CEL与Rust实现接近原生速度的解释执行

这篇文章介绍了在构建Agentgateway时，如何优化嵌入式表达式语言CEL(Common Expression Language)的性能，使其在Rust中达到接近原生代码的执行速度。

背景与需求

• 应用场景：需要一种嵌入式表达式语言让用户在运行时编写自定义逻辑
• 典型用例：
  • 提取日志字段（如request.headers["user-agent"]）
  • 评估授权条件（如jwt.sub == "admin" || request.path == "/public"）
  • 操作请求/响应字段
• 性能要求：每个请求需要评估数百个表达式，必须足够快速

初始性能问题

使用Rust的CEL实现后，虽然功能完善，但性能存在瓶颈：

• CEL占用10-20%的CPU
• 性能测试结果：
  • 基线：60K QPS
  • 构建CEL上下文100次：15K QPS
  • 评估快速表达式100次：37.2K QPS
  • 评估慢速表达式100次：9K QPS

核心性能瓶颈

1. 变量物化问题：在每次评估前必须将原生类型（如http::Request）转换为Value类型，成本极高
2. 堆分配开销：所有Value对象都是堆分配的，克隆成本高
3. 哈希查找开销：所有结构都使用哈希映射，每次字段访问约需20ns，嵌套表达式会累积延迟

优化方案：原生类型支持

作者提出的解决方案是允许CEL直接在原生Rust类型上解析字段，无需先转换为Value类型，只在最终结果时才进行转换，从而大幅减少不必要的类型转换和内存分配开销。

https://blog.howardjohn.info/posts/cel-fast/

FORTRAN 到 Rust 转换：第一部分

背景

作者对旅行者号太空探测器的图像处理产生兴趣，想要重新实现其处理流程。旅行者号于1977年发射，代码主要用FORTRAN编写。作者希望使用Rust来重新实现这个系统。

关键问题

• SPICE工具包：NASA的SPICE是一套用于空间几何问题的数据格式、工具和API，主要用FORTRAN 77编写
• 现有解决方案的局限：
  • 从Rust调用C API会失去Rust的安全保障
  • 可能导致内存损坏和错误结果
  • 应用程序分发更复杂，移植性差
  • 严重依赖全局状态，完全不支持线程安全
  • 某些计算开销很大，无法并发运行

解决方案

作者决定将整个SPICE工具包直接从FORTRAN翻译成纯Rust代码：

• 开发了f2rust：一个FORTRAN编译器，可以生成Rust代码
• 创建了rsspice：50万行纯Rust代码的SPICE工具包移植版本
• 成功通过了完整的SPICE测试套件

FORTRAN 77 介绍

文章介绍了FORTRAN 77的基本语法特点：

• 子程序声明：使用SUBROUTINE定义函数
• 隐式类型：默认情况下，I-N开头的变量是整数，其他是实数（可以用IMPLICIT NONE禁用）
• 数组操作：支持多维数组
• 循环语句：DO循环和语句标签系统
• 代码示例：展示了一个向量加法的简单子程序

https://zaynar.co.uk/posts/f2rust-1/

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From 日报小组 Mike

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