1、規(guī)則引擎是什么

在很多企業(yè)的 IT 業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，會有大量的業(yè)務(wù)規(guī)則配置，而且隨著企業(yè)管理者的決策變化，這些業(yè)務(wù)規(guī)則也會隨之發(fā)生更改。

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為了適應(yīng)這樣的需求，我們的 IT 業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)該能快速且低成本的更新。一般的作法是將業(yè)務(wù)規(guī)則的配置單獨拿出來，使之與業(yè)務(wù)系統(tǒng)保持低耦合。

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配合規(guī)則引擎提供的良好的業(yè)務(wù)規(guī)則設(shè)計器，不用編碼就可以快速實現(xiàn)復(fù)雜的業(yè)務(wù)規(guī)則，同樣，即使是完全不懂編程的業(yè)務(wù)人員，也可以輕松上手使用規(guī)則引擎來定義復(fù)雜的業(yè)務(wù)規(guī)則。

規(guī)則引擎是讓業(yè)務(wù)人士驅(qū)動整個企業(yè)過程的最佳實踐。

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規(guī)則引擎由推理引擎發(fā)展而來，是一種嵌入在應(yīng)用程序中的組件，可以將業(yè)務(wù)決策從應(yīng)用程序中分離出來，并使用預(yù)定義的語義規(guī)范編寫業(yè)務(wù)規(guī)則。

規(guī)則引擎通過接受輸入的數(shù)據(jù)，進(jìn)行業(yè)務(wù)規(guī)則的評估，并做出業(yè)務(wù)決策。

使用規(guī)則引擎可以給系統(tǒng)帶來如下優(yōu)勢：

• 高靈活性：在規(guī)則保存在知識庫中，可以在不重新啟動系統(tǒng)的情況下發(fā)布規(guī)則，以減少測試和發(fā)布的成本。
• 容易掌控：規(guī)則比過程代碼更易于理解，因此可以有效地來彌補業(yè)務(wù)分析師和開發(fā)人員之間的溝通問題。
• 降低復(fù)雜度：在程序中編寫大量的判斷條件，很可能是會造成一場噩夢。使用規(guī)則引擎卻能夠通過一致的表示形式，更好的處理日益復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯。
• 可重用性：規(guī)則集中管理，可提高業(yè)務(wù)的規(guī)則的可重用性。決策結(jié)果的積累和回溯，可以反向推動規(guī)則的迭代優(yōu)化，幫助組織形成一個不斷演進(jìn)的商業(yè)智能分析知識庫。

常見的規(guī)則引擎大體上分為兩種：

• 重量級：組件齊全，提供整套解決方案，以Drools為代表。
• 輕量級：本質(zhì)上是一種基于JVM的腳本語言，只負(fù)責(zé)腳本的編譯、執(zhí)行，規(guī)則的定義、運維等要結(jié)合具體的業(yè)務(wù)自己開發(fā)，以Groovy、AviatorScript、QLExpress、MVEL等代表

2、重量級規(guī)則引擎

Drools 是用 Java 語言編寫的開源規(guī)則引擎，是KIE（Knowledge Is Everything）項目的一部分。

Drools 具有以下優(yōu)點：

• 非常活躍的社區(qū)
• 生態(tài)不斷的完善中
• JSR 94 兼容（JSR 94 是 Java Rule Engine API）
• 免費

2.1 Rete算法

Drools基于Rete算法實現(xiàn)。

Rete算法是一種前向規(guī)則快速匹配算法，是一個用于產(chǎn)生式系統(tǒng)的高效模式匹配算法，其匹配速度與規(guī)則數(shù)目無關(guān)。

Rete是拉丁文，對應(yīng)英文是net，也就是網(wǎng)絡(luò)。

產(chǎn)生式規(guī)則是一種常用的知識表示方法，它以"IF-THEN"的形式表現(xiàn)了因果關(guān)系。例如：

 R1： IF 某動物是有蹄類動物 AND 有長脖子 AND 有長腿 AND 身上有暗斑點 THEN 該動物是長頸鹿（問題解決）
 R2：IF 某動物是有蹄類動物 AND 身上有黑色條紋 THEN 該動物是斑馬（問題解決）
 ……
 R8：IF 動物是哺乳動物 AND 反芻動物 THEN 該動物是有蹄類動物
 ……
 R10：IF 某動物有奶 THEN該動物是哺乳動物……

以上一些產(chǎn)生式規(guī)則，給出"有奶"、“反芻”、“長脖子”、“長腿”、"身上有暗斑點"條件（也稱為事實 facts），就可以求解出問題的答案是“長頸鹿”。

其核心思想是用分離的匹配項構(gòu)造匹配網(wǎng)絡(luò)，同時緩存中間結(jié)果，以空間換時間。有三個核心要素：

• 事實（fact）：對象之間及對象屬性之間的多元關(guān)系,可以簡單理解為對象的屬性和屬性值。
• 規(guī)則（rule）:是由條件和結(jié)論構(gòu)成的推理語句，一般表示為if...then...。一個規(guī)則的if部分稱為LHS（left-hand-side），then部分稱為RHS（right hand side）。
• 模式（patten）：就是指IF語句的條件。這里IF條件可能是有幾個更小的條件組成的大條件。模式就是指的不能在繼續(xù)分割下去的最小的原子條件。

2.2 Drools的使用

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Drools規(guī)則引擎基于以下抽象組件實現(xiàn)：

• 規(guī)則(Rules)：業(yè)務(wù)規(guī)則或DMN決策。所有規(guī)則必須至少包含觸發(fā)該規(guī)則的條件以及對應(yīng)的操作。
• 事實(Facts)：輸入到規(guī)則引擎的數(shù)據(jù)，用于規(guī)則的條件的匹配。
• 生產(chǎn)內(nèi)存(Production memory)：規(guī)則引擎中規(guī)則存儲的地方
• 工作內(nèi)存(Working memory)：規(guī)則引擎中Fact對象存儲的地方。
• 議程(Agenda)：用于存儲被激活的規(guī)則的分類和排序的地方。

Drools的腳本需要以特定的語法編寫成drl文件。例如：

package rules

import com.clf.Order

lock-on-active true

//規(guī)則一：訂單總價在100元以下時，沒有優(yōu)惠
rule order_discount_1
    when
        $order:Order(originalPrice < 100)
    then
        $order.setRealPrice($order.getOriginalPrice());
        System.out.println("訂單折扣規(guī)則匹配，成功匹配到規(guī)則order_discount_1：訂單總價在100元以下時，沒有優(yōu)惠");
        System.out.println("訂單原價：" + $order.getOriginalPrice() + "\t折扣價：" + $order.getRealPrice());
end

//規(guī)則二：訂單總價在 [100,500) 區(qū)間時，享受滿100減30
rule order_discount_2
    when
        $order:Order(originalPrice >= 100 && originalPrice < 500)
    then
        $order.setRealPrice($order.getOriginalPrice() - 30);
        System.out.println("訂單折扣規(guī)則匹配，成功匹配到規(guī)則order_discount_2：訂單總價在 [100,500) 區(qū)間時，享受滿100減30");
        System.out.println("訂單原價：" + $order.getOriginalPrice() + "\t折扣價：" + $order.getRealPrice());
end

規(guī)則以腳本的形式存儲在一個文件中，使規(guī)則的變化不需要修改代碼，重新啟動機器即可在線上環(huán)境中生效。

如果只使用規(guī)則的執(zhí)行，引入Business Rules Engine (BRE)就夠了，編寫Java代碼和規(guī)則文件即可。如果要編排很復(fù)雜的工程，甚至整個業(yè)務(wù)都重度依賴，需要產(chǎn)品、運營同學(xué)一起來指定規(guī)則，則需要用到BRMS整套解決方案了，包括BRE、Drools Workbench、DMN等。

我們說Drools太重了，主要是在說：

• Drools相關(guān)組件比較多，需要逐個研究才知道是否需要
• Drools邏輯復(fù)雜，不了解原理，一旦出現(xiàn)問題排查難度高
• Drools需要編寫規(guī)則文件，學(xué)習(xí)成本高

3、輕量級規(guī)則引擎

3.1 Groovy

3.1.1 簡介

Groovy是Apache 旗下的一種基于JVM的面向?qū)ο缶幊陶Z言，既可以用于面向?qū)ο缶幊?，也可以用作純粹的腳本語言。在語言的設(shè)計上它吸納了Python、Ruby 等腳本語言的優(yōu)秀特性，比如動態(tài)類型轉(zhuǎn)換、閉包和元編程支持。

Groovy 為 Java 開發(fā)者提供了現(xiàn)代最流行的編程語言特性，而且學(xué)習(xí)成本很低（幾乎為零）。Groovy和Java代碼的最大區(qū)別在于Groovy更靈活，語法要求更少，因此吸引了許多Java使用者。比起Java，Groovy語法更加的靈活和簡潔，可以用更少的代碼來實現(xiàn)Java實現(xiàn)的同樣功能。

在某種程度上，Groovy可以被視為Java的一種腳本化改良版。Groovy可以無縫集成所有已經(jīng)存在的 Java 對象和類庫，直接編譯成 JVM 字節(jié)碼，這樣可以在任何使用 Java 的地方使用 Groovy 。

Groovy之于Java，類似狂草之于行楷。熟悉Groovy的人開發(fā)起來猶如行云流水，但不熟悉的感覺還是在寫Java。

3.1.2 原理

Groovy 與Java 最終都是以字節(jié)碼的方式在JVM 上面執(zhí)行，兩者的編譯和加載步驟是一樣的，差異是Groovy顯式支持運行時編譯和動態(tài)加載。

Groovy支持將.groovy源代碼編譯成.class字節(jié)碼文件(預(yù)編譯模式)，同時又支持在運行時加載并編譯.groovy源文件(直接調(diào)用模式).

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Groovy 卻是一門動態(tài)語言，可以在運行時擴展程序，比如動態(tài)調(diào)用（攔截、注入、合成）方法，那么 Groovy 是如何實現(xiàn)這一切的呢？

其實這一切都要歸功于 Groovy 編譯器，Groovy 編譯器在編譯 Groovy 代碼的時候，并不是像 Java 一樣，直接編譯成字節(jié)碼，而是編譯成 “動態(tài)調(diào)用的字節(jié)碼”。

例如下面這一段 Groovy 代碼：

package groovy

println("Hello World!")

當(dāng)我們用Groovy編譯器編譯之后，就會變成：

package groovy;

......

public class HelloGroovy extends Script {
    private static /* synthetic */ ClassInfo $staticClassInfo;
    public static transient /* synthetic */ boolean __$stMC;
    private static /* synthetic */ ClassInfo $staticClassInfo$;
    private static /* synthetic */ SoftReference $callSiteArray;
    ......
    public static void main(String ... args) {
        // 調(diào)用runScript()方法
        CallSite[] arrcallSite = HelloGroovy.$getCallSiteArray();
        arrcallSite[0].call(InvokerHelper.class, HelloGroovy.class, (Object)args);
    }

    public Object run() {
        // 調(diào)用println()方法
        CallSite[] arrcallSite = HelloGroovy.$getCallSiteArray();
        return arrcallSite[1].callCurrent((GroovyObject)this, (Object)"Hello World!");
    }
    ......
    private static /* synthetic */ void $createCallSiteArray_1(String[] arrstring) {
        arrstring[0] = "runScript";
        arrstring[1] = "println";
    }
    ......
}

```java

簡單的一行代碼，經(jīng)過 Groovy 編譯器編譯之后，變得如此復(fù)雜。而這就是 Groovy 編譯器做的，將普通的代碼編譯成可以動態(tài)調(diào)用的代碼。

不難發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過編譯之后，幾乎所有的方法調(diào)用都變成通過 `CallSite`進(jìn)行了，這個 `CallSite` 就是實現(xiàn)動態(tài)調(diào)用的入口。

我們來看看這個 CallSite 都做了什么。

```java
package org.codehaus.groovy.runtime.callsite;

/**
 * Base class for all call sites
 */
public class AbstractCallSite implements CallSite {
    ......
    // call()方法是運行時方法調(diào)用的時候才觸發(fā)的
    public Object call(Object receiver, Object arg1) throws Throwable {
        CallSite stored = this.array.array[this.index];
        return stored != this ? stored.call(receiver, arg1) : this.call(receiver, ArrayUtil.createArray(arg1));
    }
    ......
    public Object call(Object receiver, Object[] args) throws Throwable {
        return CallSiteArray.defaultCall(this, receiver, args);
    }
}

CallSite主要負(fù)責(zé)分發(fā)和緩存不同類型的方法調(diào)用邏輯，包括 callGetPropertySafe(), callGetProperty(), callGroovyObjectGetProperty(), callGroovyObjectGetPropertySafe(), call(), callCurrent(), callStatic(), callConstructor()等等。

對于不同類型的方法調(diào)用需要通過不同的 CallSite 調(diào)用，因為針對不同類型的方法需要有不同的處理邏輯，否則可能會出現(xiàn)循環(huán)調(diào)用，拋出 StackOverflow 異常。例如對于當(dāng)前對象(this)的方法調(diào)用需要通過 callCurrent()，對于static類型方法需要通過 callStatic()，而對于局部變量或者實例變量則是通過 call()。

不過由于每次執(zhí)行的時候，都會新生成一個class文件，這樣就會導(dǎo)致JVM的perm區(qū)或Metaspace持續(xù)增長，進(jìn)而導(dǎo)致FullGC問題，解決辦法就是腳本文件變化了之后才去創(chuàng)建文件，之前從緩存中獲取即可。

3.2 AviatorScript

3.2.1 簡介

AviatorScript是阿里開源的一個高性能、輕量級的Java語言實現(xiàn)的表達(dá)式求值引擎。

AviatorScript 將表達(dá)式直接翻譯成對應(yīng)的 Java 字節(jié)碼執(zhí)行，這樣就保證了它的性能超越絕大部分解釋性的表達(dá)式引擎，測試也證明如此；其次，除了依賴 commons-beanutils 這個庫之外（用于做反射）不依賴任何第三方庫，因此整體非常輕量級，整個 jar 包大小哪怕發(fā)展到現(xiàn)在 5.0 這個大版本，也才 430K。同時， Aviator 內(nèi)置的函數(shù)庫非?！肮?jié)制”，除了必須的字符串處理、數(shù)學(xué)函數(shù)和集合處理之外，類似文件 IO、網(wǎng)絡(luò)等等你都是沒法使用的，這樣能保證運行期的安全，如果你需要這些高階能力，可以通過開放的自定義函數(shù)來接入。

因此總結(jié)它的特點是：

• 高性能
• 輕量級
• 一些比較有特色的特點：
  • 支持運算符重載
  • 原生支持大整數(shù)和 BigDecimal 類型及運算，并且通過運算符重載和一般數(shù)字類型保持一致的運算方式。
  • 原生支持正則表達(dá)式類型及匹配運算符
  • 類 clojure 的 seq 庫及 lambda 支持，可以靈活地處理各種集合
• 開放能力：包括自定義函數(shù)接入以及各種定制選項

那么，既然業(yè)界已經(jīng)有 Groovy/Kotlin/Jruby 等很成熟的動態(tài)語言，為什么需要 AviatorScript 呢？

優(yōu)先使用社區(qū)廣泛使用的語言，有一個比較好的社區(qū)支持，這都是很好、很正確的考量。那么為什么還想要發(fā)展和去使用 AviatorScript？ 我能想到的理由如下：

• 你不想使用一個全功能的、相對重量級的語言，你只是做一些布爾表達(dá)式判定、數(shù)據(jù)集合處理等等，你不想引入一堆依賴，并且期待有一定的性能保證。AviatorScript 提供了大量的定制選項，甚至各種語法特性都是可以開關(guān)的。
• 你的表達(dá)式或者 script 是用戶輸入的，你無法保證他們的安全性，你希望控制用戶能使用的 API，提供一個相對安全的運行沙箱。

3.2.2 原理

AviatorScript 編譯和執(zhí)行的入口是 AviatorEvaluatorInstance 類，該類的一個實例就是一個編譯和執(zhí)行的單元，這個單元我們稱為一個 AviatorScript 引擎。

AviatorEvaluatorInstance 接受一個腳本文件，經(jīng)過以下步驟，動態(tài)實時地編譯成 JVM 字節(jié)碼：

1. Lexer 文法分析
2. Parser 語法解析
3. 一趟優(yōu)化：常量折疊、常量池化等簡單優(yōu)化。
4. 第二趟生成 JVM 字節(jié)碼，并最終動態(tài)生成一個匿名 Class
5. 實例化 Class，最終的 Expression 對象。

每次調(diào)用 compileScript(path) 都生成一個新的匿名類和對象，因此如果頻繁調(diào)用會占滿 JVM 的 metaspace，可能導(dǎo)致 full gc 或者 OOM，因此還有一個方法 compileScript(path, cached) 可以通過第二個布爾值參數(shù)決定是否緩存該編譯結(jié)果。

編譯產(chǎn)生的 Expression 對象，最終都是調(diào)用 execute() 方法執(zhí)行，得到結(jié)果。但是 execute 方法還可以接受一個變量列表組成的 map，來注入執(zhí)行的上下文，我們來一個例子：

    String expression = "a-(b-c) > 100";
    Expression compiledExp = AviatorEvaluator.compile(expression);
    // Execute with injected variables.
    Boolean result =
        (Boolean) compiledExp.execute(compiledExp.newEnv("a", 100.3, "b", 45, "c", -199.100));
    System.out.println(result);

我們編譯了一段腳本 a-(b-c) > 100 ，這是一個簡單的數(shù)字計算和比較，最終返回一個布爾值。a, b, c 是三個變量（后面我們將詳解變量），它們的值都是未知，沒有在腳本里明確賦值，那么可以通過外部傳參的方式，將這些變量的值注入進(jìn)去，同時求得結(jié)果，比如例子是通過 Expression#newEnv 方法創(chuàng)建了一個 Map<String, Object 的上下文 map，將 a 設(shè)置為 100.3，將 b 設(shè)置為 45，將 c 設(shè)置為 -199.100，最終代入的執(zhí)行過程如下：

a-(b-c) > 100 
=> 100.3 - (45 - -199.100) > 100
=> 100.3 - 244.1 > 100
=> -143.8 > 100
=> false

因此返回的 result 就是 false。

這是一個很典型的動態(tài)表達(dá)式求值的例子，通過復(fù)用 Expression 對象，結(jié)合不同的上下文 map，你可以對一個表達(dá)式反復(fù)求值。

同樣， compile 方法也有一個緩存模式 compile(script, cached) 用于決定是否緩存編譯結(jié)果，避免重復(fù)生成類和對象。

從 5.3 版本開始， AviatorScript 還支持了解釋執(zhí)行模式，這種模式下，將生成 AviatorScript 自身設(shè)計的指令并解釋執(zhí)行，這樣就不依賴 asm，也不會生成字節(jié)碼，在 Android 等非標(biāo)準(zhǔn) Java 平臺上就可以運行。

3.3 QLExpress

3.3.1 簡介

QLExpress由阿里的電商業(yè)務(wù)規(guī)則、表達(dá)式（布爾組合）、特殊數(shù)學(xué)公式計算（高精度）、語法分析、腳本二次定制等強需求而設(shè)計的一門動態(tài)腳本引擎解析工具。 在阿里集團(tuán)有很強的影響力，同時為了自身不斷優(yōu)化、發(fā)揚開源貢獻(xiàn)精神，于2012年開源。

QLExpress腳本引擎被廣泛應(yīng)用在阿里的電商業(yè)務(wù)場景，具有以下的一些特性:

• 線程安全，引擎運算過程中的產(chǎn)生的臨時變量都是threadlocal類型。
• 高效執(zhí)行，比較耗時的腳本編譯過程可以緩存在本地機器，運行時的臨時變量創(chuàng)建采用了緩沖池的技術(shù)，和Groovy性能相當(dāng)。
• 弱類型腳本語言，和groovy，javascript語法類似，雖然比強類型腳本語言要慢一些，但是使業(yè)務(wù)的靈活度大大增強。
• 安全控制,可以通過設(shè)置相關(guān)運行參數(shù)，預(yù)防死循環(huán)、高危系統(tǒng)api調(diào)用等情況。
• 代碼精簡，依賴最小，250k的jar包適合所有java的運行環(huán)境，在android系統(tǒng)的低端pos機也得到廣泛運用。

3.3.2 原理

來看一個簡單的例子。

ExpressRunner runner = new ExpressRunner(false, true); //打印執(zhí)行編譯過程
DefaultContext<String, Object> context = new DefaultContext<String, Object>();
context.put("a", 1);
context.put("b", 2);
context.put("c", 3);
String express = "a + b * c";
Object r = runner.execute(express, context, null, true, true); //打印指令執(zhí)行過程
System.out.println(r);

打印日志如下：

DEBUG com.ql.util.express.parse.ExpressParse - 執(zhí)行的表達(dá)式:a + b * c
DEBUG com.ql.util.express.parse.ExpressParse - 單詞分解結(jié)果:{a},{+},,{*},{c}
DEBUG com.ql.util.express.parse.ExpressParse - 預(yù)處理后結(jié)果:{a},{+},,{*},{c}
DEBUG com.ql.util.express.parse.ExpressParse - 單詞分析結(jié)果:a:ID,+:+,b:ID,*:*,c:ID
DEBUG com.ql.util.express.parse.ExpressParse - 最后的語法樹:
1:   STAT_BLOCK:STAT_BLOCK                                                          STAT_BLOCK
2:      STAT_SEMICOLON:STAT_SEMICOLON   STAT_SEMICOLON
3:         +:+  +
4:            a:ID  ID
4:            *:*   *
5:               b:ID   ID
5:               c:ID   ID

DEBUG com.ql.util.express.ExpressRunner - 
1:LoadAttr:a
2:LoadAttr:b
3:LoadAttr:c
4:OP : * OPNUMBER[2]
5:OP : + OPNUMBER[2]

DEBUG com.ql.util.express.instruction.detail.Instruction - LoadAttr:a:1
DEBUG com.ql.util.express.instruction.detail.Instruction - LoadAttr:b:2
DEBUG com.ql.util.express.instruction.detail.Instruction - LoadAttr:c:3
DEBUG com.ql.util.express.instruction.detail.Instruction - *(b:2,c:3)
DEBUG com.ql.util.express.instruction.detail.Instruction - +(a:1,6)
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由這個簡單的例子，我們看到了整個QL的執(zhí)行過程：

單詞分解-->單詞類型分析-->語法分析-->生成運行期指令集合-->執(zhí)行生成的指令集合。

其中前4個過程涉及語法的匹配運算等非常耗時，所以我們看到了 execute 方法的 isCache 是否使用Cache中的指令集參數(shù)，它可以緩存前四個過程。即把 expressString 本地緩存乘一段指令，第二次重復(fù)執(zhí)行的時候直接執(zhí)行指令，極大的提高了性能。

QLExpressRunner如下圖所示，從語法樹分析、上下文、執(zhí)行過程三個方面提供二次定制的功能擴展。

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3.4 MVEL

3.4.1 簡介

MVEL為 MVFLEX Expression Language（MVFLEX表達(dá)式語言）的縮寫，是一種基于Java語法，可嵌入的表達(dá)式語言。

MVEL簡單說就是一種表達(dá)式解析器。我們可以自己寫一些表達(dá)式，交給MVEL進(jìn)行解析計算，得到這個表達(dá)式計算的值。MVEL可以用來解析復(fù)雜的JavaBean表達(dá)式，還可以方便地調(diào)用java的類，函數(shù)等
。Java Runtime（運行時）允許MVEL表達(dá)式通過解釋執(zhí)行或者預(yù)編譯執(zhí)行。

目前最新的版本是2.0，具有以下特性：

• 動態(tài)JIT優(yōu)化器。當(dāng)負(fù)載超過一個確保代碼產(chǎn)生的閾值時，選擇性地產(chǎn)生字節(jié)代碼，這大大減少了內(nèi)存的使用量。
• 新的靜態(tài)類型檢查和屬性支持，允許集成類型安全表達(dá)。
• 錯誤報告的改善。包括行和列的錯誤信息。
• 新的腳本語言特征。MVEL2.0 包含函數(shù)定義，如：閉包，lambda定義，標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)構(gòu)造(for, while, do-while, do-until…)，空值安全導(dǎo)航操作，內(nèi)聯(lián)with-context運營 ，易變的（isdef）的測試運營等等。
• 改進(jìn)的集成功能。迎合主流的需求，MVEL2.0支持基礎(chǔ)類型的個性化屬性處理器，集成到JIT中。
• 更快的模板引擎，支持線性模板定義，宏定義和個性化標(biāo)記定義。
• 新的交互式shell（MVELSH）。

Drools當(dāng)中就集成了MVEL，用于動態(tài)代碼的生成。

3.4.2 原理

MVEL在執(zhí)行語言時主要有解釋模式（Interpreted Mode）和Java Runtime（運行時）（Compiled Mode ）兩種。

解釋模式（Interpreted Mode）是一個無狀態(tài)的，動態(tài)解釋執(zhí)行，不需要負(fù)載表達(dá)式就可以執(zhí)行相應(yīng)的腳本。

//解釋模式
Foo foo = new Foo();
foo.setName("test");

Map context = new HashMap();
context.put("foo",foo);

String expression = "foo.name == 'test'";
VariableResolverFactory functionFactory = new MapVariableResolverFactory(context);

Boolean result = (Boolean) MVEL.eval(expression,functionFactory);

編譯模式（Compiled Mode）需要在緩存中產(chǎn)生一個完全規(guī)范化表達(dá)式之后再執(zhí)行。

//編譯模式
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);

Boolean result = (Boolean) MVEL.executeExpression(compileExpression, context, functionFactory);

默認(rèn)情況下，MVEL的優(yōu)化器有：

• 反射優(yōu)化器
• ASM字節(jié)碼優(yōu)化器
• 動態(tài)優(yōu)化器

優(yōu)化器Optimizers通常只使用于編譯模式，而不考慮在eval解釋模式下。

由于MVEL是動態(tài)運行時的動態(tài)語言，所以需要通過反射的對象讓腳本訪問字段和方法。但這嚴(yán)重影響性能，MVEL配備優(yōu)化，為了最大限度地減少或消除反射調(diào)用的開銷。

反射優(yōu)化器在一些api中也被稱為SAFE_REFLECTIVE優(yōu)化器，表示它是絕對安全的，不會對類加載造成影響，保證兼容所有的語言結(jié)構(gòu)。

ASM優(yōu)化器可能會在某些情況下，由于各種原因不能被編譯成字節(jié)碼,對于某些操作會依靠這個優(yōu)化器。
優(yōu)化器的配置可以通過 OptimizerFactory 進(jìn)行配置:

public static String SAFE_REFLECTIVE = "reflective";
OptimizerFactory.setDefaultOptimizer(OptimizerFactory.SAFE_REFLECTIVE);

ASM字節(jié)碼優(yōu)化器在MVEL是默認(rèn)啟用。它使用一個內(nèi)聯(lián)版本的ASM3.0字節(jié)碼操作庫產(chǎn)生編譯反射訪問器存根用于反射調(diào)用的地方。

優(yōu)化器效率對比：

MVEL.eval [無預(yù)熱] Costs: 668
MVEL.eval [預(yù)熱后] Costs: 509
MVEL.compileExpression [無預(yù)熱] Costs: 67
MVEL.compileExpression [預(yù)熱后] Costs: 33
MVEL.compileExpression + dynamic [無預(yù)熱] Costs: 31
MVEL.compileExpression + dynamic  [預(yù)熱后] Costs: 29
MVEL.compileExpression + reflective  [無預(yù)熱] Costs: 38
MVEL.compileExpression + reflective [預(yù)熱后] Costs: 33
MVEL.compileExpression + ASM [無預(yù)熱] Costs: 33
MVEL.compileExpression + ASM [預(yù)熱后] Costs: 29

3.5 總結(jié)

除了以上四個，實際上還有很多類似的腳本語言，各有優(yōu)缺點，可以結(jié)合自己的業(yè)務(wù)特點選擇。

基于以上腳本語言，可以實現(xiàn)規(guī)則的熱加載，不用重新啟動就可改變代碼的執(zhí)行邏輯。例如可以將腳本片段用前端組件進(jìn)行組合，后臺拼裝為執(zhí)行片段存儲到數(shù)據(jù)庫以及緩存中，執(zhí)行時實時查詢出來進(jìn)行加載和實例化并執(zhí)行。

在實現(xiàn)了以上功能后，再自行實現(xiàn)規(guī)則的組合和決策流的編排等功能，即可形成一個比較完整的規(guī)則引擎。

這樣做的優(yōu)點是整個規(guī)則引擎是自行實現(xiàn)，可擴展和靈活性比較強。不過缺點也比較明顯，就是前后端基礎(chǔ)的開發(fā)工作量非常大。