一個規則引擎的可視化方案

背景

最近有個新項目可能會用到規則引擎，所以花了些時間對相關技術做調研，在百度、google用“規則引擎”作為關鍵字進行搜索，可以找到很多關於這方面的資料，絕大部分都會提到 drools、urules、easy-rules等等這么些開源項目，有一些文章也提到他們是采用groovy腳本來實現的。通過對項目需求的評估，初步判定groovy腳本已經可以滿足實際的場景。

然而，在這些資料或者方案之中，除了urules，大部分只是關注框架的性能和使用上的簡便，很少探討如何讓業務人員可以自行進行規則定義的方案。而urules雖然自帶了可視化的規則管理界面，但是界面樣式不好自定義，無法跟現有后台管理界面不突兀的融合。

通過不斷嘗試變換關鍵字在搜索引擎搜索，最終在stackoverflow找到了一個探討這個問題的帖子，特此將帖子中提到的方案分享一下，如果你跟我一樣在研究同樣的問題，也許對你有用。不過在介紹這個方案之前，得先簡單了解一下什么是規則引擎

什么是規則引擎？

簡單的說，規則引擎所負責的事情就是：判定某個數據或者對象是否滿足某個條件，然后根據判定結果，執行不同的動作。例如：

對於剛剛在網站上完成購物的一個用戶（對象），如果她是 "女性用戶 並且 （連續登錄天數大於10天 或者 訂單金額大於200元 )" (條件) , 那么系統就自動給該用戶發放一張優惠券（動作）。

在上面的場景中，規則引擎最重要的一個優勢就是實現“條件“表達式的配置化。如果條件表達式不能配置，那么就需要程序員在代碼里面寫死各種if...else... ，如果條件組合特別復雜的話，代碼就會很難維護；同時，如果不能配置化，那么每次條件的細微變更，就需要修改代碼，然后通過運維走發布流程，無法快速響應業務的需求。

在groovy腳本的方案中，上面的場景可以這么實現：

• 1）定義一個groovy腳本：

def validateCondition(args){return args.用戶性別 == "女性" && (args.連續登錄天數>10 || args.訂單金額 > 200);}

• 2）通過Java提供的 ScriptEngineManager 對象去執行

    <dependency>
      <groupId>org.codehaus.groovy</groupId>
      <artifactId>groovy</artifactId>
      <version>3.0.7</version>
    </dependency>

/*
 *
 * @params condition  從數據庫中讀出來的條件表達式
 */
private Boolean validateCondition(String condition){
    //實際使用上，ScriptEngineManager可以定義為單例
    ScriptEngineManager engineManager = new ScriptEngineManager();
    ScriptEngine engine = engineManager.getEngineByName(scriptLang);
    Map<String, Object> args = new HashMap<>();
    data.put("用戶性別", "女性");
    data.put("連續登錄天數", 11);
    data.put("訂單金額", 220);
    engine.eval(script);
    return ((Invocable) engine).invokeFunction("validateCondition", args);
}

在上面的groovy腳本中，經常需要變動的部分就是 ”args.用戶性別 == "女性" && (args.連續登錄天數>10 || args.訂單金額 > 200)“ 這個表達式，一個最簡單的方案，就是在后台界面提供一個文本框，在文本框中錄入整個groovy腳本，然后保存到數據庫。但是這種方案有個缺點：表達式的定義有一定門檻。對於程序員來說，這自然是很簡單的事，但是對於沒接觸過編程的業務人員，就有一定的門檻了，很容易錄入錯誤的表達式。這就引出了本文的另一個話題，如何實現bool表達式的可視化編輯？

如何實現bool表達式的可視化編輯？

一種方案就是對於一個指定的表達式，前端人員進行語法解析，然后渲染成界面，業務人員編輯之后，再將界面元素結構轉換成表達式。然而，直接解析語法有兩缺點：

• 1）需要考慮的邊界條件比較多，一不小心就解析出錯。
• 2）而且也限定了后端可以選用的腳本語言。例如，在上面的方案中選用的是groovy，它使用的"與"運算符是 && , 假如某天有一種性能更好的腳本語言，它的"與"運算符定位為 and ，那么就會需要修改很多表達式解析的地方。

另一種方案，是定義一個數據結構來描述表達式的結構(說了這么多，終於來到重點了)：

    { "all": [
        { "any": [
            { "gt": ["連續登錄天數", 10] },
            { "gt": ["訂單金額", 200] }
        ]},
        { "eq": ["用戶性別", "女性"] }
    ]}

然后，使用遞歸的方式解析該結構，對於前端開發，可以在遞歸解析的過程中渲染成對應的界面元素；對於后端人員，可以生成對應的bool表達式，有了bool表達式，就可以使用預定的腳本模板，生成最終的規則。

// 模板的例子
def validateCondition(args){return $s;}

/**
 * 動態bool表達式解析器
 */
public class RuleParser {
    private static final Map<String, String> operatorMap = new HashMap<>();
    private static final ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();

    static {
        operatorMap.put("all", "&&");
        operatorMap.put("any", "||");
        operatorMap.put("ge", ">=");
        operatorMap.put("gt", ">");
        operatorMap.put("eq", "==");
        operatorMap.put("ne", "!=");
        operatorMap.put("le", "<=");
        operatorMap.put("lt", "<");
    }

    /**
     * 解析規則字符串，轉換成表達式形式
     * 示例:
     * 輸入：
     *    { "any": [
     *        { "all": [
     *            { "ge": ["A", 10] },
     *            { "eq": ["B", 20] }
     *        ]},
     *        { "lt": ["C", 30] },
     *        { "ne": ["D", 50] }
     *    ]}
     *
     * 輸出：
     *    ( A >= 10 && B == 20 ) || ( C < 30 ) || ( D != 50 )
     * @param rule 規則的json字符串形式
     * @return 返回 bool 表達式
     * @throws IOException 解析json字符串異常
     */
    public static String parse(String rule) throws IOException {

        JsonNode jsonNode = objectMapper.readTree(rule);
        return parse(jsonNode);
    }

    /**
     * 解析規則節點，轉換成表達式形式
     * @param node Jackson Node
     * @return 返回bool表達式
     */
    private static String parse(JsonNode node) {
        // TODO: 支持變量的 ”arg.“ 前綴定義
        if (node.isObject()) {
            Iterator<Map.Entry<String, JsonNode>> it = node.fields();
            if(it.hasNext()){
                Map.Entry<String, JsonNode> entry = it.next();
                List<String> arrayList = new ArrayList<>();
                for (JsonNode jsonNode : entry.getValue()) {
                    arrayList.add(parse(jsonNode));
                }

                return "(" + String.join(" " + operatorMap.get(entry.getKey()) + " ", arrayList) + ")";
            } else {
                // 兼容空節點：例如 {"all": [{}, "eq":{"A","1"}]}
                return " 1==1";
            }
        } else if (node.isValueNode()) {
            return node.asText();
        }

        return "";
    }

結語

以上就是本文要闡述的全部內容，對於這個話題，如果你有這方面的經驗或者更好的方案，也請多多指教，謝謝！