大部分 web 以及企業(yè)級(jí) Java 應(yīng)用可被分成三部分:與用戶交互的前臺(tái),與數(shù)據(jù)庫(kù)這樣的后臺(tái)系統(tǒng)交互的服務(wù)層,以及它們之間的業(yè)務(wù)邏輯。最近這段時(shí)間,通常我們會(huì)使用框架來(lái)實(shí)現(xiàn)前臺(tái)和后臺(tái)的需求(例如:Struts, Cocoon, Spring, Hibernate, JDO, 以及實(shí)體 Beans),但是卻沒有一種標(biāo)準(zhǔn)手段很好的組織業(yè)務(wù)邏輯。像 EJB 和 Spring 這樣的框架都以 high level 方式處理,這無(wú)助于組織我們的代碼。除非我們改變這種凌亂,否則系統(tǒng)將不會(huì)健壯,框架中雜亂的 if...then 語(yǔ)句能帶給我們可配置性、可讀性的優(yōu)點(diǎn),以及在其他地方復(fù)用代碼的愉悅嗎?本文將介紹如何使用 Drools 規(guī)則引擎框架來(lái)解決這些問題。 下列的范例代碼展示了我們正要試圖努力避免的問題。展示了包含一些業(yè)務(wù)邏輯的 Java 典型應(yīng)用。
我們經(jīng)常寫出類似的(甚至更復(fù)雜)業(yè)務(wù)邏輯。當(dāng)這些用 Java 實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)邏輯成為標(biāo)準(zhǔn)方式時(shí),將存在下列問題: 業(yè)務(wù)用戶怎樣在這些難以理解的代碼基礎(chǔ)上添加另一個(gè)條件(比如"C987")?一旦最初開發(fā)這些程序的員工離開了,你想成為維護(hù)這些代碼的人嗎? 我們?cè)鯓訖z查規(guī)則的正確性?對(duì)業(yè)務(wù)伙伴的技術(shù)人員來(lái)說都?jí)驈?fù)雜的了,更不要說檢查。我們可以有系統(tǒng)的測(cè)試這些業(yè)務(wù)邏輯嗎? 很用應(yīng)用都有相似的業(yè)務(wù)規(guī)則--當(dāng)其中的一個(gè)規(guī)則改變,我們能保證這一改變可貫穿整個(gè)系統(tǒng)?當(dāng)新應(yīng)用使用這些規(guī)則,該應(yīng)用已經(jīng)部分添加了新的規(guī)則,但不完全,我們要把邏輯重寫過嗎? 我們經(jīng)常需要對(duì)每個(gè)細(xì)小調(diào)整所帶來(lái)的改變進(jìn)行重編譯/重部署,而不是堅(jiān)實(shí)的依靠 Java 代碼,業(yè)務(wù)邏輯是否易于配置? 可否復(fù)用已存在的用其他(腳本)語(yǔ)言編寫的業(yè)務(wù)規(guī)則邏輯? J2EE/EJB 以及“IoC inversion of control”框架(比如 Spring,Pico,以及 Avalon)給我們帶來(lái)的是 high level 代碼組織能力。在提供良好復(fù)用性、可配置性、以及安全性的同時(shí),沒有一個(gè)能替代(解決)以上的“spaghetti 代碼”范例出現(xiàn)的問題。理想地,無(wú)論選擇何種框架,不僅僅適合 J2EE 應(yīng)用,而且也可用于“normal”Java(J2SE)程序,以及大部分普遍采用的表現(xiàn)層以及持久層框架。這種理想框架應(yīng)該允許我們這樣做: 業(yè)務(wù)用戶應(yīng)該可以方便的閱讀和校驗(yàn)業(yè)務(wù)邏輯。 業(yè)務(wù)規(guī)則應(yīng)該可被復(fù)用,并可以通過程序進(jìn)行配置。 這種框架應(yīng)該是可升級(jí)的,并在高負(fù)載情況下運(yùn)行。 Java 程序員可以像使用現(xiàn)有的前臺(tái)(Struts,Spring)和后臺(tái)(ORM object-relational mapping)框架一樣方便地使用這個(gè)框架。 另外的問題是,有許多的 web 頁(yè)面、數(shù)據(jù)庫(kù)訪問組織方式,業(yè)務(wù)邏輯在這兩種應(yīng)用中應(yīng)趨于不同。而框架應(yīng)該能應(yīng)付這些并促進(jìn)代碼復(fù)用。理想的框架將能“frameworks all the way down.”,通過這種方式使用框架,我們能在應(yīng)用中大量的“out of the box”,這樣我們只為客戶記錄添加值的部分。 規(guī)則引擎前來(lái)救援
我們?cè)鯓咏鉀Q問題呢?一種方案是通過規(guī)則引擎獲取 traction。規(guī)則引擎是為組織業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)運(yùn)而生的框架,它讓開發(fā)者專注于做被認(rèn)為正確的事情上,而不是以 low-level 方式作出決定。 通常,業(yè)務(wù)用戶舒適的表達(dá)他們知道的正確的事,而不是 if...else 格式的表達(dá)方式。你也許能從業(yè)務(wù)專家聽見這些東西: “FORM 10A 用來(lái)索取額外 200 歐元費(fèi)用。(FORM 10A is used for expense claims over 200 Euro.)” “我們只進(jìn)行數(shù)量在 10,000 以上的貿(mào)易。” “購(gòu)買大于 €10m 的要經(jīng)過公司董事批準(zhǔn)。” 通過專注于我們認(rèn)為正確的事情上,而不是只知道怎樣用 Java 代碼表達(dá),那么上面的敘述將比之前的代碼范例更清晰。我們?nèi)匀恍枰环N機(jī)制為我們知道和做決定的事實(shí)應(yīng)用這些規(guī)則。這種機(jī)制就是規(guī)則引擎。 Java 中的規(guī)則引擎 JSR 94,如同 JBDC 允許我們與多種數(shù)據(jù)庫(kù)交互一樣,javax.rules 是一組與規(guī)則引擎交互的通用標(biāo)準(zhǔn) API。為什么 JSR-94 沒有詳細(xì)說明實(shí)際的規(guī)則怎樣書寫,有下面大量的 Java 規(guī)則引擎可供選擇: Jess 或許是最成熟的 Java 規(guī)則引擎,有良好的工具支持(包括 Eclipse 插件)以及文檔。但是,它是商業(yè)軟件,而且用 Prolog-style 符號(hào)書寫規(guī)則,對(duì) Java 程序員來(lái)說是很晦澀的。 Jena 是一套開源框架,最初由惠普發(fā)起。雖然它有規(guī)則引擎以及在 Web 語(yǔ)義方面特別強(qiáng)大,但它并不與 JSR-94 兼容。 Drools 是與 JSR-94 兼容的規(guī)則引擎,并且在 Apache-style 許可下完全開源。它不僅用熟悉的 Java 和 XML 語(yǔ)法表述規(guī)則,而且它還有強(qiáng)大的用戶、開發(fā)者社區(qū)。在本文中有范例,我們將使用 Drools,因?yàn)樗凶钊菀资褂玫念愃?Java 的語(yǔ)法以及完全開發(fā)許可。 利用 Drools 開始 Java 開發(fā)
假設(shè)有這樣的場(chǎng)景:在閱讀本文的數(shù)分鐘后,你老板要求你做一個(gè)股票交易應(yīng)用原型。這時(shí),業(yè)務(wù)用戶尚未被完全定義業(yè)務(wù)邏輯,你馬上會(huì)想到最好的辦法是用規(guī)則引擎實(shí)現(xiàn)。最終系統(tǒng)將可通過內(nèi)部網(wǎng)訪問,而且還要和后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)以及消息系統(tǒng)通訊。在著手行動(dòng)前,先下載 Drools 框架(與支持庫(kù)一起)。在你喜歡的 IDE 中創(chuàng)建新項(xiàng)目,確定所有 .jar 文件被引用進(jìn)項(xiàng)目,如圖 1 中所示。截圖是基于 Eclipse 的,不過在其他 IDE 中創(chuàng)建也是相似的。 圖 1. 運(yùn)行 Drools 所需要的庫(kù) 如果我們的股票交易系統(tǒng)很混亂,將失去大量潛在客戶(商機(jī)),所以在系統(tǒng)的整個(gè)步驟中放入一些模擬器(simulator)是至關(guān)重要的。這種模擬器給了你決心采用該系統(tǒng)的信心,甚至規(guī)則改變以后所帶來(lái)的麻煩。我們將借助敏捷工具箱中的工具,以及 JUnit(http://www.junit.org/) 框架進(jìn)行模擬。 如下,我們寫的第一段代碼是 JUnit 測(cè)試/模擬器。即使我們無(wú)法測(cè)試每個(gè)對(duì)應(yīng)用有價(jià)值的輸入組合,但有測(cè)試也比沒有測(cè)試的好。在這個(gè)范例中,所有的文件和類(包括單元測(cè)試)都放入一個(gè)文件夾/包中,但實(shí)際上,你可能會(huì)用一種適當(dāng)?shù)陌⑽募A結(jié)構(gòu)。范例代碼中我們用 Log4j 代替 System.out 調(diào)用。
這是最基本的 JUnt 測(cè)試,我們知道我們的系統(tǒng)應(yīng)該買所有低于 100 歐元的股票。很明顯,要是沒有數(shù)據(jù)持有類(StockOffer.java)和業(yè)務(wù)層類(BusinessLayer.java)它將無(wú)法編譯。這兩個(gè)類如下。
StockOffer 是這樣:
通過 IDE 的 JUnit 插件運(yùn)行 BusinessRuleTest。如果你不熟悉 JUnit,可在 JUnit 網(wǎng)站找到更多信息。不必驚訝,如圖 2 所示第二個(gè)斷言測(cè)試失敗,這是因?yàn)檫€沒把業(yè)務(wù)邏輯放在適當(dāng)?shù)牡胤健y(cè)試結(jié)果用高亮顯示了模擬器/單元測(cè)試所出現(xiàn)的問題,這是很保險(xiǎn)的。 圖 2. JUnit 測(cè)試結(jié)果 用規(guī)則編寫業(yè)務(wù)邏輯 在這里,我們要寫一些業(yè)務(wù)邏輯,來(lái)表達(dá)“一旦股票價(jià)格低于 100 歐元,就馬上購(gòu)買。” 要達(dá)到這個(gè)目的,需調(diào)整 BusinessLayer.java:
這個(gè)類有些重要方法: loadRules(),從 BusinessRules.drl 文件加載規(guī)則。 更新后的 evaluateStockPurchase(),用于評(píng)估業(yè)務(wù)規(guī)則。這個(gè)方法的注解如下: 可以反復(fù)復(fù)用相同的 RuleSet(內(nèi)存中的業(yè)務(wù)規(guī)則是無(wú)狀態(tài)的)。 為每次評(píng)估構(gòu)造新的 WorkingMemory,因?yàn)槲覀兊闹R(shí)知道這個(gè)時(shí)刻是正確的。使用 assertObject() 放置已知事實(shí)(作為 Java 對(duì)象)到內(nèi)存中。 Drools 有個(gè)事件監(jiān)聽模式,允許我們“查看”事件模型中到底發(fā)生了什么。在這里我們用它打印 debug 信息。 working memory 類中的 fireAllRules() 方法評(píng)估和更新規(guī)則(在本例中是股票出價(jià))。 再次運(yùn)行該范例前,需要?jiǎng)?chuàng)建我們的 BusinessRules.drl 文件:
該規(guī)則文件有些有趣部分: 只有在 XML-Schema 定義 Java 對(duì)象之后,我們才能引用進(jìn)規(guī)則。這些對(duì)象可以是來(lái)自于任何必須的 Java 類庫(kù)。 接下來(lái)是 functions,它們可以與標(biāo)準(zhǔn) Java 代碼進(jìn)行混合。既然這樣,我們干脆混入些日志功能來(lái)幫助我們觀察發(fā)生了什么。 再下來(lái)是我們的 rule set,rule set 由一到多個(gè)規(guī)則組成。 每個(gè)規(guī)則可持有參數(shù)(StockOffer 類),并需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)條件,當(dāng)條件符合時(shí),將會(huì)執(zhí)行相應(yīng)結(jié)果。 在修改和編譯完代碼后,再次運(yùn)行 JUnit 測(cè)試。這次調(diào)用了業(yè)務(wù)規(guī)則,我們的邏輯進(jìn)行正確地評(píng)估,并且測(cè)試通過,參看圖 3。恭喜--你已經(jīng)構(gòu)建了第一個(gè)基于規(guī)則的應(yīng)用! 圖 3.成功的 JUnit 測(cè)試 使規(guī)則更聰明
剛剛構(gòu)建好應(yīng)用,你就向業(yè)務(wù)用戶示范上面的原型,他們卻忽然想起先前并沒有提出的規(guī)則。其中一個(gè)新規(guī)則是當(dāng)數(shù)量是負(fù)數(shù)時(shí)(<0)不能進(jìn)行股票交易。“沒關(guān)系,”你說,接著回到辦公桌上,緊扣已有知識(shí),快速演化你的系統(tǒng)。 首先要更新模擬器,把以下代碼添加到 BusinessRuleTest.java:
這個(gè)測(cè)試是為業(yè)務(wù)用戶描述的新規(guī)則建立的。正如意料之中的,如果運(yùn)行 JUnit 測(cè)試,我們的新測(cè)試將失敗。所以,我們要添加新的規(guī)則到 .drl 文件:
這個(gè)規(guī)則的格式和前面的相似,除了 (用于測(cè)試負(fù)數(shù))以及 用于設(shè)置推薦購(gòu)買為 No 以外。我們?cè)俅芜\(yùn)行測(cè)試,這次通過了。 這時(shí),如果你習(xí)慣于過程化編程(像大多數(shù) Java 程序員一樣),你也許要搔頭皮了:在一個(gè)文件中包含兩個(gè)獨(dú)立的業(yè)務(wù)規(guī)則,而且我們也沒告訴規(guī)則引擎哪個(gè)更重要。不管怎樣,股票價(jià)格(對(duì)于 -22)都滿足兩個(gè)規(guī)則(也就是少于 0 和少于 100)。盡管這樣,我們?nèi)阅艿玫秸_結(jié)果,即使交換規(guī)則順序。這是怎么做到的呢? 下面的控制臺(tái)輸出有助于我們了解到底怎么回事。我們看見兩個(gè)規(guī)則都執(zhí)行了([activationfired] 這行),Recommend Buy 第一次被設(shè)置為 Yes 接著又被設(shè)置成 No。Drools 怎么知道執(zhí)行這些規(guī)則的正確順序呢?如果你觀察 Stock Price Low Enough 規(guī)則,將發(fā)現(xiàn) recommendPurchase() 其中一個(gè)條件為空。通過這點(diǎn),Drools 規(guī)則引擎足以判斷 Stock Price Low Enough 規(guī)則應(yīng)該在 Stock Price Not Negative 規(guī)則之前執(zhí)行。這個(gè)過程稱為 conflict resolution。FIRE RULES----------[ConditionTested: rule=Stock Price Not Negative; condition=[Condition: stockOffer.getStockPrice() < 0]; passed=true; tuple={[]}][ActivationCreated: rule=Stock Price Not Negative; tuple={[]}][ObjectAsserted: handle=[fid:2]; object=net.firstpartners.rp.StockOffer@16546ef][ActivationFired: rule=Stock Price Low Enough; tuple={[]}][ActivationFired: rule=Stock Price Not Negative; tuple={[]}]Name:MEGACORP Price: -22 BUY:YESName:MEGACORP Price: -22 BUY:NO 如果你是一名過程化程序員,無(wú)論你用怎樣聰明的方式考慮這些,你都不會(huì)完全相信。這就是為什么要進(jìn)行單元/模擬器測(cè)試的原因:進(jìn)行 "堅(jiān)固的" JUnit 測(cè)試(使用一般 Java 代碼)確保規(guī)則引擎所作出的決定是按照我們所想要的路線進(jìn)行。(不會(huì)花費(fèi)大量金錢在無(wú)價(jià)值的股票上)同時(shí),規(guī)則引擎的強(qiáng)大和伸縮性允許我們快速開發(fā)業(yè)務(wù)邏輯。 稍后,我們將學(xué)習(xí)如何用更加精練的解決方案進(jìn)行沖突處理。 沖突結(jié)局方案
現(xiàn)在業(yè)務(wù)伙伴被打動(dòng)了,并且開始考慮進(jìn)行選擇了。隨即他們遇到了個(gè) XYZ 公司股票的問題,那么我們來(lái)實(shí)現(xiàn)新規(guī)則吧:只有 XYZ 公司股票低于 10 歐元才可購(gòu)買。 像以前一樣,添加測(cè)試到模擬器,接著在規(guī)則文件中包含新業(yè)務(wù)規(guī)則。首先在 BusinessRuleTest.java 中添加新方法:
接下來(lái)向 BusinessRules.drl 中添加新 :
注意業(yè)務(wù)規(guī)則文件,在 rule name 后面,我們把 salience 設(shè)置成 -1(到目前為止了解的最低優(yōu)先級(jí))。大多數(shù)規(guī)則在系統(tǒng)中是沖突的,這意味著 Drools 必須為規(guī)則的執(zhí)行順序做判斷,假設(shè)這些條件都與規(guī)則匹配。默認(rèn)的判斷方式是: Salience:賦予的值。 Recency:使用規(guī)則的次數(shù)。 Complexity:首先執(zhí)行有復(fù)雜值的特定規(guī)則。 LoadOrder:規(guī)則載入的順序。 如果沒有顯示的在規(guī)則中詳細(xì)指明,將會(huì)發(fā)生: XYZ 公司規(guī)則("當(dāng)價(jià)格高于 10 歐元就不購(gòu)買 XYZ 的股票")將先執(zhí)行(Recommend Buy 標(biāo)志被設(shè)置為 No)。 接著更多的一般規(guī)則("購(gòu)買所有 100 歐元以下的股票")被執(zhí)行,把 Recommend Buy 標(biāo)志設(shè)置為 yes。 這會(huì)給我們一個(gè)不想要的結(jié)果。然而,一旦在范例中設(shè)置了 saliency 要素,最終的測(cè)試和業(yè)務(wù)規(guī)則將像預(yù)期的那樣順利運(yùn)行。 大多數(shù)時(shí)間,編寫清晰的規(guī)則和設(shè)置 saliency 將給 Drools 足夠信息以選擇合適的順序執(zhí)行規(guī)則,有時(shí)我們想改變整個(gè)規(guī)則沖突處理方式。下面的例子說明了如何改變,告訴規(guī)則引擎首先執(zhí)行最簡(jiǎn)單的規(guī)則。要注意的是:改變沖突解決方案要小心,它可能從根本上改變規(guī)則引擎的行為。
我們的簡(jiǎn)單應(yīng)用由 JUnit 測(cè)試驅(qū)動(dòng),我們不必改變 Drools 處理規(guī)則沖突的方式。知道沖突解決方案怎樣運(yùn)作是很有用的,尤其當(dāng)你的應(yīng)用為了迎合更復(fù)雜、更苛刻的需求時(shí)。 結(jié)束 本文示范了大部分程序員不得不面對(duì)的問題:怎樣安排復(fù)雜業(yè)務(wù)邏輯的順序。我們示范了一個(gè)使用 Drools 作為解決方案并引入基于規(guī)則編程概念的簡(jiǎn)單應(yīng)用,包括了怎樣在運(yùn)行時(shí)處理規(guī)則。接著,后續(xù)文章使用這些技術(shù)并展示了怎樣在企業(yè)級(jí) Java 應(yīng)用中使用。請(qǐng)注意!引用、轉(zhuǎn)貼本文應(yīng)注明原譯者:Rosen Jiang 以及出處:http://www.tkk7.com/rosen
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