RTTM

Runtime Turbo Mirror

高性能 C++20 动态反射库 — 从纯动态到零开销，全场景覆盖

🌐 English • 🇨🇳 中文

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🎯 概述

RTTM 是一个专为游戏引擎和性能敏感应用设计的 C++20 动态反射库。

核心设计理念：多层次 API，按需选择性能

• 纯动态 API：DLL 兼容，无需编译期类型知识
• 缓存动态 API：预查找 handle，重复访问极快
• 半静态 API：编译期类型 + 运行时名称
• 零开销 API：等同直接调用

⚡ 性能对比 (vs RTTR)

纯动态 API（每次查找，类似 RTTR FullDynamic）

操作	RTTM	RTTR	加速比
对象创建	40.0 ns	75.7 ns	1.9x
属性读取	17.7 ns	21.2 ns	1.2x
属性写入	3.4 ns	13.4 ns	4.0x
方法调用 (无参)	17.4 ns	26.2 ns	1.5x
方法调用 (带参)	18.8 ns	17.1 ns	0.9x

缓存动态 API（预查找 handle）

操作	RTTM	RTTR	加速比
属性读取	1.4 ns	13.4 ns	10x
属性写入	1.3 ns	4.0 ns	3x
方法调用 (无参)	4.5 ns	13.7 ns	3x
方法调用 (带参)	5.1 ns	6.7 ns	1.3x

测试环境: 20核 CPU @ 3.9GHz, Clang -O3
完整结果见 benchmark/BENCHMARK_RESULTS.md

✨ 核心特性

• 高性能: 纯动态比 RTTR 快 1.2-4x，缓存模式快 3-10x
• 多层次 API: 从纯动态到零开销，按需选择
• DLL 兼容: Instance API 支持动态加载类型
• 零依赖: 纯 C++20，无外部库依赖
• 类型安全: 编译期类型检查，运行时错误提示

🚀 快速开始

1. 注册类型

#include "RTTM/RTTM.hpp"
using namespace rttm;

class Player {
public:
    std::string name;
    int health = 100;
    
    int getHealth() const { return health; }
    void setHealth(int h) { health = h; }
};

RTTM_REGISTRATION {
    Registry<Player>()
        .property("name", &Player::name)
        .property("health", &Player::health)
        .method("getHealth", &Player::getHealth)
        .method("setHealth", &Player::setHealth);
}

2. 纯动态 API（DLL 兼容）

// 通过类型名创建实例（无需编译期类型知识）
auto inst = Instance::create("Player");

// 属性访问
Variant v = inst.get_property("health");        // 返回 Variant
inst.set_property("health", 80);                // 模板重载，直接接受 int

// 方法调用
Variant r = inst.invoke("getHealth");           // 返回 Variant
inst.invoke("setInt", 100);                     // 模板重载，直接接受参数

3. 缓存动态 API（重复访问）

auto inst = Instance::create("Player");

// 预查找 handle（一次性开销）
auto prop = inst.get_property_handle("health");
auto meth = inst.get_method_handle("getHealth", 0);
void* obj = inst.get_raw();

// 热路径访问（极快）
int hp = prop.get_value_direct<int>(obj);       // 1.4 ns
prop.set_value_direct(obj, 80);                 // 1.3 ns
Variant r = meth.invoke(obj);                   // 4.5 ns

4. 半静态 API（知道类型）

auto handle = RTypeHandle::get<Player>();
auto prop = handle.get_property<int>("health");
auto meth = handle.get_method("getHealth", 0);

Player player;
prop.set(player, 80);                           // 0.3 ns
int hp = meth.call<int>(&player);               // 3.8 ns

5. 零开销 API（编译期签名）

auto meth = TypedMethodHandle<int()>::from_const<Player, &Player::getHealth>();

Player player;
int hp = meth.call(player);                     // 0.2 ns - 等同直接调用

📊 API 层次

层次	API	性能	使用场景
1	TypedMethodHandle	0.2 ns	热路径，编译期知道签名
2	PropertyHandle<T>	0.3 ns	热路径，编译期知道类型
3	DynamicProperty	1.3 ns	纯动态，缓存访问
4	set_property(name, value)	3.4 ns	纯动态，无缓存
5	set_property(name, Variant)	18.5 ns	完全类型擦除

🔧 API 概览

Instance - 纯动态 API（DLL 兼容）

auto inst = Instance::create("TypeName");       // 通过名称创建

// 属性访问
Variant v = inst.get_property("name");          // 返回 Variant
inst.set_property("name", value);               // 模板重载

// 方法调用
Variant r = inst.invoke("method");              // 无参
Variant r = inst.invoke("method", arg1, arg2);  // 模板重载

// 缓存 handle
auto prop = inst.get_property_handle("name");
auto meth = inst.get_method_handle("method", argc);

RTypeHandle - 半静态 API

auto handle = RTypeHandle::get<T>();            // 静态获取
auto handle = RTypeHandle::get("TypeName");     // 动态获取

handle.create();                                // 创建实例
handle.bind(obj);                               // 绑定对象
handle.get_property<T>("name");                 // 获取属性句柄
handle.get_method("name", argc);                // 获取方法句柄

PropertyHandle - 缓存属性访问

auto prop = handle.get_property<int>("health");

prop.get(obj);                                  // 读取 (~0.3ns)
prop.set(obj, value);                           // 写入 (~0.3ns)

TypedMethodHandle - 零开销方法调用

auto meth = TypedMethodHandle<int()>::from_const<T, &T::getHealth>();
auto meth = TypedMethodHandle<void(int)>::from<T, &T::setHealth>();

meth.call(obj);                                 // 0.2ns - 等同直接调用
meth.call(obj, arg);

🛡️ 错误处理

try {
    auto inst = Instance::create("Unknown");
} catch (const TypeNotRegisteredError& e) {
    // 类型未注册
}

try {
    inst.get_property("unknown");
} catch (const PropertyNotFoundError& e) {
    // 属性未找到，e.available_properties() 返回可用属性列表
}

⚙️ 构建

set(CMAKE_CXX_STANDARD 20)
add_subdirectory(RTTM)
target_link_libraries(MyProject PRIVATE RTTM)

要求: C++20, MSVC 2019+ / GCC 10+ / Clang 10+

📄 许可证

MIT License

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