运行时动态函数解析

Question

我的项目在运行时需要加载很多模块，每个模块都包含很多函数，形式类似于下面的伪代码：

void someFunction(Context &ctx) {
    bool result;
    result = ctx.call("someFunction2")(ctx.arg["arg1"], ctx.arg["arg2"])
             && ctx.call("someFunction3")(ctx.arg["arg1"], ctx.arg["arg3"]);
    ctx.result(result);
} 

其中ctx.arg["arg1"]，ctx.arg["arg2"]，ctx.arg["arg3"]是传递到的参数someFunction在运行时。someFunction2并且someFunction3无法在编译时静态解析，但会在运行时在加载所有模块时知道（它们是否已在其他模块中定义）。

现在，一个简单的实现将使用散列映射来存储所有这些函数的函数句柄，但散列会很慢，因为通常需要搜索 10k 个函数，并且每个函数将在其他函数中被多次调用（例如：枚举参数以找到将产生所需结果的正确组合）。

因此，我正在寻找某种解决方案，它会在加载所有模块时对这些“ctx.call”执行一次替换，而不是每次都执行“散列和探测”。目前的主要问题是“替换”操作。我提出了一些想法，但它们并不完美：

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第一个解决方案：创建一个内部函数inner_func(func_handle1, func_handle2, arg1, arg2, arg3)，并用于std::bind创建一个外部包装器outer_wrapper()。

问题：不是用户友好的，必须明确告诉上下文要查找哪些函数和参数。

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第二种解决方案：使用元编程+ constexpr + 宏来自动统计函数和参数名称的引用，然后创建一个引用表，然后让上下文在运行时填充每个表。

问题：我无法解决，需要一些帮助。我已经阅读了来自 facebook、mpl 和 hana 的 Fatal 库的文档，但似乎没有一种干净的方法可以做到这一点。

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第三种解决方案：使用 JIT 编译器

问题：c++ JIT 编译器的选择是有限的。NativeJIT 不够强大，easy::JIT 似乎不能定制，也不容易分发。asmjit 不可用。

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PS：问题上下文是“自动规划器”，这些函数是用来构造谓词的。Context ctx只是一个例子，如果需要，您可以使用其他合适的语法，只要它们易于用于表示以下 lisp 表达式：

(and (at ?p ?c1)
(aircraft ?a)
(at ?a ?c3)
(different ?c1 ?c3))

PPS：更具体地说，我正在考虑这样的事情：

用户将定义一个如下所示的函数：

void module_init() {
    FUNC ("someFunction")("p", "a", "c1", "c3") (
        bool result;
        result = CALL("at")("p", "c1") 
                 && CALL("aircraft")("a")
                 && CALL("at")("a", "c3")
                 && CALL("different")("c1", "c3")

        /// Users should also be able to access arguments as a "Variable" 
        /// class using ARG["p"]
        return result;
    )
}

然后通过某种方式，FUNC()将转换为类似于以下内容的函子：

struct func_someFunction {
    some_vector<std::function<bool()>> functions;
    some_vector<Variable*> args;
    some_vector<std::string> func_name;
    some_vector<std::string> arg_name;

    bool operator()() {
       /// above representation of Func(), but function and args are pointers in "functions" and "args"
    }
}

然后当所有模块加载完毕后，系统将读取func_name和arg_name，并分别填充相应的函数指针和变量指针到functions和args。

状态：首先使用hashmap，完成后我会发布更新。

状态：自己想出了一个解决方案，也测试了哈希实现，发布在下面。

任何想法将不胜感激。谢谢！

Answer 1

现在，一个简单的实现将使用散列映射来存储所有这些函数的函数句柄，但散列会很慢，因为通常有 10k 个函数要搜索 [...]

哈希表的查找成本为O(1)。您是否尝试过这种广泛使用的解决方案并进行了性能分析？您是否尝试过使用不同的散列算法来减少散列时间和冲突？