Java动态规则 Java中动态规则的实现方式示例详解
阿凡卢 人气:2背景
业务系统在应用过程中,有时候要处理“经常变化”的部分,这部分需求可能是“业务规则”,也可能是“不同的数据处理逻辑”,这部分动态规则的问题,往往需要可配置,并对性能和实时性有一定要求。
Java不是解决动态层问题的理想语言,在实践中发现主要有以下几种方式可以实现:
- 表达式语言(expression language)
- 动态语言(dynamic/script language language),如Groovy
- 规则引擎(rule engine)
表达式语言
Java Unified Expression Language,简称JUEL,是一种特殊用途的编程语言,主要在JavaWeb应用程序用于将表达式嵌入到web页面。Java规范制定者和Java Web领域技术专家小组制定了统一的表达式语言。JUEL最初包含在JSP2.1规范JSR-245中,后来成为Java EE 7的一部分,改在JSR-341中定义。
主要的开源实现有:OGNL,MVEL,SpEL,JUEL,Java Expression Language (JEXL),JEval,Jakarta JXPath等。
这里主要介绍在实践中使用较多的MVEL、OGNL和SpEL。
OGNL(Object Graph Navigation Library)
在Struts 2 的标签库中都是使用OGNL表达式访问ApplicationContext中的对象数据,简单示例:
Foo foo = new Foo(); foo.setName("test"); Map<String, Object> context = new HashMap<String, Object>(); context.put("foo",foo); String expression = "foo.name == 'test'"; try { Boolean result = (Boolean) Ognl.getValue(expression,context); System.out.println(result); } catch (OgnlException e) { e.printStackTrace(); }
MVEL
MVEL最初作为Mike Brock创建的 Valhalla项目的表达式计算器(expression evaluator),相比最初的OGNL、JEXL和JUEL等项目,而它具有远超它们的性能、功能和易用性 - 特别是集成方面。它不会尝试另一种JVM语言,而是着重解决嵌入式脚本的问题。
MVEL主要使用在Drools,是Drools规则引擎不可分割的一部分。
MVEL语法较为丰富,不仅包含了基本的属性表达式,布尔表达式,变量复制和方法调用,还支持函数定义,详情参见MVEL Language Guide。
MVEL在执行语言时主要有解释模式(Interpreted Mode)和编译模式(Compiled Mode)两种:
解释模式(Interpreted Mode)是一个无状态的,动态解释执行,不需要负载表达式就可以执行相应的脚本。编译模式(Compiled Mode)需要在缓存中产生一个完全规范化表达式之后再执行。
//解释模式 Foo foo = new Foo(); foo.setName("test"); Map context = new HashMap(); String expression = "foo.name == 'test'"; VariableResolverFactory functionFactory = new MapVariableResolverFactory(context); context.put("foo",foo); Boolean result = (Boolean) MVEL.eval(expression,functionFactory); System.out.println(result); //编译模式 Foo foo = new Foo();foo.setName("test"); Map context = new HashMap(); String expression = "foo.name == 'test'"; VariableResolverFactory functionFactory = new MapVariableResolverFactory(context);context.put("foo",foo); Serializable compileExpression = MVEL.compileExpression(expression);
SpEL
SpEl(Spring表达式语言)是一个支持查询和操作运行时对象导航图功能的强大的表达式语言。 它的语法类似于传统EL,但提供额外的功能,最出色的就是函数调用和简单字符串的模板函数。SpEL类似于Struts2x中使用的OGNL表达式语言,能在运行时构建复杂表达式、存取对象图属性、对象方法调用等等,并且能与Spring功能完美整合,如能用来配置Bean定义。
SpEL主要提供基本表达式、类相关表达式及集合相关表达式等,详细参见Spring 表达式语言 (SpEL)。
类似与OGNL,SpEL具有expression(表达式),Parser(解析器),EvaluationContext(上下文)等基本概念;类似与MVEL,SpEl也提供了解释模式和编译模式两种运行模式。
//解释器模式 Foo foo = new Foo(); foo.setName("test"); // Turn on: // - auto null reference initialization // - auto collection growing SpelParserConfiguration config = new SpelParserConfiguration(true,true); ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser(config); String expressionStr = "#foo.name == 'test'"; StandardEvaluationContext context = new StandardEvaluationContext(); context.setVariable("foo",foo); Expression expression = parser.parseExpression(expressionStr); Boolean result = expression.getValue(context,Boolean.class); //编译模式 config = new SpelParserConfiguration(SpelCompilerMode.IMMEDIATE, RunSpel.class.getClassLoader()); parser = new SpelExpressionParser(config); context = new StandardEvaluationContext(); context.setVariable("foo",foo); expression = parser.parseExpression(expressionStr); result = expression.getValue(context,Boolean.class);
规则引擎
一些规则引擎(rule engine):aviator,easy-rules,drools,esper
AviatorScript
是一门高性能、轻量级寄宿于 JVM 之上的脚本语言。
使用场景包括:
- 规则判断及规则引擎
- 公式计算
- 动态脚本控制
- 集合数据 ELT 等
public class Test { public static void main(String[] args) { String expression = "a+(b-c)>100"; // 编译表达式 Expression compiledExp = AviatorEvaluator.compile(expression); Map<String, Object> env = new HashMap<>(); env.put("a", 100.3); env.put("b", 45); env.put("c", -199.100); // 执行表达式 Boolean result = (Boolean) compiledExp.execute(env); System.out.println(result); } }
Easy Rules is a Java rules engine。
使用POJO定义规则:
@Rule(name = "weather rule", description = "if it rains then take an umbrella") public class WeatherRule { @Condition public boolean itRains(@Fact("rain") boolean rain) { return rain; } @Action public void takeAnUmbrella() { System.out.println("It rains, take an umbrella!"); } } Rule weatherRule = new RuleBuilder() .name("weather rule") .description("if it rains then take an umbrella") .when(facts -> facts.get("rain").equals(true)) .then(facts -> System.out.println("It rains, take an umbrella!")) .build();
支持使用表达式语言(MVEL/SpEL)来定义规则:
weather-rule.yml
example:
name: "weather rule" description: "if it rains then take an umbrella" condition: "rain == true" actions: - "System.out.println(\"It rains, take an umbrella!\");" MVELRuleFactory ruleFactory = new MVELRuleFactory(new YamlRuleDefinitionReader()); Rule weatherRule = ruleFactory.createRule(new FileReader("weather-rule.yml"));
触发规则:
public class Test { public static void main(String[] args) { // define facts Facts facts = new Facts(); facts.put("rain", true); // define rules Rule weatherRule = ... Rules rules = new Rules(); rules.register(weatherRule); // fire rules on known facts RulesEngine rulesEngine = new DefaultRulesEngine(); rulesEngine.fire(rules, facts); } }
An open source rule engine,DMN engineand complex event processing (CEP) engine for Java and the JVM Platform.
定义规则:
import com.lrq.wechatDemo.domain.User // 导入类 dialect "mvel" rule "age" // 规则名,唯一 when $user : User(age<15 || age>60) //规则的条件部分 then System.out.println("年龄不符合要求!"); end
参考例子:
public class TestUser { private static KieContainer container = null; private KieSession statefulKieSession = null; @Test public void test(){ KieServices kieServices = KieServices.Factory.get(); container = kieServices.getKieClasspathContainer(); statefulKieSession = container.newKieSession("myAgeSession"); User user = new User("duval yang",12); statefulKieSession.insert(user); statefulKieSession.fireAllRules(); statefulKieSession.dispose(); } }
esper
Esper is a component for complex event processing (CEP), streaming SQL and event series analysis, available for Java as Esper, and for .NET as NEsper.
一个例子:
public class Test { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { EPServiceProvider epService = EPServiceProviderManager.getDefaultProvider(); EPAdministrator admin = epService.getEPAdministrator(); String product = Apple.class.getName(); String epl = "select avg(price) from " + product + ".win:length_batch(3)"; EPStatement state = admin.createEPL(epl); state.addListener(new AppleListener()); EPRuntime runtime = epService.getEPRuntime(); Apple apple1 = new Apple(); apple1.setId(1); apple1.setPrice(5); runtime.sendEvent(apple1); Apple apple2 = new Apple(); apple2.setId(2); apple2.setPrice(2); runtime.sendEvent(apple2); Apple apple3 = new Apple(); apple3.setId(3); apple3.setPrice(5); runtime.sendEvent(apple3); } }
drools和esper都是比较重的规则引擎,详见其官方文档。
动态JVM语言
Groovy除了Gradle上的广泛应用之外,另一个大范围的使用应该就是结合Java使用动态代码了。Groovy的语法与Java非常相似,以至于多数的Java代码也是正确的Groovy代码。Groovy代码动态的被编译器转换成Java字节码。由于其运行在JVM上的特性,Groovy可以使用其他Java语言编写的库。
Groovy可以看作给Java静态世界补充动态能力的语言,同时Groovy已经实现了java不具备的语言特性:
- 函数字面值;
- 对集合的一等支持;
- 对正则表达式的一等支持;
- 对xml的一等支持;
Groovy作为基于JVM的语言,与表达式语言存在语言级的不同,因此在语法上比表达还是语言更灵活。Java在调用Groovy时,都需要将Groovy代码编译成Class文件。
Groovy 可以采用GroovyClassLoader、GroovyShell、GroovyScriptEngine和JSR223等方式与Java语言集成。
一个使用GroovyClassLoader动态对json对象进行filter的例子:
public class GroovyFilter implements Filter { private static String template = "" + "package com.alarm.eagle.filter;" + "import com.fasterxml.jackson.databind.node.ObjectNode;" + "def match(ObjectNode o){[exp]}"; private static String method = "match"; private String filterExp; private transient GroovyObject filterObj; public GroovyFilter(String filterExp) throws Exception { ClassLoader parent = Thread.currentThread().getContextClassLoader(); GroovyClassLoader classLoader = new GroovyClassLoader(parent); Class clazz = classLoader.parseClass(template.replace("[exp]", filterExp)); filterObj = (GroovyObject)clazz.newInstance(); } public boolean filter(ObjectNode objectNode) { return (boolean)filterObj.invokeMethod(method, objectNode); } }
Java每次调用Groovy代码都会将Groovy编译成Class文件,因此在调用过程中会出现JVM级别的问题。如使用GroovyShell的parse方法导致perm区爆满的问题,使用GroovyClassLoader加载机制导致频繁gc问题和CodeCache用满,导致JIT禁用问题等,相关问题可以参考深入学习java中的Groovy 和 Scala 类。
参考:
Java各种规则引擎:https://www.jianshu.com/p/41ea7a43093c
Java中使用动态代码:http://brucefengnju.github.io/post/dynamic-code-in-java/
量身定制规则引擎,适应多变业务场景:https://my.oschina.net/yygh/blog/616808?p=1
总结
加载全部内容