C#脚本引擎之AScript与DynamicExpresso对比

一 简介

1、AScript

AScript是一个开源的C#动态脚本解析执行引擎，支持自定义语法，支持扩展多种脚本语言（目前已支持C#/Python3/SQL/JavaScript/Lua五种语言），支持表明执行和编译执行两种执行模式，而且支持编译缓存，以适配不同场景下对性能的要求。
目前官方最新版本：1.6.0
开源地址：

• https://gitee.com/rockey627/AScript
  
• https://github.com/rockey627/AScript
  

2、DynamicExpresso

DynamicExpresso是一个开源的，用.NET Standard 2.0编写的简单c#语句的表明器，将表达式转换为.NET lambda表达式或委托来执行c#语句。
目前官方最新版本：2.19.3
开源地址：https://github.com/dynamicexpresso/DynamicExpresso
二 性能测试

使用Benchmark工具举行性能基准测试，测试情况：

1. BenchmarkDotNet v0.14.0, Windows 11 (10.0.22621.4317/22H2/2022Update/SunValley2)
2. AMD Ryzen 7 7840H with Radeon 780M Graphics, 1 CPU, 16 logical and 8 physical cores
3. .NET SDK 9.0.316
4.   [Host]     : .NET 6.0.36 (6.0.3624.51421), X64 RyuJIT AVX2
5.   DefaultJob : .NET 6.0.36 (6.0.3624.51421), X64 RyuJIT AVX2

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安装nuget包：

1. install-package AScript
2. install-package DynamicExpresso.Core

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1、常量表达式

1. 1 // 待测试表达式
2. 2 private static readonly string s = "100 * (5 + 5) * (6-2)";
3. 3 // 用于测试结果比较，确保测试执行结果是正确的
4. 4 private static readonly int r = 100 * (5 + 5) * (6 - 2);

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分3个测试场景：
1）表明执行
DynamicExpresso不支持表明执行，对AScript的表明执行模式举行测试，以举行综合评价，测试代码如下：

1. 1 [Benchmark]
2. 2 public void AScript1()
3. 3 {
4. 4     var script = new Script();
5. 5     var result = script.Eval<int>(s);
6. 6     if (result != r) throw new Exception("result error");
7. 7 }

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2）编译执行

1. 1 [Benchmark]
2. 2 public void AScript2_Compile()
3. 3 {
4. 4     var script = new Script();
5. 5     var result = script.Eval<int>(s, ECompileMode.All);
6. 6     if (result != r) throw new Exception("result error");
7. 7 }
8. 8
9. 9 [Benchmark]
10. 10 public void Expresso2()
11. 11 {
12. 12     var interpreter = new DynamicExpresso.Interpreter();
13. 13     var result = interpreter.Eval<int>(s);
14. 14     if (result != r) throw new Exception("result error");
15. 15 }

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3）编译缓存
此为通用缓存场景，根据字符串表达式缓存编译生成的委托，提高整体性能。AScript已内置缓存功能，DynamicExpresso需手动添加缓存逻辑。

1. 1 private static Script _Script3;
2. 2
3. 3 [Benchmark]
4. 4 public void AScript3_Cache()
5. 5 {
6. 6     if (_Script3 == null)
7. 7     {
8. 8         _Script3 = new Script();
9. 9     }
10. 10     var result = _Script3.Eval<int>(s, -1);
11. 11     if (result != r) throw new Exception("result error");
12. 12 }
13. 13
14. 14 private static readonly ConcurrentDictionary<string, Delegate> _DynamicExpresso3Dict = new ConcurrentDictionary<string, Delegate>();
15. 15
16. 16 [Benchmark]
17. 17 public void Expresso3()
18. 18 {
19. 19     string key = s;
20. 20     if (!_DynamicExpresso3Dict.TryGetValue(key, out var func))
21. 21     {
22. 22         var interpreter = new DynamicExpresso.Interpreter();
23. 23         func = interpreter.ParseAsDelegate<Func<int>>(s);
24. 24         _DynamicExpresso3Dict[key] = func;
25. 25     }
26. 26     var result = ((Func<int>)func)();
27. 27     if (result != r) throw new Exception("result error");
28. 28 }

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测试效果如下：

小结：

• 表明执行模式对比编译执行模式有肯定优势，因为编译生成委托本钱比力大。
  
• 编译执行模式，AScript比DynamicExpresso性能高。
  
• 编译缓存模式，DynamicExpresso性能略高于AScript。
  

2、变量表达式

1. 1 // 待测试表达式，包含a、b、c三个变量
2. 2 private static readonly string s = "a * (b + 5) * (c-2)";
3. 3 // 用于测试结果比较，确保测试执行结果是正确的
4. 4 private static readonly int r = 100 * (5 + 5) * (6 - 2);

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分3个测试场景：
1）表明执行

1. 1 [Benchmark]
2. 2 public void AScript1()
3. 3 {
4. 4     var script = new Script();
5. 5     script.Context.SetVar("a", 100);
6. 6     script.Context.SetVar("b", 5);
7. 7     script.Context.SetVar("c", 6);
8. 8     var result = script.Eval<int>(s);
9. 9     if (result != r) throw new Exception("result error");
10. 10 }

复制代码

2）编译执行

1. 1 [Benchmark]
2. 2 public void AScript2_Compile()
3. 3 {
4. 4     var script = new Script();
5. 5     script.Context.SetVar("a", 100);
6. 6     script.Context.SetVar("b", 5);
7. 7     script.Context.SetVar("c", 6);
8. 8     var result = script.Eval<int>(s, ECompileMode.All);
9. 9     if (result != r) throw new Exception("result error");
10. 10 }
11. 11
12. 12 [Benchmark]
13. 13 public void Expresso2()
14. 14 {
15. 15     var interpreter = new DynamicExpresso.Interpreter();
16. 16     interpreter.SetVariable("a", 100);
17. 17     interpreter.SetVariable("b", 5);
18. 18     interpreter.SetVariable("c", 6);
19. 19     var result = interpreter.Eval<int>(s);
20. 20     if (result != r) throw new Exception("result error");
21. 21 }

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3）编译缓存
DynamicExpresso编译生成委托后，如果再修改上下文中的变量值，委托执行效果不会变，不会动态从上下文获取变量，以是对DynamicExpresso的编译缓存测试没有意义。

1. 1 [Benchmark]
2. 2 public void AScript3_Cache()
3. 3 {
4. 4     var script = new Script();
5. 5     script.Context.SetVar("a", 100);
6. 6     script.Context.SetVar("b", 5);
7. 7     script.Context.SetVar("c", 6);
8. 8     var result = script.Eval<int>(s, -1);
9. 9     if (result != r) throw new Exception("result error");
10. 10 }

复制代码

测试效果如下：

 小结：AScript性能优势比力明显。
3、LINQ表达式

1. 1 private static readonly List<int> _list = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
2. 2 // 待测试表达式
3. 3 private static readonly string s = "list.Where(a => a % 2 == 0).ToList().Count";
4. 4 // 用于测试结果比较，确保测试执行结果是正确的
5. 5 private static readonly int r = 5;

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1）表明执行

1. 1 [Benchmark]
2. 2 public void AScript1()
3. 3 {
4. 4     var script = new Script();
5. 5     script.Context.SetVar("list", _list);
6. 6     var result = script.Eval<int>(s);
7. 7     if (result != r) throw new Exception("result error");
8. 8 }

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2）编译执行
DynamicExpresso执行LINQ表达式需要开启InterpreterOptions.LambdaExpressions选项。

1. 1 [Benchmark]
2. 2 public void AScript2_Compile()
3. 3 {
4. 4     var script = new Script();
5. 5     script.Context.SetVar("list", _list);
6. 6     var result = script.Eval<int>(s, ECompileMode.All);
7. 7     if (result != r) throw new Exception("result error");
8. 8 }
9. 9
10. 10 [Benchmark]
11. 11 public void Expresso2()
12. 12 {
13. 13     var options = InterpreterOptions.Default | InterpreterOptions.LambdaExpressions;
14. 14     var interpreter = new DynamicExpresso.Interpreter(options);
15. 15     interpreter.SetVariable("list", _list);
16. 16     var result = interpreter.Eval<int>(s);
17. 17     if (result != r) throw new Exception("result error");
18. 18 }

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3）编译缓存

1. 1 [Benchmark]
2. 2 public void AScript3_Cache()
3. 3 {
4. 4     var script = new Script();
5. 5     script.Context.SetVar("list", _list);
6. 6     var result = script.Eval<int>(s, -1);
7. 7     if (result != r) throw new Exception("result error");
8. 8 }

复制代码

测试效果如下：

小结：AScript性能优于DynamicExpresso
4、生成委托

1. 1 [Benchmark]
2. 2 public void AScript1()
3. 3 {
4. 4     var script = new Script();
5. 5     var func = script.Compile<int, int, int>("a + b", "a", "b");
6. 6     var result = func(4, 6);
7. 7     if (result != 10) throw new Exception("result error");
8. 8 }
9. 9
10. 10 [Benchmark]
11. 11 public void Expresso1()
12. 12 {
13. 13     var interpreter = new DynamicExpresso.Interpreter();
14. 14     var func = interpreter.ParseAsDelegate<Func<int, int, int>>("a + b", "a", "b");
15. 15     var result = func(4, 6);
16. 16     if (result != 10) throw new Exception("result error");
17. 17 }

复制代码

测试效果如下：

小结：AScript性能高。
5、生成Lambda

仅测试生成lambda性能，不做计算。

1. 1 [Benchmark]
2. 2 public void AScript1()
3. 3 {
4. 4     var script = new Script();
5. 5     Expression<Func<int, int, int>> lambda = script.Lambda<int, int, int>("a + b", "a", "b");
6. 6     if (lambda == null) throw new Exception("result error");
7. 7 }
8. 8
9. 9 [Benchmark]
10. 10 public void Expresso1()
11. 11 {
12. 12     var interpreter = new DynamicExpresso.Interpreter();
13. 13     Expression<Func<int, int, int>> lambda = interpreter.ParseAsExpression<Func<int, int, int>>("a + b", "a", "b");
14. 14     if (lambda == null) throw new Exception("result error");
15. 15 }

复制代码

测试效果如下：

小结：AScript性能高。
三 总结

1）AScript支持多语句，DynamicExpresso不支持，通过多次调用Eval方式来实现多语句；
2）AScript比DynamicExpresso性能高，内存占用低；
3）AScript默认为表明执行模式，不缓存也能有较高的性能；
4）AScript内置编译缓存功能，支持缓存版本号和定时缓存，不同应用场景使用合适的缓存策略，来提高项目整体性能。