1 引言

重回 “手寫 SQL 編輯器” 系列。這次介紹如何利用快取優化編譯器執行效能。

可以利用 Frist 集 與 Match 節點快取 這兩種方式優化。

本文會用到一些圖做解釋，下面介紹圖形規則：

First 集優化，是指在初始化時，將整體文法的 First 集找到，因此在節點匹配時，如果 Token 不存在於 First 集中，可以快速跳過這個文法，在文法呼叫鏈很長，或者 “或” 的情況比較多時，可以少走一些彎路：

如圖所示，只要構建好了 First 集，不論這個節點的路徑有多長，都可以以最快速度判斷節點是否不匹配。如果節點匹配，則繼續深度遍歷方式訪問節點。

現在節點不匹配時效能已經最優，那下一步就是如何優化匹配時的效能，這時就用到 Match 節點快取。

Match 節點快取，指在執行時，快取節點到其第一個終結符的過程。與 First 集相反，First 集可以快速跳過，而 Match 節點快取可以快速找到終結符進行匹配，在非終結符很多時，效果比較好：

如圖所示，當匹配到節點時，如果已經構建好了快取，可以直接調到真正匹配 Token 的 Match 節點，從而節省了大量節點遍歷時間。

這裡需要注意的是，由於 Tree 節點存在分支可能性，因此快取也包含將 “沿途” Chances 推入 Chances 池的職責。

2 精讀

那麼如何構建 First 集與 Match 節點快取呢？通過兩張圖解釋。

構建 First 集

如圖所示，構建 First 集是個自下而上的過程，當訪問到 MatchNode 節點時，就可以收集作為父節點的 First 集了！父集判斷 First 集收集完畢的話，就會觸發它的父節點 First 集收集判斷，如此遞迴，最後完成 First 集收集的是最頂級節點。

構建 Match 節點快取

如圖所示，訪問節點時，如果沒有快取，則會將這個節點新增到 Match 快取查詢佇列，同時路途遇到 TreeNode，也會將下一個 Chance 新增到快取查詢佇列。直到遇到了第一個 MatchNode 節點，則這個節點是 “Match 快取查詢佇列” 所有節點的 Match 節點快取，此時這些節點的快取就可以生效了，指向這個 MatchNode，同時清空快取查詢佇列，等待下一次查詢。

3 總結

拿 select a, b, c, d from e 這個語句做測試：

從這個簡單 Demo 來看，提效了 16% 左右。不過考慮到文法結構會影響到提效，對於層級更深的文法、能啟用深層級文法的輸入可以達到更好的效率提升。

4 更多討論

討論地址是：精讀《手寫 SQL 編譯器 - 效能優化之快取》 · Issue #110 · dt-fe/weekly

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