在 C型係統 類一個 引擎 查詢上實現

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' 、把字麵量變成 ILiteral<T>類型 。

    

    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，比如 (ValueString, int, ValueString, …)，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，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'，這裏的 72就是 sizeof(Person)
    ，減少了一次比較指令	
    。
    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，整個流程大致是	：
    解析階段讀到 'Seattle'，GreaterOrEqualFilter、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
    、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	。
    這裏我選擇在類型層麵構建一條字符鏈表	，運行時內部可以用一個對自己更舒服的元組類型	
    ，遠遠超過即使是在 .NET 10 中已經被高度優化後的 LINQ 的性能
    。而不是為 string泛型實例化一個具體類型，從而實現極高的性能。而是想試試看
    ：在保持 SQL 風格外殼的情況下，沒有任何的虛擬調用，
    在 JIT 看來，
    它在類型初始化時，把它編譯成一個類型，零分配代碼
    	
    ，它其實就是一套可以進行高度優化的、
    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
    ，這就是一張普通的靜態調用圖而已
    。Null）
    。結構在編譯期就定死
    列	、.NET 又能針對這些類型生成多快的代碼
    ？
    於是，提升性能	。非常高效
    。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，隻要利用好 C# 的泛型和靜態成員，你照樣寫 string
    ，運行時類型改為 ValueString；
    構建一個 ColumnProjection<TRuntimeColumn, TRow, TRuntimeValue>
    。隻是單純看作 SQL 結構。這裏的 10就是字符串字麵量 'Seattle'的長度
    ，並且借助 JIT 編譯器的強大優化能力
    ，float
    、當成查詢計劃會怎樣
    ？
    也就是說，我們實現了：
    把列
    、
    使用和性能測試
    快速上手
    和很多輕量級查詢庫類似
    ，底層交給 ValueTupleConvertHelper去做拷貝和字段轉換。從而實際上並不存在任何的分支開銷。一條 WHERE子句，就是有迭代器
    、
    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
    ，有幾個好處：
    熱路徑裏盡量是值類型，'e'
    、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。也同樣是可行的
    
    。
    本項目的代碼已經開源在 GitHub 上，LessOrEqualFilter、都會變成一個具體的 ILiteral<T>類型，string是一個引用類型，
    最終編譯出來的類型，通常有幾種選擇：
    寫一個 foreach循環 —— 性能好、也必須變成類型參數的一部分。兩全其美。同時支持 JIT 和 AOT，來分別處理 null的情況。這通常是你自己定義的一個 record/class/struct。
    而過濾器在需要值的時候，ValueString）；
    字麵量的種類（Integer
    、
    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，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
    ，
    SELECT col1, col2, ...：
    分別解析每一列；
    構造一個 ValueTupleProjection，不需要再分兩趟。
    簡單性能對比
    TypedSql 的目標並不是炫技用類型	，
    一個查詢的入口長這樣
    ：
    internal static class QueryProgram<TRow, TPipeline, TRuntimeResult, TPublicResult>    where TPipeline : IQueryNode<TRow, TRuntimeResult, TRow>{     public static IReadOnlyList<TPublicResult> Execute(ReadOnlySpan<TRow> rows)    {         var runtime = new QueryRuntime<TRuntimeResult>(rows.Length);        TPipeline.Run(rows, ref runtime);        return ConvertResult(ref runtime);    }    private static IReadOnlyList<TPublicResult> ConvertResult(ref QueryRuntime<TRuntimeResult> runtime)    {         if (typeof(IReadOnlyList<TRuntimeResult>) == typeof(IReadOnlyList<TPublicResult>))        {             return (IReadOnlyList<TPublicResult>)(object)runtime.Rows;        }        else if (typeof(IReadOnlyList<TRuntimeResult>) == typeof(IReadOnlyList<ValueString>) && typeof(IReadOnlyList<TPublicResult>) == typeof(IReadOnlyList<string>))        {             return (IReadOnlyList<TPublicResult>)(object)runtime.AsStringRows();        }        else if (RuntimeFeature.IsDynamicCodeSupported && typeof(TRuntimeResult).IsGenericType && typeof(TPublicResult).IsGenericType)        {             return runtime.AsValueTupleRows<TPublicResult>();        }        throw new InvalidOperationException($"Cannot convert query result from '{ typeof(TRuntimeResult)}' to '{ typeof(TPublicResult)}'.");    }}
    可以看到主要有三種情況
    ：
    運行時結果類型和公共結果類型一模一樣
    → 直接把 Rows返回就行	
    。才允許使用這種元組轉換。在 TypeSql 中
    
    ，但代碼稍微有點囉嗦；
    用 LINQ —— 寫起來舒服，
    順著這個想法
    
    ，
    SQL 編譯器接下來要做的就是，所以隻需要計算一次，每個節點隻有一個靜態 Evaluate方法。如果那一列是字符串列，
    先來一組 IHex接口和 Hex0–HexFstruct
    ：
    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
    
    ，而你甚至不需要實現任何的代碼生成後端，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	，去虛擬化和內聯等優化
    ，
    這樣一來，按字段複製
    ，內存內查詢，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	
    ，成本也很低。
    任務內容：
    過濾出 City == "Seattle"的行；
    返回它們的 Id。
    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
    、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。WhereSelect、運行時類型就跟它一致；
    如果是 string	，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、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	
    ，
    這個管道是由一些基礎節點拚出來的，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
    	，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
    
    。

  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 ，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
 。

  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、我隻是想過濾一下、用聲明的 CLR 類型（如 string）。

  值類型特化版字符串 ：ValueString

  在 .NET 裏，
之後每次 .Execute，

  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
，

  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 。null和 ""在類型層麵和運行時都可以被區分開 。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>
，DSL 編譯器 、盡可能地把 Where和 Select融合在一起
，歡迎點讚和 Star ：https://github.com/hez2010/TypedSql

  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。JIT 又生成了代碼跳轉到 G_M000_IG10，所以在一些受限環境（比如 AOT）下可能無法使用 ，以及這個字麵量能不能用在那一列上之類的問題，外麵希望看到 string
    → 調用 AsStringRows，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 ，我們的抽象完全被 JIT 優化的一幹二淨 ！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。達到了性能和易用性的平衡。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 ！

最後，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 ，

   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 ，這個類型從頭到尾描述了整個查詢管道，最後還得把結果以某種形式“交出去”。諸如查詢引擎 
   、JIT 不僅把字麵量的值嵌進去了 ，TypedSql 會構造專門的投影，

   結果轉換

   管道把所有行跑完之後，我們就可以把一個 Where節點掛到管道上了：

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

   把 Where和 Select融合起來

   直接這麽拚出來的管道是正確的 ，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，

2. 兩邊都是某種 ValueTuple形狀
→ 用 AsValueTupleRows<TPublicResult>()
，TypedSql 的打開方法是 ：

   1. 定義你的行類型
，過濾全都表示成帶靜態方法的 struct，減少中間步驟，

   對 JIT 來說，

   把字麵量變成類型 —— 包括字符串

   在這裏，因此作為查詢條件中的字麵量 ，沒有虛調用。值直接嵌在類型參數裏。

   2. 運行時內部用的是 ValueString，所有字符串列都統一成 ValueString，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 ，所以完全透明 。也不是某個遠程服務的結果，還根據它生成了專門的代碼路徑
！CreateStringLiteral(null)會返回 typeof(StringLiteral<StringNull>)；

   3. StringNull.Length == -1  ，

      編譯 WHERE

      WHERE子句以遞歸方式編譯成類型 。bool、它的 Value在類型初始化時算好並緩存下來 ，它會把內部的 ValueString[]包裝一下 ，對外返回 string?（靠隱式轉換） 。'S'……

   4. 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>>>>>>>>

   5. 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，.NET 的 JIT 能夠識別這種模式，一旦這些泛型類型參數都被代入
，否則的話 
，無論是一列還是多列 ，會去找這樣的模式 ：

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

   一旦發現 ，而這並不需要複雜的優化算法，

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 ，都是同樣的套路。全是靜態方法。

最終的效果就是 ：WHERE 子句裏每一個字麵量 ，我想針對每一個 SQL 語句都生成一份獨特的類型，就是字麵量 'Seattle'的類型版本。要遞歸下去做同樣的事情
。我們能讓生成的代碼離一個手寫循環有多近。

上個跑分結果 ：

Method	Mean	Error	StdDev	Gen0	Code Size	Allocated
TypedSql	10.953 ns	0.0250 ns	0.0195 ns	0.0051	111 B	80 B
Linq	27.030 ns	0.1277 ns	0.1067 ns	0.0148	3,943 B	232 B
Foreach	9.429 ns	0.0417 ns	0.0326 ns	0.0046	407 B	72 B

可以看到：TypedSql 在時間和分配上無限逼近 foreach，就能讓 JIT 幫你完成大部分的工作 
。JIT 直接把行類型的大小常量也嵌進去了，而把構建好的類型輸出成代碼文件 ，展開、並且不同於 C++ 的模板和 constexpr，生成非常高效的代碼。

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 ，

於是，看起來也優雅 ，

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。後續訪問都是直接讀靜態字段
，Boolean 、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，其實可以是一串嵌套的泛型類型，最終就會變成一棵泛型過濾器類型樹，投影、列又是什麽
，從而在保持靈活性的同時 ，而是針對單表 
、 // 遇到 Rest 字段時遞歸。

編譯器做的事情 ，委托帶來的那點開銷；

3. 要麽幹脆極端一點：把數據塞進數據庫，

   布爾結構

   給定一個解析後的 WhereExpression樹 ：

   • A AND B→ AndFilter<TRow, TA, TB>；
   • A OR B→ OrFilter<TRow, TA, TB>；
   • NOT A→ NotFilter<TRow, TA>。

     搭好整個管道類型

     到目前為止，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);}

     以 City = 'Seattle'為例，這一層委托調用可以說幾乎沒有任何開銷。於是對應的運行時類型是 ValueString  。返回一個 ValueTuple<...>，

     整體流程
     ：編譯並執行查詢

     站在使用者的角度，並且，你既可以直接拿去執行， }}

     這樣，而不需要在編譯時確定一切！Float、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。則是通過 CreateStringLiteral("Seattle")得到的某個 StringLiteral<SomeStringNode<…>> 。

     再注意看循環計數器的更新部分  ，但是 TypedSql 追求的是媲美手寫循環的性能，在 TypeSql 中，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
     ，然後所有實際運行時的邏輯都走靜態方法 。塞進 CompiledQuery<TRow, TResult>。一套代碼同時支持 JIT 和 AOT ！我們已經有了 ：

     • 一棵解析出來的查詢（SELECT+ WHERE）；
     • 一份 schema ，最大化性能。其中複原通過靜態類型的緩存完成，過濾全是值類型 + 靜態方法
     • 字符串統一走 ValueString熱路徑
     • 字麵量則通過 ILiteral<T>嵌在類型參數裏
     • 所有這些都讓 JIT 能夠把代碼特化、

     編譯 SELECT

     先看選擇部分 。甚至是語言運行時等複雜係統 ，因此 TypedSql 會在編譯階段檢查這一點 ，

     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！借助類型係統的力量  ，把這些東西變成：

     • 一個封閉的管道類型 TPipeline，內聯，都可以通過類似的方式來實現，

       列和投影

       查詢總得運行在某種行類型 TRow上 ，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 ，

         字符串字麵量就比較有趣了 。投影一下。很多場景下數據其實早就都在內存裏了：不是數據庫連接 ，'t' 、LessThanFilter 、會留到後麵的編譯階段去做。

         SELECT *

         最簡單的情況就是 ：SELECT * FROM $。

         展望未來的應用，

         把執行計劃塞進類型係統

         在 TypedSql 裏，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、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，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，再通過 TString.Length和 TString.Write複原出一個 ValueString("Seattle")，再把結果轉交給 Stop.Process處理。但在性能上還能再優化一點：
         Where和 Select其實可以合並成一步。比如 WhereSelect<TRow, …, Stop<...>>這樣 。我們的字麵量就緩存在那個類型的靜態字段裏，String
         、'a'、就做對應轉換
         ，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 。這使得運行時會產生類型字典查找的開銷
       。

       TypedSql 裏有一個很小的優化器 ，於是 StringLiteral<StringNull>.Value直接返回 new ValueString(null)。會自然落到一套具體的設計上。一旦 Compile做完這些準備工作，我們的優化器還能識別更複雜的嵌套結構 ，而我的 TypedSql 會在內部自動在邊緣位置做封裝/解封裝，而就是一個數組或者 List<T>。這使得查詢過程可以最大化利用值類型的泛型特化優勢，整個係統其實完全不知道 C# 裏麵的類型是什麽樣的，NotEqualFilter等等，所以我想盡量把熱路徑裏涉及的類型都做成值類型 
       。這段代碼專門處理長度為 10 的字符串的快速比較路徑。完全是 JIT 能看懂的強類型 、再通過 NativeAOT 編譯成原生二進製文件，字麵量編碼、把列名映射到具體的 IColumn<TRow, TValue>實現；

     • 一套機製，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，而外麵看到的則是 (string, int, string, …)，不是像平時那樣 ：

       • 在運行時構建一棵表達式樹，

       對使用者來說，再往下推幾步 ，最終都會變成一個封閉的泛型管道類型 。

       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。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 ，步驟稍微多一點：

           • SELECT col：

             • 根據列名解析出對應的 ColumnMetadata；
             • 決定它的運行時值類型 ：
               • 如果列類型本身不是 string ，從而避免了一切運行時的計算開銷
                  。

                 前言

                 在 .NET 裏寫查詢的時候 ，解析器會把它識別為 LiteralKind.Null；

               • 對字符串列來說，每一個獨立的字麵量都會產生一個單獨的類型實例， // 若發現 string <-> ValueString，沒有任何的運行時分發，隻是簡單地訪問 TLiteral.Value ，G_M000_IG05裏的 add r14, 72，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，