Fel表達式計算引擎學習


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Fel的問題

Fel的問題

Fel是輕量級的高效的表達式計算引擎

Fel在源自於企業項目,設計目標是為了滿足不斷變化的功能需求和性能需求。

Fel是開放的,引擎執行中的多個模塊都可以擴展或替換。Fel的執行主要是通過函數實現,運算符(+、-等都是Fel函數),所有這些函數都是可以替換的,擴展函數也非常簡單。

Fel有雙引擎,同時支持解釋執行和編譯執行。可以根據性能要求選擇執行方式。編譯執行就是將表達式編譯成字節碼(生成java代碼和編譯模塊都是可以擴展和替換的)

Fel有多快?

通常情況下,Fel-0.7每秒可以執行千萬次表達式(不包含編譯時間)。速度是Jexl-2.0的20倍以上。
目前還沒有發現開源的表達式引擎比Fel快。
具體的測試數據請參見http://code.google.com/p/fast-el/wiki/Performance。

為何要使用Fel ?

  • Fel語法和API非常簡單,語法與Java基本相同,幾乎沒有學習成本。
  • Fel非常快,上面已經做了簡單說明。
  • Fel整個包只有200多KB。
  • Fel可以非常方便的訪問數組、集合、Map的元素和對象的屬性。
  • Fel可以非常方便的調用對象的方法和類方法(如果這些還不夠,可以添加自定義函數)。
  • Fel支持大數值高精度計算
  • Fel有良好的安全管理功能
  • 如果Fel不能滿足你的要求,擴展和修改Fel很簡單。

Fel不能做什么?

Fel只支持表達式,不支持腳本。

Fel適用場景:

Fel適合處理海量數據,Fel良好的擴展性可以更好的幫助用戶處理數據。
Fel同樣適用於其他需要使用表達式引擎的地方(如果工作流、公式計算、數據有效性校驗等等)

使用

  1. 項目主頁:http://code.google.com/p/fast-el/
  2. 下載地址:http://code.google.com/p/fast-el/downloads/list
  3. Maven配置:
<dependency>
    <groupId>org.eweb4j</groupId>
    <artifactId>fel</artifactId>
    <version>0.8</version>
</dependency>

Fel使用例子:

  • 算術表達式:
FelEngine fel = new FelEngineImpl();    
Object result = fel.eval("5000*12+7500");    
System.out.println(result);   

輸出結果:67500

  • 變量
    使用變量,其代碼如下所示:
FelContext ctx = fel.getContext();    
ctx.set("單價", 5000);    
ctx.set("數量", 12);    
ctx.set("運費", 7500);    
Object result = fel.eval("單價*數量+運費");    
System.out.println(result);   

輸出結果:67500

  • 訪問對象屬性
FelEngine fel = new FelEngineImpl();
FelContext ctx = fel.getContext();
Foo foo = new Foo();
ctx.set("foo", foo);
Map<String,String> m = new HashMap<String,String>();
m.put("ElName", "fel");
ctx.set("m",m); 

//調用foo.getSize()方法。
Object result = fel.eval("foo.size");
//調用foo.isSample()方法。
result = fel.eval("foo.sample");         
//foo沒有name、getName、isName方法
//foo.name會調用foo.get("name")方法。
result = fel.eval("foo.name"); 
//m.ElName會調用m.get("ElName");
result = fel.eval("m.ElName");
  • 訪問數組、集合、Map
FelEngine fel = new FelEngineImpl();
FelContext ctx = fel.getContext();

//數組
int[] intArray = {1,2,3};
ctx.set("intArray",intArray);
//獲取intArray[0]
String exp = "intArray[0]";
System.out.println(exp+"->"+fel.eval(exp));

//List
List<Integer> list = Arrays.asList(1,2,3);
ctx.set("list",list);
//獲取list.get(0)
exp = "list[0]";
System.out.println(exp+"->"+fel.eval(exp));

//集合
Collection<String> coll = Arrays.asList("a","b","c");
ctx.set("coll",coll);
//獲取集合最前面的元素。執行結果為"a"
exp = "coll[0]";
System.out.println(exp+"->"+fel.eval(exp));

//迭代器
Iterator<String> iterator = coll.iterator();
ctx.set("iterator", iterator);
//獲取迭代器最前面的元素。執行結果為"a"
exp = "iterator[0]";
System.out.println(exp+"->"+fel.eval(exp));

//Map
Map<String,String> m = new HashMap<String, String>();
m.put("name", "HashMap");
ctx.set("map",m);
exp = "map.name";
System.out.println(exp+"->"+fel.eval(exp));

//多維數組
int[][] intArrays= {{11,12},{21,22}};
ctx.set("intArrays",intArrays);
exp = "intArrays[0][0]";
System.out.println(exp+"->"+fel.eval(exp));

//多維綜合體,支持數組、集合的任意組合。
List<int[]> listArray = new ArrayList<int[]>();
listArray.add(new int[]{1,2,3});
listArray.add(new int[]{4,5,6});
ctx.set("listArray",listArray);
exp = "listArray[0][0]";
System.out.println(exp+"->"+fel.eval(exp));
  • 調用JAVA方法
FelEngine fel = new FelEngineImpl();   
FelContext ctx = fel.getContext();   
ctx.set("out", System.out);   
fel.eval("out.println('Hello Everybody'.substring(6))");  

輸出結果:Everybody

  • 自定義上下文環境
//負責提供氣象服務的上下文環境
FelContext ctx = new AbstractContext() {
    public Object get(String name) {
        if("天氣".equals(name)){
            return "晴";
        }
        if("溫度".equals(name)){
            return 25;
        }
        return null;
    }
};
FelEngine fel = new FelEngineImpl(ctx);
Object eval = fel.eval("'天氣:'+天氣+';溫度:'+溫度");
System.out.println(eval);

輸出結果:天氣:晴;溫度:25

  • 多層上下文環境(命名空間)
FelEngine fel = new FelEngineImpl();   
String costStr = "成本";   
String priceStr="價格";   
FelContext baseCtx = fel.getContext();   
//父級上下文中設置成本和價格   
baseCtx.set(costStr, 50);   
baseCtx.set(priceStr,100);   
   
String exp = priceStr+"-"+costStr;   
Object baseCost = fel.eval(exp);   
System.out.println("期望利潤:" + baseCost);   
   
FelContext ctx = new ContextChain(baseCtx, new MapContext());   
//通貨膨脹導致成本增加(子級上下文 中設置成本,會覆蓋父級上下文中的成本)   
ctx.set(costStr,50+20 );   
Object allCost = fel.eval(exp, ctx);   
System.out.println("實際利潤:" + allCost);  

輸出結果:
期望利潤:50
實際利潤:30

  • 編譯執行
FelEngine fel = new FelEngineImpl();   
FelContext ctx = fel.getContext();   
ctx.set("單價", 5000);   
ctx.set("數量", 12);   
ctx.set("運費", 7500);   
Expression exp = fel.compile("單價*數量+運費",ctx);   
Object result = exp.eval(ctx);   
System.out.println(result);  

執行結果:67500
備注:適合處理海量數據,編譯執行的速度基本與Java字節碼執行速度一樣快。

  • 自定義函數
//定義hello函數   
Function fun = new CommonFunction() {   

    public String getName() {   
        return "hello";   
    }   
       
    /*   
     * 調用hello("xxx")時執行的代碼  
     */   
    @Override   
    public Object call(Object[] arguments) {   
        Object msg = null;   
        if(arguments!= null && arguments.length>0){   
            msg = arguments[0];   
        }   
        return ObjectUtils.toString(msg);   
    }   

};   
FelEngine e = new FelEngineImpl();   
//添加函數到引擎中。   
e.addFun(fun);   
String exp = "hello('fel')";   
//解釋執行   
Object eval = e.eval(exp);   
System.out.println("hello "+eval);   
//編譯執行   
Expression compile = e.compile(exp, null);   
eval = compile.eval(null);   
System.out.println("hello "+eval);   

執行結果:
hello fel hello fel

  • 調用靜態方法

如果你覺得上面的自定義函數也麻煩,Fel提供的\(函數可以方便的調用工具類的方法 熟悉jQuery的朋友肯定知道"\)"函數的威力。Fel東施效顰,也實現了一個"$"函數,其作用是獲取class和創建對象。結合點操作符,可以輕易的調用工具類或對象的方法。

//調用Math.min(1,2)
FelEngine.instance.eval("$('Math').min(1,2)");
//調用new Foo().toString();
FelEngine.instance.eval("$('com.greenpineyu.test.Foo.new').toString());

通過"$('class').method"形式的語法,就可以調用任何等三方類包(commons lang等)及自定義工具類的方法,也可以創建對象,調用對象的方法。如果有需要,還可以直接注冊Java Method到函數管理器中。

  • 大數值計算(始於0.9版本)

Fel發布后,有些網友希望提供大數值計算功能,於是,大數值計算功能就有了。例子如下:

FelEngine fel = FelBuilder.bigNumberEngine();
String input = "111111111111111111111111111111+22222222222222222222222222222222";
Object value = fel.eval(input);
Object compileValue = fel.compile(input, fel.getContext()).eval(fel.getContext());
System.out.println("大數值計算(解釋執行):" + value);
System.out.println("大數值計算(編譯執行):" + compileValue);

由上例子可以看出,大數值計算引擎和常規計算引擎在使用方法是相同的。如果表達式數值比較大,要求精度高,可使用大數值計算引擎。不足之處是效率沒有常規計算引擎高。

  • 安全(始於0.8版本)

為了防止出現“${'System'}.exit(1)”這樣的表達式導致系統崩潰。Fel加入了安全管理器,主要是對方法訪問進行控制。安全管理器中通過允許訪問的方法列表(白名單)和禁止訪問的方法列表(黑名單)來控制方法訪問。將"java.lang.System. * "加入到黑名單,表示System類的所有方法都不能訪問。將"java.lang.Math. * "加入白名單,表示只能訪問Math類中的方法。如果你不喜歡這個安全管理器,可以自己開發一個,非常簡單,只需要實現一個方法就可以了。


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