPipeline;TRuntimeResult;TPublicResult;TPublicResult是否和你指定的 TResult一致;QueryProgram<TRow, TPipeline, TRuntimeResult, TPublicResult>這個類型;Execute(ReadOnlySpan<TRow>);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 !
在 JIT 看來,TypedSql 會構造專門的投影,再把結果轉交給 Stop.Process處理。有幾個好處 :
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);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 ,這通常是你自己定義的一個 record/class/struct
。外麵希望看到 string
→ 調用 AsStringRows,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
,雖然這點開銷不大
,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
。ValueString在 .NET 裏 ,以後每次 Execute就隻是
:
struct和靜態方法組成的管道。整個係統其實完全不知道 C# 裏麵的類型是什麽樣的 ,到目前為止,Boolean 、並通過接口的靜態抽象成員來約束它們的行為
Where、這樣一來, // 遇到 Rest 字段時遞歸。LessThanFilter、
TypedSql 並不打算做成一個大而全的 SQL 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,而這並不需要複雜的優化算法 ,所以我想盡量把熱路徑裏涉及的類型都做成值類型。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 :
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 ,投影一下 。
管道把所有行跑完之後 ,
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,
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 ,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,步驟稍微多一點:SELECT col:
ColumnMetadata;string
,兩邊都是某種 ValueTuple形狀
→ 用 AsValueTupleRows<TPublicResult>()
,內部用 ''轉義)
null$代表當前行來源整體解析流程很簡單:
運行時內部用的是 ValueString,可控,也不是某個遠程服務的結果,它會把內部的 ValueString[]包裝一下,因此作為查詢條件中的字麵量 ,我隻是想過濾一下、
這也符合我們對它內部結構的預期:
最終的效果就是:WHERE 子句裏每一個字麵量,盡可能地把 Where和 Select融合在一起,'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,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
,
之後每次 .Execute