Drools 为你的业务逻辑提供框架[修订]

大部分 web 以及企业级 Java 应用可被分成三部分：与用户交互的前台，与数据库这样的后台系统交互的服务层，以及它们之间的业务逻辑。最近这段时间，通常我们会使用框架来实现前台和后台的需求（例如：Struts, Cocoon, Spring, Hibernate, JDO, 以及实体 Beans），但是却没有一种标准手段很好的组织业务逻辑。像 EJB 和 Spring 这样的框架都以 high level 方式处理，这无助于组织我们的代码。除非我们改变这种凌乱，否则系统将不会健壮，框架中杂乱的 if...then 语句能带给我们可配置性、可读性的优点，以及在其他地方复用代码的愉悦吗？本文将介绍如何使用 Drools 规则引擎框架来解决这些问题。
   
    下列的范例代码展示了我们正要试图努力避免的问题。展示了包含一些业务逻辑的 Java 典型应用。

if  ((user.isMemberOf(AdministratorGroup)
       &&  user.isMemberOf(teleworkerGroup))
      ||  user.isSuperUser(){
         
          //  more checks for specific cases
          if ((expenseRequest.code().equals( " B203 " )
            || (expenseRequest.code().equals( " A903 " )
                         && (totalExpenses < 200 )
                 && (bossSignOff >  totalExpenses))
            && (deptBudget.notExceeded)) {
                // issue payments
           }  else   if  {
                // check lots of other conditions
           }
}  else  {
      //  even more business logic
}

    我们经常写出类似的（甚至更复杂）业务逻辑。当这些用 Java 实现的业务逻辑成为标准方式时，将存在下列问题：
   
        业务用户怎样在这些难以理解的代码基础上添加另一个条件（比如"C987"）？一旦最初开发这些程序的员工离开了，你想成为维护这些代码的人吗？
        我们怎样检查规则的正确性？对业务伙伴的技术人员来说都够复杂的了，更不要说检查。我们可以有系统的测试这些业务逻辑吗？
        很用应用都有相似的业务规则－－当其中的一个规则改变，我们能保证这一改变可贯穿整个系统？当新应用使用这些规则，该应用已经部分添加了新的规则，但不完全，我们要把逻辑重写过吗？
        我们经常需要对每个细小调整所带来的改变进行重编译/重部署，而不是坚实的依靠 Java 代码，业务逻辑是否易于配置？
        可否复用已存在的用其他（脚本）语言编写的业务规则逻辑？
       
    J2EE/EJB 以及“IoC inversion of control”框架（比如 Spring,Pico,以及 Avalon）给我们带来的是 high level 代码组织能力。在提供良好复用性、可配置性、以及安全性的同时，没有一个能替代（解决）以上的“spaghetti 代码”范例出现的问题。理想地，无论选择何种框架，不仅仅适合 J2EE 应用，而且也可用于“normal”Java（J2SE）程序，以及大部分普遍采用的表现层以及持久层框架。这种理想框架应该允许我们这样做：
   
        业务用户应该可以方便的阅读和校验业务逻辑。
        业务规则应该可被复用，并可以通过程序进行配置。
        这种框架应该是可升级的，并在高负载情况下运行。
        Java 程序员可以像使用现有的前台（Struts,Spring）和后台（ORM object-relational mapping）框架一样方便地使用这个框架。
       
    另外的问题是，有许多的 web 页面、数据库访问组织方式，业务逻辑在这两种应用中应趋于不同。而框架应该能应付这些并促进代码复用。理想的框架将能“frameworks all the way down.”，通过这种方式使用框架，我们能在应用中大量的“out of the box”，这样我们只为客户记录添加值的部分。
   
规则引擎前来救援

    我们怎样解决问题呢？一种方案是通过规则引擎获取 traction。规则引擎是为组织业务逻辑应运而生的框架，它让开发者专注于做被认为正确的事情上，而不是以 low-level 方式作出决定。
   
    通常，业务用户舒适的表达他们知道的正确的事，而不是 if...else 格式的表达方式。你也许能从业务专家听见这些东西：
   
    “FORM 10A 用来索取额外 200 欧元费用。(FORM 10A is used for expense claims over 200 Euro.)”
    “我们只进行数量在 10,000 以上的贸易。”
    “购买大于 €10m 的要经过公司董事批准。”
   
    通过专注于我们认为正确的事情上，而不是只知道怎样用 Java 代码表达，那么上面的叙述将比之前的代码范例更清晰。我们仍然需要一种机制为我们知道和做决定的事实应用这些规则。这种机制就是规则引擎。
   
Java 中的规则引擎
   
    JSR 94，如同 JBDC 允许我们与多种数据库交互一样，javax.rules 是一组与规则引擎交互的通用标准 API。为什么 JSR-94 没有详细说明实际的规则怎样书写，有下面大量的 Java 规则引擎可供选择：
   
    Jess 或许是最成熟的 Java 规则引擎，有良好的工具支持（包括 Eclipse 插件）以及文档。但是，它是商业软件，而且用 Prolog-style 符号书写规则，对 Java 程序员来说是很晦涩的。
    Jena 是一套开源框架，最初由惠普发起。虽然它有规则引擎以及在 Web 语义方面特别强大，但它并不与 JSR-94 兼容。
    Drools 是与 JSR-94 兼容的规则引擎，并且在 Apache-style 许可下完全开源。它不仅用熟悉的 Java 和 XML 语法表述规则，而且它还有强大的用户、开发者社区。在本文中有范例，我们将使用 Drools，因为它有最容易使用的类似 Java 的语法以及完全开发许可。
   
利用 Drools 开始 Java 开发

    假设有这样的场景：在阅读本文的数分钟后，你老板要求你做一个股票交易应用原型。这时，业务用户尚未被完全定义业务逻辑，你马上会想到最好的办法是用规则引擎实现。最终系统将可通过内部网访问，而且还要和后台数据库以及消息系统通讯。在着手行动前，先下载 Drools 框架（与支持库一起）。在你喜欢的 IDE 中创建新项目，确定所有 .jar 文件被引用进项目，如图 1 中所示。截图是基于 Eclipse 的，不过在其他 IDE 中创建也是相似的。

     
                   图 1. 运行 Drools 所需要的库(2.5版本可从http://dist.codehaus.org/drools/distributions/drools-2.5-final-bin-withdeps.zip下载包括支持库)

    
    如果我们的股票交易系统很混乱，将失去大量潜在客户（商机），所以在系统的整个步骤中放入一些模拟器（simulator）是至关重要的。这种模拟器给了你决心采用该系统的信心，甚至规则改变以后所带来的麻烦。我们将借助敏捷工具箱中的工具，以及 JUnit(http://www.junit.org/) 框架进行模拟。
   
    如下，我们写的第一段代码是 JUnit 测试/模拟器。即使我们无法测试每个对应用有价值的输入组合，但有测试也比没有测试的好。在这个范例中，所有的文件和类（包括单元测试）都放入一个文件夹/包中，但实际上，你可能会用一种适当的包、文件夹结构。范例代码中我们用 Log4j 代替 System.out 调用。

import  junit.framework.TestCase;
/*
 * JUnit test for the business rules in the 
 * application.
 * 
 * This also acts a 'simulator' for the business 
 * rules - allowing us to specify the inputs,
 * examine the outputs and see if they match our 
 * expectations before letting the code loose in  
 * the real world.
  */
public   class  BusinessRuleTest  extends  TestCase {
   /**
  * Tests the purchase of a stock
   */
   public   void  testStockBuy()  throws  Exception{
                
     // Create a Stock with simulated values
    StockOffer testOffer  =   new  StockOffer();
    testOffer.setStockName( " MEGACORP " );
    testOffer.setStockPrice( 22 );
    testOffer.setStockQuantity( 1000 );
                
     // Run the rules on it
    BusinessLayer.evaluateStockPurchase(testOffer);
                
     // Is it what we expected?
    assertTrue(
      testOffer.getRecommendPurchase() != null );
    
    assertTrue( " YES " .equals(
      testOffer.getRecommendPurchase()));               
   }
}

    这是最基本的 JUnt 测试，我们知道我们的系统应该买所有低于 100 欧元的股票。很明显，要是没有数据持有类（StockOffer.java）和业务层类（BusinessLayer.java）它将无法编译。这两个类如下。

/**
 * Facade for the Business Logic in our example.
 * 
 * In this simple example, all our business logic
 * is contained in this class but in reality it 
 * would delegate to other classes as required.
*/
public   class  BusinessLayer {
   /**
   * Evaluate whether or not it is a good idea
   * to purchase this stock.
   *  @param  stockToBuy
   *  @return  true if the recommendation is to buy 
   *   the stock, false if otherwise
    */
   public   static   void  evaluateStockPurchase
    (StockOffer stockToBuy){
                 return   false ;
  }
}

    StockOffer 是这样：

 

/**
 * Simple JavaBean to hold StockOffer values.
 * A 'Stock offer' is an offer (from somebody else)
 * to sell us a Stock (or Company share).
  */
public   class  StockOffer {
        
   // constants
   public   final   static  String YES = " YES " ;
   public   final   static  String NO = " NO " ;
        
   // Internal Variables
   private  String stockName  = null ;
   private   int  stockPrice = 0 ;
   private   int  stockQuantity = 0 ;
   private  String recommendPurchase  =   null ;
        
   /**
   *  @return  Returns the stockName.
    */
   public  String getStockName() {
         return  stockName;
  }
   /**
   *  @param  stockName The stockName to set.
    */
   public   void  setStockName(String stockName) {
         this .stockName  =  stockName;
  }
   /**
   *  @return  Returns the stockPrice.
    */
   public   int  getStockPrice() {
         return  stockPrice;
  }
   /**
   *  @param  stockPrice The stockPrice to set.
    */
   public   void  setStockPrice( int  stockPrice) {
         this .stockPrice  =  stockPrice;
  }
   /**
   *  @return  Returns the stockQuantity.
    */
   public   int  getStockQuantity() {
         return  stockQuantity;
  }
   /**
   *  @param  stockQuantity to set.
    */
   public   void  setStockQuantity( int  stockQuantity){
         this .stockQuantity  =  stockQuantity;
  }
   /**
   *  @return  Returns the recommendPurchase.
    */
   public  String getRecommendPurchase() {
         return  recommendPurchase;
  }
 public void setRecommendPurchase(String recommendPurchase) {
  this.recommendPurchase = recommendPurchase;
 }
}

    通过 IDE 的 JUnit 插件运行 BusinessRuleTest。如果你不熟悉 JUnit，可在 JUnit 网站找到更多信息。不必惊讶，如图 2 所示第二个断言测试失败，这是因为还没把业务逻辑放在适当的地方。测试结果用高亮显示了模拟器/单元测试所出现的问题，这是很保险的。

 
              图 2. JUnit 测试结果
             
用规则编写业务逻辑
   
    在这里，我们要写一些业务逻辑，来表达“一旦股票价格低于 100 欧元，就马上购买。” 要达到这个目的，需调整 BusinessLayer.java：

import  java.io.IOException;
import  org.drools.DroolsException;
import  org.drools.RuleBase;
import  org.drools.WorkingMemory;
import  org.drools.event.DebugWorkingMemoryEventListener;
import  org.drools.io.RuleBaseLoader;
import  org.xml.sax.SAXException;
/**
 * Facade for the Business Logic in our example.
 * 
 * In this simple example, all our business logic
 * is contained in this class but in reality it 
 * would delegate to other classes as required.
 *  @author  default
  */
public   class  BusinessLayer {
   // Name of the file containing the rules
   private   static   final  String BUSINESS_RULE_FILE =
                               " BusinessRules.drl " ;
        
   // Internal handle to rule base
   private   static  RuleBase businessRules  =   null ;
   /**
   * Load the business rules if we have not 
   * already done so.
   *  @throws  Exception - normally we try to 
   *          recover from these
    */
   private   static   void  loadRules()
                        throws  Exception{
     if  (businessRules == null ){
      businessRules  =  RuleBaseLoader.loadFromUrl(
          BusinessLayer. class .getResource(
          BUSINESS_RULE_FILE ) );
    }
  }     
        
   /**
   * Evaluate whether or not to purchase stock.
   *  @param  stockToBuy
   *  @return  true if the recommendation is to buy
   *  @throws  Exception
    */
   public   static   void  evaluateStockPurchase
       (StockOffer stockToBuy)  throws  Exception{
                
     // Ensure that the business rules are loaded
    loadRules();
     // Some logging of what is going on
    System.out.println(  " FIRE RULES "  );
    System.out.println(  " ---------- "  );
        
     // Clear any state from previous runs 
    WorkingMemory workingMemory 
             =  businessRules.newWorkingMemory();
     // Small ruleset, OK to add a debug listener 
    workingMemory.addEventListener(
       new  DebugWorkingMemoryEventListener());
        
     // Let the rule engine know about the facts
    workingMemory.assertObject(stockToBuy);
        
     // Let the rule engine do its stuff!!
    workingMemory.fireAllRules();
  }
}

    这个类有些重要方法：
   
    loadRules()，从 BusinessRules.drl 文件加载规则。
    更新后的 evaluateStockPurchase()，用于评估业务规则。这个方法的注解如下：
        可以反复复用相同的 RuleSet（内存中的业务规则是无状态的）。
        为每次评估构造新的 WorkingMemory，因为我们的知识知道这个时刻是正确的。使用 assertObject() 放置已知事实（作为 Java 对象）到内存中。
        Drools 有个事件监听模式，允许我们“查看”事件模型中到底发生了什么。在这里我们用它打印 debug 信息。
        working memory 类中的 fireAllRules() 方法评估和更新规则（在本例中是股票出价）。
   
    再次运行该范例前，需要创建我们的 BusinessRules.drl 文件：

 

<? xml version="1.0" ?>
< rule-set  name ="BusinessRulesSample"
  xmlns ="http://drools.org/rules"
  xmlns:java ="http://drools.org/semantics/java"
  xmlns:xs
     ="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xs:schemaLocation
     ="http://drools.org/rules rules.xsd
  http://drools.org/semantics/java java.xsd" >
   <!--  Import the Java Objects that we refer 
                          to in our rules  -->         
  <java:import>
    java.lang.Object
  </java:import>
  <java:import>
    java.lang.String
  </java:import>
  <java:import>
    [package path].StockOffer
  </java:import>
  <!-- A Java (Utility) function we reference in our rules--> 
  <java:functions>
    public static void printStock(
      [package path].StockOffer stock)
        {
        System.out.println("Name:"
          +stock.getStockName()
          +" Price: "+stock.getStockPrice()    
          +" BUY:"
          +stock.getRecommendPurchase());
        }
  </java:functions>

  <!-- Ensure stock price is not too high-->     
  <rule name="Stock Price Low Enough">
    <!-- Params to pass to business rule -->
    <parameter identifier="stockOffer">
      <java:class>[package path].StockOffer</java:class>
    </parameter>
    <!-- Conditions or 'Left Hand Side' (LHS) that must be met for business rule to fire -->
    <!-- note markup -->
    <java:condition>
      stockOffer.getRecommendPurchase() == null
    </java:condition>
    <java:condition>
      stockOffer.getStockPrice() &lt;(注：.drl文件内大、小于号要使用&gt;和&lt;表示) 100
    </java:condition>
    <!-- What happens when the business rule is activated -->
    <java:consequence>
        stockOffer.setRecommendPurchase([package path].StockOffer.YES); 
        printStock(stockOffer);
    </java:consequence>
  </rule>
</ rule-set >

    该规则文件有些有趣部分：
   
        只有在 XML-Schema 定义 Java 对象之后，我们才能引用进规则。这些对象可以是来自于任何必须的 Java 类库。
        接下来是 functions，它们可以与标准 Java 代码进行混合。既然这样，我们干脆混入些日志功能来帮助我们观察发生了什么。
        再下来是我们的 rule set，rule set 由一到多个规则组成。
        每个规则可持有参数（StockOffer 类），并需要实现一个或多个条件，当条件符合时，将会执行相应结果。
       
    在修改和编译完代码后，再次运行 JUnit 测试。这次调用了业务规则，我们的逻辑进行正确地评估，并且测试通过，参看图 3。恭喜－－你已经构建了第一个基于规则的应用！

   
    图 3.成功的 JUnit 测试
   
使规则更聪明

    刚刚构建好应用，你就向业务用户示范上面的原型，他们却忽然想起先前并没有提出的规则。其中一个新规则是当数量是负数时（<0）不能进行股票交易。“没关系，”你说，接着回到办公桌上，紧扣已有知识，快速演化你的系统。
   
    首先要更新模拟器，把以下代码添加到 BusinessRuleTest.java：

   /**
   * Tests the purchase of a stock 
   * makes sure the system will not accept 
   * negative numbers.
    */
   public   void  testNegativeStockBuy() 
                                 throws  Exception{
                
     // Create a Stock with our simulated values
      StockOffer testOffer  =   new  StockOffer();
        testOffer.setStockName( " MEGACORP " );
        testOffer.setStockPrice( - 22 );
        testOffer.setStockQuantity( 1000 );
                
         // Run the rules on it
        BusinessLayer
              .evaluateStockPurchase(testOffer);
                
         // Is it what we expected?
        assertTrue( " NO " .equals(
          testOffer.getRecommendPurchase()));
}

    这个测试是为业务用户描述的新规则建立的。正如意料之中的，如果运行 JUnit 测试，我们的新测试将失败。所以，我们要添加新的规则到 .drl 文件：

<!--  Ensure that negative prices 
                            are not accepted -->       
   < rule  name ="Stock Price Not Negative" >
     <!--  Parameters we can pass into 
                          the business rule  -->
     < parameter  identifier ="stockOffer" >
       < class > StockOffer </ class >
     </ parameter >
     <!--  Conditions or 'Left Hand Side' (LHS) 
       that must be met for rule to fire  -->
     < java:condition >
      stockOffer.getStockPrice()  <  0
     </java:condition >
     <!--  What happens when the business rule 
                              is activated  -->
     < java:consequence >
      stockOffer.setRecommendPurchase(
                                  StockOffer.NO);       
      printStock(stockOffer);
     </ java:consequence >
   </ rule >

    这个规则的格式和前面的相似，除了 （用于测试负数）以及 用于设置推荐购买为 No 以外。我们再次运行测试，这次通过了。
   
    这时，如果你习惯于过程化编程（像大多数 Java 程序员一样），你也许要搔头皮了：在一个文件中包含两个独立的业务规则，而且我们也没告诉规则引擎哪个更重要。不管怎样，股票价格（对于 -22）都满足两个规则（也就是少于 0 和少于 100）。尽管这样，我们仍能得到正确结果，即使交换规则顺序。这是怎么做到的呢？
   
    下面的控制台输出有助于我们了解到底怎么回事。我们看见两个规则都执行了（[activationfired] 这行），Recommend Buy 第一次被设置为 Yes 接着又被设置成 No。Drools 怎么知道执行这些规则的正确顺序呢？如果你观察 Stock Price Low Enough 规则，将发现 recommendPurchase() 其中一个条件为空。通过这点，Drools 规则引擎足以判断 Stock Price Low Enough 规则应该在 Stock Price Not Negative 规则之前执行。这个过程称为 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:YES
Name:MEGACORP Price: -22 BUY:NO

    如果你是一名过程化程序员，无论你用怎样聪明的方式考虑这些，你都不会完全相信。这就是为什么要进行单元/模拟器测试的原因：进行 "坚固的" JUnit 测试（使用一般 Java 代码）确保规则引擎所作出的决定是按照我们所想要的路线进行。（不会花费大量金钱在无价值的股票上）同时，规则引擎的强大和伸缩性允许我们快速开发业务逻辑。
   
    稍后，我们将学习如何用更加精练的解决方案进行冲突处理。
   
冲突结局方案

    现在业务伙伴被打动了，并且开始考虑进行选择了。随即他们遇到了个 XYZ 公司股票的问题，那么我们来实现新规则吧：只有 XYZ 公司股票低于 10 欧元才可购买。
   
    像以前一样，添加测试到模拟器，接着在规则文件中包含新业务规则。首先在 BusinessRuleTest.java 中添加新方法：

  /**
 * Makes sure the system will buy stocks 
 * of XYZ corp only if it really cheap
  */
public   void  testXYZStockBuy()  throws  Exception{
        
   // Create a Stock with our simulated values
  StockOffer testOfferLow  =   new  StockOffer();
  StockOffer testOfferHigh  =   new  StockOffer();
                
  testOfferLow.setStockName( " XYZ " );
  testOfferLow.setStockPrice( 9 );
  testOfferLow.setStockQuantity( 1000 );
                
  testOfferHigh.setStockName( " XYZ " );
  testOfferHigh.setStockPrice( 11 );
  testOfferHigh.setStockQuantity( 1000 );
                
   // Run the rules on it and test
  BusinessLayer.evaluateStockPurchase(
    testOfferLow);
  assertTrue( " YES " .equals(
    testOfferLow.getRecommendPurchase()));
                
  BusinessLayer.evaluateStockPurchase(
    testOfferHigh);
  assertTrue( " NO " .equals(
    testOfferHigh.getRecommendPurchase()));             
}

    接下来向 BusinessRules.drl 中添加新 ：

   < rule  name ="XYZCorp"  salience ="-1" >
    <!--  Parameters we pass to rule  -->
    < parameter  identifier ="stockOffer" >
      < class > StockOffer </ class >
    </ parameter >
    
    < j

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【转帖】oracle 常用SQL查询 | 彩色验证码实现

• 2009-03-19 17:28
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评论

2 楼 funnywiser 2009-05-06  

国内公司做的VisualRules更好。
不要一味迷信国外的产品。

1 楼 tufei2006 2009-04-03  

现在业务规则做的好的不止这些的，最好的应该是 ILOG JRULES (only for commerce)!