Java规则引擎easy-rules详细介绍
最近在思考一个基于规则进行挑选的技术重构,想通过规则引擎进行实现,借着这个机会正好可以详细了解一下规则引擎。本篇文章将会详细介绍规则引擎easy-rules的使用。项目地址:https://github.com/j-easy/easy-rules
简介
easy rules是一个简单但功能强大的java规则引擎,提供以下特性:
- 轻量级框架和易于学习的api
- 基于pojo的开发
- 支持从原始规则创建组合规则
- 支持通过表达式(如mvel,spel和jexl)定义规则
开始使用
引入依赖
<dependency> <groupid>org.jeasy</groupid> <artifactid>easy-rules-core</artifactid> <version>4.1.0</version> </dependency>
上面只引入了core模块依赖,如需要其它模块内容,再引入对应依赖即可。
定义规则
介绍
大多数业务规则可以用以下定义表示:
- name:规则命名空间中的唯一规则名称
- description:规则的简要描述
- priority:规则的优先级
- facts:触发规则时的一组已知事实
- conditions:在给定一些事实的情况下,为了应用该规则,需要满足的一组条件
- actions:满足条件时要执行的一组操作(可能会添加/删除/修改事实)
easy rules为定义业务规则的每个关键点提供了抽象。easy rules中的规则由rule接口表示:
public interface rule extends comparable<rule> { /** * 此方法封装了规则的条件。 * @return 如果根据提供的事实可以应用规则,则为true,否则为false */ boolean evaluate(facts facts); /** * 此方法封装了规则的操作。 * @throws 如果在执行操作期间发生错误,则抛出异常 */ void execute(facts facts) throws exception; //getters and setters for rule name, description and priority omitted. }
evaluate()方法封装了必须为true才能触发规则的条件。execute()方法封装了在满足规则条件时应该执行的操作。条件和操作由condition和action接口表示。
规则可以用两种不同的方式定义:
- 通过在pojo上添加注解来声明
- 通过rulebuilder api编程
这些是定义规则的最常用方法,但是如果需要,您也可以实现rule接口或扩展basicrule类。
使用注解定义规则
easy rules提供了@rule注解,可以将pojo转换为规则。
@rule(name = "my rule", description = "my rule description", priority = 1) public class myrule { @condition public boolean when(@fact("fact") fact) { // 规则条件 return true; } @action(order = 1) public void then(facts facts) throws exception { // 规则为true时的操作1 } @action(order = 2) public void finally() throws exception { // 规则为true时的操作2 } }
@condition注解用来标记评估规则条件的方法,这个方法必须是public,可以有一个或多个带@fact注解的参数,并返回一个boolean类型。只有一个方法可以用@condition注解标记。
@action注解用来标记执行操作的方法,规则可以有多个操作。可以使用order属性以指定的顺序执行操作。
使用rulebuilder定义规则
rulebuilder允许你用流式api定义规则。
rule rule = new rulebuilder() .name("myrule") .description("myruledescription") .priority(3) .when(condition) .then(action1) .then(action2) .build();
在本例中,condition是condition接口的实例,action1和action2是action接口的实例。
组合规则
easy rules允许从原始规则创建复杂的规则。一个compositerule由一组规则组成。组合规则是一个抽象概念,因为组合规则可以以不同的方式触发。easy rules提供了3种compositerule的实现。
- unitrulegroup:单元规则组是作为一个单元使用的组合规则,要么应用所有规则,要么不应用任何规则。
- activationrulegroup:激活规则组触发第一个适用规则并忽略组中的其他规则。规则首先按照其在组中的自然顺序(默认情况下优先级)进行排序。
- conditionalrulegroup:条件规则组将具有最高优先级的规则作为条件,如果具有最高优先级的规则的计算结果为true,那么将触发其余的规则。
组合规则可以从原始规则创建并像常规规则一样注册。
// 从两个原始规则创建组合规则 unitrulegroup myunitrulegroup = new unitrulegroup("myunitrulegroup", "unit of myrule1 and myrule2"); myunitrulegroup.addrule(myrule1); myunitrulegroup.addrule(myrule2); // 像常规规则一样注册组合规则 rules rules = new rules(); rules.register(myunitrulegroup); rulesengine rulesengine = new defaultrulesengine(); rulesengine.fire(rules, somefacts);
规则优先级
easy rules中的每个规则都有一个优先级。这表示触发注册规则的默认顺序。默认情况下,值越低优先级越高。要覆盖此行为,您应该重写compareto()方法以提供自定义优先级策略。
- 如果是继承basicrule,可以在构造方法中指定优先级,或者重写getpriority()方法。
- 如果是使用pojo定义规则,可以通过@rule注解的priority属性指定优先级,或者使用@priority注解标记一个方法。这个方法必须是public,无参却返回类型为integer。
- 如果使用rulebuilder定义规则,可以使用rulebuilder#priority()方法指定优先级。
rules api
easy rules中的一组规则由rules api表示。它的使用方法如下:
rules rules = new rules(); rules.register(myrule1); rules.register(myrule2);
rules表示已注册规则的命名空间,因此,在同一命名空间下,每一个已经注册的规则必须有唯一的名称。
rules是通过rule#compareto()方法进行比较的,因此,rule的实现应该正确的实现compareto()方法来确保单一空间下拥有唯一的规则名称。
定义事实
easy rules中的一个事实是由fact表示的:
public class fact<t> { private final string name; private final t value; }
一个事实有一个名称和一个值,两者都不能为null。另一方面,facts api 表示一组事实并充当事实的命名空间。这意味着,在一个facts实例中,事实必须有唯一的名称。
下面是一个如何定义事实的例子:
fact<string> fact = new fact("foo", "bar"); facts facts = new facts(); facts.add(fact);
你也可以使用一个更短的版本,用put方法创建命名的事实,如下所示:
facts facts = new facts(); facts.put("foo", "bar");
可以使用@fact注解将事实注入到规则的条件和操作方法中。在以下规则中,rain事实被注入到itrains方法的rain参数中:
@rule class weatherrule { @condition public boolean itrains(@fact("rain") boolean rain) { return rain; } @action public void takeanumbrella(facts facts) { system.out.println("it rains, take an umbrella!"); // can add/remove/modify facts } }
类型为facts的参数将被注入所有已知的事实。
注意:
- 如果条件方法中缺少注入的事实,引擎将记录一个警告,并认为条件被计算为false。
- 如果动作方法中缺少注入的事实,则不会执行该动作,并且抛出org.jeasy.rules.core.nosuchfactexception异常。
定义规则引擎
easy rules提供了rulesengine接口的两种实现:
- defaultrulesengine:根据规则的自然顺序(默认为优先级)应用规则。
- inferencerulesengine:在已知的事实上不断地应用规则,直到没有更多的规则可用。
创建规则引擎
可以使用构造方法创建规则引擎。
rulesengine rulesengine = new defaultrulesengine(); // or rulesengine rulesengine = new inferencerulesengine();
可以按如下方式触发已注册的规则。
rulesengine.fire(rules, facts);
规则引擎参数
easy rules引擎可以配置以下参数:
参数 | 类型 | 默认值 |
---|---|---|
ruleprioritythreshold | int | maxint |
skiponfirstappliedrule | boolean | false |
ruleprioritythreshold | int | false |
skiponfirstfailedrule | boolean | false |
skiponfirstnontriggeredrule | boolean | false |
-
skiponfirstappliedrule
:当一个规则成功应用时,跳过余下的规则。 -
skiponfirstfailedrule
:当一个规则失败时,跳过余下的规则。 -
skiponfirstnontriggeredrule
:当一个规则未触发时,跳过余下的规则。 -
ruleprioritythreshold
:当优先级超过指定的阈值时,跳过余下的规则。
可以使用rulesengineparameters api指定这些参数:
rulesengineparameters parameters = new rulesengineparameters() .ruleprioritythreshold(10) .skiponfirstappliedrule(true) .skiponfirstfailedrule(true) .skiponfirstnontriggeredrule(true); rulesengine rulesengine = new defaultrulesengine(parameters);
如果你想从你的引擎中获取参数,你可以使用以下代码段:
rulesengineparameters parameters = myengine.getparameters();
这允许在创建引擎参数后重新设置引擎参数。
定义规则监听器
可以通过rulelistener api来监听规则执行事件:
public interface rulelistener { /** * 在评估规则之前触发。 * * @param rule 正在被评估的规则 * @param facts 评估规则之前的已知事实 * @return 如果规则应该评估,则返回true,否则返回false */ default boolean beforeevaluate(rule rule, facts facts) { return true; } /** * 在评估规则之后触发 * * @param rule 评估之后的规则 * @param facts 评估规则之后的已知事实 * @param evaluationresult 评估结果 */ default void afterevaluate(rule rule, facts facts, boolean evaluationresult) { } /** * 运行时异常导致条件评估错误时触发 * * @param rule 评估之后的规则 * @param facts 评估时的已知事实 * @param exception 条件评估时发生的异常 */ default void onevaluationerror(rule rule, facts facts, exception exception) { } /** * 在规则操作执行之前触发。 * * @param rule 当前的规则 * @param facts 执行规则操作时的已知事实 */ default void beforeexecute(rule rule, facts facts) { } /** * 在规则操作成功执行之后触发 * * @param rule t当前的规则 * @param facts 执行规则操作时的已知事实 */ default void onsuccess(rule rule, facts facts) { } /** * 在规则操作执行失败时触发 * * @param rule 当前的规则 * @param facts 执行规则操作时的已知事实 * @param exception 执行规则操作时发生的异常 */ default void onfailure(rule rule, facts facts, exception exception) { } }
可以实现这个接口来提供自定义行为,以便在每个规则之前/之后执行。要注册监听器,请使用以下代码段:
defaultrulesengine rulesengine = new defaultrulesengine(); rulesengine.registerrulelistener(myrulelistener);
可以注册任意数量的侦听器,它们将按照注册顺序执行。
注意:当使用组合规则时,监听器是围绕组合规则调用的。
定义规则引擎监听器
可以通过rulesenginelistener api来监听规则引擎的执行事件:
public interface rulesenginelistener { /** * 在执行规则集之前触发 * * @param rules 要触发的规则集 * @param facts 触发规则前的事实 */ default void beforeevaluate(rules rules, facts facts) { } /** * 在执行规则集之后触发 * * @param rules 要触发的规则集 * @param facts 触发规则前的事实 */ default void afterexecute(rules rules, facts facts) { } }
rulesenginelistener允许我们在触发整个规则集之前/之后提供自定义行为。可以使用如下方式注册监听器。
defaultrulesengine rulesengine = new defaultrulesengine(); rulesengine.registerrulesenginelistener(myrulesenginelistener);
可以注册任意数量的监听器,它们将按照注册顺序执行。
表达式语言(el)支持
easy rules支持用mvel、spel和jexl定义规则。
el提供者注意事项
el提供者在行为上有一些区别。例如,当一个事实在条件中缺失时,mvel抛出一个异常,而spel将忽略它并返回false。因此,在选择easy rules使用哪个el之前,你应该了解这些差异。
通过编程的方式定义规则
条件、动作和规则分别由mvelcondition/spelcondition/jexlcondition、mvelaction/spelaction/jexlaction和mvelrule/spelrule/jexlrule类表示。下面是一个使用mvel定义规则的例子:
rule agerule = new mvelrule() .name("age rule") .description("check if person's age is > 18 and marks the person as adult") .priority(1) .when("person.age > 18") .then("person.setadult(true);");
通过规则描述文件定义规则
可以使用规则描述文件定义规则,使用mvelrulefactory/spelrulefactory/jexlrulefactory来从描述符文件创建规则。下面是一个在alcohol-rule.yml中以yaml格式定义的mvel规则示例:
name: "alcohol rule" description: "children are not allowed to buy alcohol" priority: 2 condition: "person.isadult() == false" actions: - "system.out.println("shop: sorry, you are not allowed to buy alcohol");"
mvelrulefactory rulefactory = new mvelrulefactory(new yamlruledefinitionreader()); mvelrule alcoholrule = rulefactory.createrule(new filereader("alcohol-rule.yml"));
还可以使用一个文件创建多个规则。
--- name: adult rule description: when age is greater than 18, then mark as adult priority: 1 condition: "person.age > 18" actions: - "person.setadult(true);" --- name: weather rule description: when it rains, then take an umbrella priority: 2 condition: "rain == true" actions: - "system.out.println("it rains, take an umbrella!");"
可以使用如下方式将这些规则加载到rules对象中。
mvelrulefactory rulefactory = new mvelrulefactory(new yamlruledefinitionreader()); rules rules = rulefactory.createrules(new filereader("rules.yml"));
easy rules还支持从json描述符加载规则。具体参考文档,这里不做展开。
规则定义中的错误处理
关于条件中不正确表达式的引擎行为
对于条件求值过程中可能发生的任何运行时异常(丢失事实、表达式中输入错误等),引擎将记录一个警告,并认为条件求值为false。可以使用rulelistener#onevaluationerror来监听评估错误。
关于操作中不正确表达式的引擎行为
对于任何在执行操作时可能发生的运行时异常(丢失事实、表达式中输入错误等),该操作将不会执行,引擎将记录一个错误。可以使用rulelistener#onfailure来监听操作执行异常。当一个规则失败时,引擎将移动到下一个规则,除非设置了skiponfirstfailedrule参数。
实际栗子
本栗子使用easy rules实现fizzbuzz应用程序。fizzbuzz是一个简单的应用程序,需要从1数到100,并且:
- 如果数字是5的倍数,则打印“fizz”
- 如果数字是7的倍数,请打印“buzz”
- 如果数字是5和7的倍数,请打印“fizzbuzz”
- 否则打印数字本身
public class fizzbuzz { public static void main(string[] args) { for(int i = 1; i <= 100; i++) { if (((i % 5) == 0) && ((i % 7) == 0)) system.out.print("fizzbuzz"); else if ((i % 5) == 0) system.out.print("fizz"); else if ((i % 7) == 0) system.out.print("buzz"); else system.out.print(i); system.out.println(); } system.out.println(); } }
我们将为每个需求编写一条规则:
@rule public class fizzrule { @condition public boolean isfizz(@fact("number") integer number) { return number % 5 == 0; } @action public void printfizz() { system.out.print("fizz"); } @priority public int getpriority() { return 1; } } @rule public class buzzrule { @condition public boolean isbuzz(@fact("number") integer number) { return number % 7 == 0; } @action public void printbuzz() { system.out.print("buzz"); } @priority public int getpriority() { return 2; } } public class fizzbuzzrule extends unitrulegroup { public fizzbuzzrule(object... rules) { for (object rule : rules) { addrule(rule); } } @override public int getpriority() { return 0; } } @rule public class nonfizzbuzzrule { @condition public boolean isnotfizznorbuzz(@fact("number") integer number) { return number % 5 != 0 || number % 7 != 0; } @action public void printinput(@fact("number") integer number) { system.out.print(number); } @priority public int getpriority() { return 3; } }
以下是对这些规则的一些解释:
- fizzrule和buzzrule很简单,它们会检查输入是5的倍数还是7的倍数,然后打印结果。
- fizzbuzzrule是一个组合规则。通过fizzrule和buzzrule创建。基类选择为unitrulegroup,要么满足并应用这两个规则,要么什么都不应用。
- nonfizzbuzzrule是既不是5的倍数也不是7的倍数时的规则。
请注意,我们已经设置了优先级,因此规则的触发顺序与java示例中的示例相同。
然后,我们必须将这些规则注册到一个规则集中,并使用一个规则引擎来触发它们:
public class fizzbuzzwitheasyrules { 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 rules rules = new rules(); rules.register(new fizzrule()); rules.register(new buzzrule()); rules.register(new fizzbuzzrule(new fizzrule(), new buzzrule())); rules.register(new nonfizzbuzzrule()); // 触发规则 facts facts = new facts(); for (int i = 1; i <= 100; i++) { facts.put("number", i); fizzbuzzengine.fire(rules, facts); system.out.println(); } } }
注意,我们已经设置了skiponfirstappliedrule参数,以便在成功应用规则时跳过后续的规则。
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