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Java各种规则引擎

一. Drools规则引擎
简介：
Drools就是为了解决业务代码和业务规则分离的引擎。
Drools 规则是在 Java 应用程序上运行的，其要执行的步骤顺序由代码确定
，为了实现这一点，Drools 规则引擎将业务规则转换成执行树。
特性：
优点：
　　　1、简化系统架构，优化应用
　　　2、提高系统的可维护性和维护成本
　　　3、方便系统的整合
　　　4、减少编写“硬代码”业务规则的成本和风险
3.原理：


使用方式：
(1)Maven 依赖：





org.kie
kie-api
6.5.0.Final


org.drools
drools-compiler
6.5.0.Final
runtime


junit
junit
4.12


（2）新建配置文件/src/resources/META-INF/kmodule.xml



<?xml version=”1.0” encoding=”UTF-8”?>







（3）新建drools规则文件/src/resources/rules/age.drl



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
工程搭建完毕，效果如图：



项目结构.png
测试用例：



/**



  • CreateBy: haleyliu


  • CreateDate: 2018/12/26
    /
    @RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
    @ContextConfiguration(locations = {“classpath    :applicationContext.xml”})
    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();



    }





}



二.Aviator表达式求值引擎
简介：
Aviator是一个高性能、轻量级的java语言实现的表达式求值引擎，主要用于各
种表达式的动态求值。现在已经有很多开源可用的java表达式求值引擎，为什
么还需要Avaitor呢？



Aviator的设计目标是轻量级和高性能 ，相比于Groovy、JRuby的笨重，Aviator
非常小，加上依赖包也才450K,不算依赖包的话只有70K；当然，Aviator的语法
是受限的，它不是一门完整的语言，而只是语言的一小部分集合。



其次，Aviator的实现思路与其他轻量级的求值器很不相同，其他求值器一般都
是通过解释的方式运行，而Aviator则是直接将表达式编译成Java字节码，交给
JVM去执行。简单来说，Aviator的定位是介于Groovy这样的重量级脚本语言和
IKExpression这样的轻量级表达式引擎之间。
特性：
（1）支持大部分运算操作符，包括算术操作符、关系运算符、逻辑操作符、
正则匹配操作符(=~)、三元表达式?: ，并且支持操作符的优先级和括号强制优
先级，具体请看后面的操作符列表。
（2）支持函数调用和自定义函数。
（3）支持正则表达式匹配，类似Ruby、Perl的匹配语法，并且支持类Ruby的
$digit指向匹配分组。自动类型转换，当执行操作的时候，会自动判断操作数类
型并做相应转换，无法转换即抛异常。
（4）支持传入变量，支持类似a.b.c的嵌套变量访问。
（5）性能优秀。
（6）Aviator的限制，没有if else、do while等语句，没有赋值语句，仅支持逻
辑表达式、算术表达式、三元表达式和正则匹配。没有位运算符



整体结构：



整体结构.png
maven依赖：




com.googlecode.aviator
aviator
${aviator.version}

执行方式
执行表达式的方法有两个：execute()、exec();
execute()，需要传递Map格式参数
exec(),不需要传递Map
示例：



/**



  • CreateBy: haleyliu


  • CreateDate: 2018/12/25
    */
    public class Test {
    public static void main(String[] args) {
    // exec执行方式，无需传递Map格式
    String age = “18”;
    System.out.println(AviatorEvaluator.exec(“‘His age is ‘+ age +’!’”, age));



     // execute执行方式，需传递Map格式
    
 Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();
    
 map.put("age", "18");
    
 System.out.println(AviatorEvaluator.execute("'His age is '+ age +'!'",  map));


    }
    }
    使用函数
    Aviator可以使用两种函数：内置函数、自定义函数
    （1）内置函数





Aviator内置函数.png
Aviator内置函数.png



/**



  • CreateBy: haleyliu

  • CreateDate: 2018/12/25
    */
    public class Test {
    public static void main(String[] args) {
    Map<String,Object> map = new HashMap<>();
    map.put(“s1”,”123qwer”);
    map.put(“s2”,”123”);



System.out.println(AviatorEvaluator.execute(“string.startsWith(s1,s2)”,map));



} }


（2）自定义函数



自定义函数要继承AbstractFunction类，重写目标方法。



/**



  • CreateBy: haleyliu

  • CreateDate: 2018/12/25
    */
    public class Test {
    public static void main(String[] args) {
    // 注册自定义函数
    AviatorEvaluator.addFunction(new MultiplyFunction());
    // 方式1
    System.out.println(AviatorEvaluator.execute(“multiply(12.23, -2.3)”));
    // 方式2
    Map<String, Object> params = new HashMap<>();
    params.put(“a”, 12.23);
    params.put(“b”, -2.3);
    System.out.println(AviatorEvaluator.execute(“multiply(a, b)”, params));
    }



}



class MultiplyFunction extends AbstractFunction{
@Override
public AviatorObject call(Map<String, Object> env, AviatorObject arg1, AviatorObject arg2) {



    double num1 = FunctionUtils.getNumberValue(arg1, env).doubleValue();

    double num2 = FunctionUtils.getNumberValue(arg2, env).doubleValue();

    return new AviatorDouble(num1 * num2);

}



@Override

public String getName() {

    return "multiply";

}


}
常用操作符的使用
（1）操作符列表



操作符列表.png
（2）常量和变量



常量和变量.png
（3）编译表达式



/**



  • CreateBy: haleyliu


  • CreateDate: 2018/12/25
    */
    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);


    }
    }





(4) 访问数组和集合
List和数组用list[0]和array[0]，Map用map.date



/**



  • CreateBy: haleyliu


  • CreateDate: 2018/12/25
    */
    public class Test {
    public static void main(String[] args) {



     final List<String> list = new ArrayList<>();
    
 list.add("hello");
    
 list.add(" world");
    

    
 final int[] array = new int[3];
    
 array[0] = 0;
    
 array[1] = 1;
    
 array[2] = 3;
    

    
 final Map<String, Date> map = new HashMap<>();
    
 map.put("date", new Date());
    

    
 Map<String, Object> env = new HashMap<>();
    
 env.put("list", list);
    
 env.put("array", array);
    
 env.put("map", map);
    

    
 System.out.println(AviatorEvaluator.execute(
    
         "list[0]+':'+array[0]+':'+'today is '+map.date", env));


    }





}
（5） 三元比较符



/**



  • CreateBy: haleyliu


  • CreateDate: 2018/12/25
    */
    public class Test {
    public static void main(String[] args) {



     Map<String, Object> env = new HashMap<String, Object>();
    
 env.put("a", -5);
    
 String result = (String) AviatorEvaluator.execute("a>0? 'yes':'no'", env);
    
 System.out.println(result);  }




}
(6) 正则表达式匹配



/**



  • CreateBy: haleyliu

  • CreateDate: 2018/12/25
    */
    public class Test {
    public static void main(String[] args) {
    String email = “hello2018@gmail.com”;
    Map<String, Object> env = new HashMap<String, Object>();
    env.put(“email”, email);
    String username = (String) AviatorEvaluator.execute(“email=~/([\w0-8]+)@\w+[\.\w+]+/ ? $1 : ‘unknow’ “, env);
    System.out.println(username);
    }
    }
    (7) 变量的语法糖衣



/**



  • CreateBy: haleyliu


  • CreateDate: 2018/12/25
    */
    public class Test {
    public static void main(String[] args) {
    User user = new User(1,”jack”,”18”);
    Map<String, Object> env = new HashMap<>();
    env.put(“user”, user);



     String result = (String) AviatorEvaluator.execute(" '[user id='+ user.id + ',name='+user.name + ',age=' +user.age +']' ", env);
    
 System.out.println(result);  } }




/**



  • CreateBy: haleyliu


  • CreateDate: 2018/12/25
    */
    public class User {



    private int id;



    private String name;



    private String age;



    public User() {
    }



    public User(int id, String name, String age) {
    this.id = id;
    this.name = name;
    this.age = age;
    }



    public int getId() {
    return id;
    }



    public void setId(int id) {
    this.id = id;
    }



    public String getName() {
    return name;
    }



    public void setName(String name) {
    this.name = name;
    }



    public String getAge() {
    return age;
    }



    public void setAge(String age) {
    this.age = age;
    }



    @Override
    public String toString() {
    return “User{“ +
    “id=” + id +
    “, name=’” + name + ‘'’ +
    “, age=’” + age + ‘'’ +
    ‘}’;
    }





}
(8) nil对象[任何对象都比nil大除了nil本身]



nil是Aviator内置的常量，类似java中的null，表示空的值。nil跟null不同的在
于，在java中null只能使用在==、!=的比较运算符，而nil还可以使用>、>=、
<、<=等比较运算符。Aviator规定，[任何对象都比nil大除了nil本身]。用户传入
的变量如果为null，将自动以nil替代。



    AviatorEvaluator.execute("nil == nil");  //true 

    AviatorEvaluator.execute(" 3> nil");    //true 

    AviatorEvaluator.execute(" true!= nil");    //true 

    AviatorEvaluator.execute(" ' '>nil ");  //true 

    AviatorEvaluator.execute(" a==nil ");   //true,a is null nil与String相加的时候，跟java一样显示为null


(9) 日期比较



/**



  • CreateBy: haleyliu


  • CreateDate: 2018/12/25
    */
    public class Test {
    public static void main(String[] args) {
    Map<String, Object> env = new HashMap<String, Object>();
    final Date date = new Date();
    String dateStr = new SimpleDateFormat(“yyyy-MM-dd HH:mm:ss:SS”).format(date);
    env.put(“date”, date);
    env.put(“dateStr”, dateStr);



     Boolean result = (Boolean) AviatorEvaluator.execute("date==dateStr",  env);
    
 System.out.println(result);
    

    
 result = (Boolean) AviatorEvaluator.execute("date > '2009-12-20  00:00:00:00' ", env);
    
 System.out.println(result);
    

    
 result = (Boolean) AviatorEvaluator.execute("date < '2200-12-20  00:00:00:00' ", env);
    
 System.out.println(result);
    

    
 result = (Boolean) AviatorEvaluator.execute("date ==date ", env);
    
 System.out.println(result);


    }
    }
    (10) 语法手册





数据类型
Number类型：数字类型，支持两种类型，分别对应Java的Long和Double，也就是说任何整数都将被转换为Long，而任何浮点数都将被转换为Double，包括用户传入的数值也是如此转换。不支持科学计数法，仅支持十进制。如-1、100、2.3等。



String类型： 字符串类型，单引号或者双引号括起来的文本串，如’hello world’，变量如果传入的是String或者Character也将转为String类型。



Bool类型： 常量true和false，表示真值和假值，与java的Boolean.TRUE和Boolean.False对应。



Pattern类型： 类似Ruby、perl的正则表达式，以//括起来的字符串，如//d+/，内部实现为java.util.Pattern。



变量类型： 与Java的变量命名规则相同，变量的值由用户传入，如”a”、”b”等



nil类型: 常量nil,类似java中的null，但是nil比较特殊，nil不仅可以参与==、!=的比较，也可以参与>、>=、<、<=的比较，Aviator规定任何类型都n大于nil除了nil本身，nil==nil返回true。用户传入的变量值如果为null，那么也将作为nil处理，nil打印为null。



算术运算符
Aviator支持常见的算术运算符，包括+ - / % 五个二元运算符，和一元运算符”-“。其中 - / %和一元的”-“仅能作用于Number类型。



”+”不仅能用于Number类型，还可以用于String的相加，或者字符串与其他对象的相加。Aviator规定，任何类型与String相加，结果为String。



逻辑运算符
Avaitor的支持的逻辑运算符包括，一元否定运算符”!”，以及逻辑与的”&&”，逻辑或的”||”。逻辑运算符的操作数只能为Boolean。



关系运算符
Aviator支持的关系运算符包括”<” “<=” “>” “>=” 以及”==”和”!=” 。
&&和||都执行短路规则。



关系运算符可以作用于Number之间、String之间、Pattern之间、Boolean之间、变量之间以及其他类型与nil之间的关系比较，不同类型除了nil之外不能相互比较。



Aviator规定任何对象都比nil大除了nil之外。



匹配运算符
匹配运算符”=~”用于String和Pattern的匹配，它的左操作数必须为String，右操作数必须为Pattern。匹配成功后，Pattern的分组将存于变量$num，num为分组索引。



三元运算符
Aviator没有提供if else语句，但是提供了三元运算符 “?:”，形式为 bool ? exp1: exp2。 其中bool必须为结果为Boolean类型的表达式，而exp1和exp2可以为任何合法的Aviator表达式，并且不要求exp1和exp2返回的结果类型一致。



两种模式
默认AviatorEvaluator以编译速度优先：
AviatorEvaluator.setOptimize(AviatorEvaluator.COMPILE);
你可以修改为运行速度优先，这会做更多的编译优化：
AviatorEvaluator.setOptimize(AviatorEvaluator.EVAL);
三.MVEL表达式解析器
1.简介 ：



MVEL在很大程度上受到Java语法的启发，作为一个表达式语言，也有一些根本
的区别，旨在更高的效率，例如：直接支持集合、数组和字符串匹配等操作以
及正则表达式。 MVEL用于执行使用Java语法编写的表达式。
2.特性：



MVEL是一个功能强大的基于Java应用程序的表达式语言。
目前最新的版本是2.0，具有以下特性：
(1). 动态JIT优化器。当负载超过一个确保代码产生的阈值时，选择性地产生字
节代码,这大大减少了内存的使用量。新的静态类型检查和属性支持，允许集成
类型安全表达。
(2). 错误报告的改善。包括行和列的错误信息。
(3). 新的脚本语言特征。MVEL2.0 包含函数定义，如：闭包，lambda定义，
标准循环构造(for, while, do-while, do-until…)，空值安全导航操作，内联with
-context运营 ，易变的（isdef）的测试运营等等。
(4). 改进的集成功能。迎合主流的需求，MVEL2.0支持基础类型的个性化属性处理器，集成到JIT中。
(5). 更快的模板引擎，支持线性模板定义，宏定义和个性化标记定义。
(6). 新的交互式shell（MVELSH）。



(7). 缺少可选类型安全
(8). 集成不良，通常通过映射填入内容。没有字节码不能运作用字节码生成编
译时间慢，还增加了可扩展性问题；不用字节码生成运行时执行非常慢
(9). 内存消耗过大
(10). Jar巨大/依赖规模
3.原理：



与java不同，MVEL是动态类型（带有可选分类），也就是说在源文件中是没有
类型限制的。一条MVEL表达式，简单的可以是单个标识符，复杂的则可能是
一个充满了方法调用和内部集合创建的庞大的布尔表达式。
4.使用方式：
maven引入jar：




org.mvel
mvel2
2.3.1.Final


测试：



package com.lrq.wechatdemo.utils;



import com.google.common.collect.Maps;
import org.mvel2.MVEL;



import java.util.Map;



/**



  • CreateBy: haleyliu


  • CreateDate: 2018/12/26
    */
    public class MvelUtils {



    public static void main(String[] args) {
    String expression = “a == null && b == nil “;
    Map<String,Object> map = Maps.newHashMap();
    map.put(“a”,null);
    map.put(“b”,null);



     Object object = MVEL.eval(expression,map);
    
 System.out.println(object);  }




}
四.EasyRules规则引擎
1.简介：



easy-rules首先集成了mvel表达式，后续可能集成SpEL的一款轻量
级规则引擎
2.特性：



easy rules是一个简单而强大的java规则引擎，它有以下特性：



轻量级框架，学习成本低
基于POJO
为定义业务引擎提供有用的抽象和简便的应用
从原始的规则组合成复杂的规则
它主要包括几个主要的类或接口：Rule,RulesEngine,RuleListener,Facts
还有几个主要的注解：@Action,@Condition,@Fact,@Priority,@Rule
3.使用方式：



@Rule可以标注name和description属性，每个rule的name要唯一，
如果没有指定，则RuleProxy则默认取类名
@Condition是条件判断，要求返回boolean值，表示是否满足条件



@Action标注条件成立之后触发的方法



@Priority标注该rule的优先级，默认是Integer.MAX_VALUE - 1，值
越小越优先



@Fact 我们要注意Facts的使用。Facts的用法很像Map，它是客户
端和规则文件之间通信的桥梁。在客户端使用put方法向Facts中添
加数据，在规则文件中通过key来得到相应的数据。
有两种使用方式：



java方式
首先先创建规则并标注属性
package com.lrq.wechatdemo.rules;



import org.jeasy.rules.annotation.Action;
import org.jeasy.rules.annotation.Condition;
import org.jeasy.rules.annotation.Fact;
import org.jeasy.rules.annotation.Rule;
import org.jeasy.rules.support.UnitRuleGroup;



/**



  • CreateBy: haleyliu


  • CreateDate: 2018/12/26
    */
    public class RuleClass {



    @Rule(priority = 1) //规则设定优先级
    public static class FizzRule {
    @Condition
    public boolean isFizz(@Fact(“number”) Integer number) {
    return number % 5 == 0;
    }



     @Action
    
 public void printFizz() {
    
     System.out.print("fizz\n");
    
 }  }


    @Rule(priority = 2)
    public static class BuzzRule {
    @Condition
    public boolean isBuzz(@Fact(“number”) Integer number) {
    return number % 7 == 0;
    }



     @Action
    
 public void printBuzz() {
    
     System.out.print("buzz\n");
    
 }  }


    public static class FizzBuzzRule extends UnitRuleGroup {



     public FizzBuzzRule(Object... rules) {
    
     for (Object rule : rules) {
    
         addRule(rule);
    
     }
    
 }
    

    
 @Override
    
 public int getPriority() {
    
     return 0;
    
 }  }


    @Rule(priority = 3)
    public static class NonFizzBuzzRule {



     @Condition
    
 public boolean isNotFizzNorBuzz(@Fact("number") Integer number) {
    
     // can return true, because this is the latest rule to trigger according to
    
     // assigned priorities
    
     // and in which case, the number is not fizz nor buzz
    
     return number % 5 != 0 || number % 7 != 0;
    
 }
    

    
 @Action
    
 public void printInput(@Fact("number") Integer number) {
    
     System.out.print(number+"\n");
    
 }  }




}
然后客户端调用



package com.lrq.wechatdemo.rules;



import org.jeasy.rules.api.Facts;
import org.jeasy.rules.api.Rules;
import org.jeasy.rules.api.RulesEngine;
import org.jeasy.rules.core.DefaultRulesEngine;
import org.jeasy.rules.core.RulesEngineParameters;



/**



  • CreateBy: haleyliu


  • CreateDate: 2018/12/26
    */
    public class RuleJavaClient {
    public static void main(String[] args) {
    // 创建规则引擎
    RulesEngineParameters parameters = new RulesEngineParameters().skipOnFirstAppliedRule(true);
    RulesEngine fizzBuzzEngine = new DefaultRulesEngine(parameters);



     // 创建规则集并注册规则
    
 Rules rules = new Rules();
    
 rules.register(new RuleClass.FizzRule());
    
 rules.register(new RuleClass.BuzzRule());
    
 rules.register(new RuleClass.FizzBuzzRule(new RuleClass.FizzRule(), new RuleClass.BuzzRule()));
    
 rules.register(new RuleClass.NonFizzBuzzRule());
    

    
 // 执行规则
    
 Facts facts = new Facts();
    
 for (int i = 1; i <= 100; i++) {
    
     facts.put("number", i);
    
     fizzBuzzEngine.fire(rules, facts);
    
     System.out.println();
    
 }  }




}



2.yml方式



resources目录下新建fizzbuzz.yml




name: “fizz rule”
description: “print fizz if the number is multiple of 5”
priority: 1
condition: “number % 5 == 0”
actions:



  • “System.out.println("fizz")”




name: “buzz rule”
description: “print buzz if the number is multiple of 7”
priority: 2
condition: “number % 7 == 0”
actions:



  • “System.out.println("buzz")”




name: “fizzbuzz rule”
description: “print fizzbuzz if the number is multiple of 5 and 7”
priority: 0
condition: “number % 5 == 0 && number % 7 == 0”
actions:



  • “System.out.println("fizzbuzz")”




name: “non fizzbuzz rule”
description: “print the number itself otherwise”
priority: 3
condition: “number % 5 != 0 || number % 7 != 0”
actions:



  • “System.out.println(number)”
    客户端调用：



package com.lrq.wechatdemo.rules;



import org.jeasy.rules.api.Facts;
import org.jeasy.rules.api.Rules;
import org.jeasy.rules.api.RulesEngine;
import org.jeasy.rules.core.DefaultRulesEngine;
import org.jeasy.rules.core.RulesEngineParameters;
import org.jeasy.rules.mvel.MVELRuleFactory;



import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;



/**



  • CreateBy: haleyliu


  • CreateDate: 2018/12/26
    */
    public class RuleYmlClient {



    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
    // create a rules engine
    RulesEngineParameters parameters = new RulesEngineParameters().skipOnFirstAppliedRule(true);
    RulesEngine fizzBuzzEngine = new DefaultRulesEngine(parameters);



     // create rules
    
 Rules rules = MVELRuleFactory.createRulesFrom(new FileReader("fizzbuzz.yml"));
    

    
 // fire rules
    
 Facts facts = new Facts();
    
 for (int i = 1; i <= 100; i++) {
    
     facts.put("number", i);
    
     fizzBuzzEngine.fire(rules, facts);
    
     System.out.println();
    
 }  } }



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