drools规则引擎初探

1.drools是什么

Drools是为Java量身定制的基于Charles  Forgy的RETE算法的规则引擎的实现。具有了OO接口的RETE,使得商业规则有了更自然的表达。

Rule是什么呢？

 

一条规则是对商业知识的编码。一条规则有 attributes ，一个 Left Hand Side （ LHS ）和一个 Right Hand Side （ RHS ）。Drools 允许下列几种 attributes ： salience ， agenda-group ， no-loop ， auto-focus ， duration ， activation-group  。

规则的 LHS 由一个或多个条件（ Conditions ）组成。当所有的条件（ Conditions ）都满足并为真时， RHS 将被执行。 RHS 被称为结果（ Consequence ）。 LHS 和 RHS 类似于

if（){

}

下面介绍几个术语：

对新的数据和被修改的数据进行规则的匹配称为模式匹配（ Pattern Matching ）。进行匹配的引擎称为推理机（ Inference Engine ）。被访问的规则称为 ProductionMemory ，被推理机进行匹配的数据称为 WorkingMemory 。 Agenda 管理被匹配规则的执行。推理机所采用的模式匹配算法有下列几种： Linear ， RETE ， Treat ， Leaps 。这里注意加红的地方，对数据的修改也会触发重新匹配，即对 WorkingMemory中的数据进行了修改。

然后规则引擎大概是这个样子的：

这个图也很好理解，就是推理机拿到数据和规则后，进行匹配，然后把匹配的规则和数据传递给Agenda。

规则引擎实现了数据同逻辑的完全解耦。规则并不能被直接调用，因为它们不是方法或函数，规则的激发是对 WorkingMemory 中数据变化的响应。结果（ Consequence ，即 RHS ）作为 LHS events 完全匹配的 Listener 。

数据被 assert 进 WorkingMemory 后，和 RuleBase 中的 rule 进行匹配（确切的说应该是 rule 的 LHS ），如果匹配成功这条 rule 连同和它匹配的数据（此时就叫做 Activation ）一起被放入 Agenda ，等待 Agenda 来负责安排激发 Activation （其实就是执行 rule 的 RHS ），上图中的菱形部分就是在 Agenda 中来执行的， Agenda 就会根据冲突解决策略来安排 Activation 的执行顺序。

下面附上drools规则引擎的执行过程

 

2.rete算法

参考链接：Rete Algorithm

rete在拉丁文里是net network的意思，这个算法由 Charles Forgy  博士在他的博士论文里提到。

这个算法可以分为两个部分，一个是如何编译规则，一个是如何执行。原话（The Rete algorithm can be broken into 2 parts: rule compilation and runtime execution.）

rule compilation 就是如何通过对所有规则进行处理，生成一个有效的辨别网络。而一个辨别网络，则对数据进行过滤，使数据一步步往下传送。数据刚进入网络，有很多的匹配条件，这里可以理解为：逻辑表达式为true or false，然后在网络里往下传递的时候，匹配的条件越来越少，最后到达一个终止节点。

在这个论文里Dr Charles描述了这么几个节点，Node:

2.rete算法

参考链接：Rete Algorithm

rete在拉丁文里是net network的意思，这个算法由 Charles Forgy  博士在他的博士论文里提到。

这个算法可以分为两个部分，一个是如何编译规则，一个是如何执行。原话（The Rete algorithm can be broken into 2 parts: rule compilation and runtime execution.）

rule compilation 就是如何通过对所有规则进行处理，生成一个有效的辨别网络。而一个辨别网络，则对数据进行过滤，使数据一步步往下传送。数据刚进入网络，有很多的匹配条件，这里可以理解为：逻辑表达式为true or false，然后在网络里往下传递的时候，匹配的条件越来越少，最后到达一个终止节点。

在这个论文里Dr Charles描述了这么几个节点，Node:

 

这里对其中的几个节点做一下简单介绍，另外说一下如何运作的。

• 首先，root node是所有的对象都可以进入的节点，也是辨别网络的一个入口，这个可以理解为一个虚节点，其实可能并不存在。
• 然后立马进入到ObjectTypeNode节点，这是一个对象类型节点。很明显，这里承载的是一个对象，可以理解为是java中的某个new Object()，在这个算法里，这个节点的作用就是为了保证不做一些无用功，什么无用功呢，就是不是对每个规则，进入的对象都要去辨别一遍，而是确定的对象类型，去做跟他相关的辨别，其实就是match。那么怎么做到呢？这里用到了一个hashMap，每次进入网络的对象，都会在这个map中通过hash，找到一个对应的辨别路径去辨别，即match。附上英文原文：（

  Drools extends Rete by optimizing the propagation from ObjectTypeNode to AlphaNode using hashing. Each time an AlphaNode is added to an ObjectTypeNode it adds the literal value as a key to the HashMap with the AlphaNode as the value. When a new instance enters the ObjectType node, rather than propagating to each AlphaNode, it can instead retrieve the correct AlphaNode from the HashMap,thereby avoiding unnecessary literal checks.）

  
  一个图来说明：

所有经过ObjectTypeNode的对象都会走到下一个节点，下一个节点可以是下面的几种：AlphaNodes, LeftInputAdapterNodes and BetaNodes。后面两个节点是AlphaNodes节点的一些变种，AlphaNodes节点是用来判断一些条件的。可以理解为一些逻辑表达式的计算。

下面开始上图：

• 这个图就是传递进一个Cheese对象，然后依次判断是否满足条件：1.判断name是否是“cheddar”，2.如果判断1通过了，继续判断strength是否是strong。这是最简单了一种情况了，这里附上对应的规则描述，后面会继续讲解：
  rule "cheessRule" when
  $cheese:Cheese(name == "cheddar" && strength == "strong")
  then
  ......
  end
  
  

3.maven依赖

这里列了一些后面的一些例子需要用到的maven依赖

    org.kie
    kie-api



    org.drools
    drools-core


    org.drools
    drools-compiler



    org.drools
    drools-decisiontables


    org.drools
    drools-templates

4.规则文件：.drl or xls

我们一般用到的也就这两种形式，一个是drl文件，是drools规则引擎提供的最原生的方式，语法很简单，具体语法见

还有一个是决策表，决策表可以是xls也可以是csv，我们一般用xls比较多。而且好理解。xls就是一个excel文件。ps：在使用的过程中，遇到很多坑，其中一个最大的坑是mac系统的问题，这里后面会安利。

drl文件

首先来看下drl文件，这个在第2条讲解node的时候已经提到过了。
举例：

rule "ageUp12" when
 $student: Student(age > 2)
    then
 $student.ageUp12();
    end

rule "nameMax" when
 $student: Student(name == "max")
    then
 $student.nameMax();
    retract($student);
    end

简单说明：以第一个rule为例

• package 定义了规则文件的一个命名空间，和java中的package无关。
• import 这里可以有多个，就是在规则文件里引用到的java类。
• rule 用来定义一个规则，这里名字不可重复，后面跟一个when关键字，翻译过来就是，规则 名ageUp12，当满足......
• when 和then之间是逻辑表达式，也就是辨别条件，其中$student:Student(age >2)这里其实包含了两个意思，一个是满足age>2的Student对象，一个是把这个对象赋值给$student变量，这样后面就可以引用这个变量了。逻辑表达式写在小括号里，如果是多个条件，可以用逗号分隔，如$sutdent :Student(age > 2,name=="max")
• then和end之间来定义action，即当满足age>2的时候，做什么操作，这里可以像在java方法里一样，调用任何一个java类的方法，只要import了这个类且在前面定义了这个变量

第二个例子可以看到有个retract($student),这里是用到了drools内部提供的一个函数，具体见后续关于drools语法介绍的博客

决策表（decisiontable）

决策表就是一个excel文件，可以是xls(xlsx暂不支持)或者csv是个表格，看上去也很直观，即便是不懂代码的人看了也能看懂，不像drl文件那么多语法。关键的一点是：decisiontable也是最终转成drl文件来让drools规则引擎来解析执行的。*.xls到*.drl的转换这个在后面的wiki会说到。

直接上图吧

这里可以暂时忽略那些背景色，只是为了好区分没个模块的作用

这里忽略文件开始的空行，从有数据的第一行开始解释说明：

第一行,第一列：RuleSet 第二列。这里RuleSet可以省略的，累似drl文件中的package

第二行，第一列：Import 第二列具体的java类，这里和drl文件里的Improt相对应，多个引用类用逗号分隔

第三行，是个对这个决策表的说明

第四行，第一列：RuleTable FirstDecisionTable 这一行很关键 指明这是一个决策表，并且下面的几行都是具体的规则，就好比上面几行是一些准备条件，下面才是真正干活的地方，这里来个说明

第五行，CONDITION行，这一行可以有两种列名：CONDITION ACTION。CONDITION列就是drl里的辨别条件，  ACTION则是具体的操作，即满足前面几列的CONDITION的条件后，会执行什么操作，这里CONDITION一定在ACTION前面，ACTION可以有多个列， 单个ACTION里的多个操作用逗号分隔，末尾要加分号结尾这里很重要，不然会有解析错误

第六行，紧挨着CONDITION的一行，可以在这里声明下面要用的到对象，对应drl文件里的$student:Student()

第七行，是辨别条件逻辑表达式，如：student.getAge()==$param则对应drl里的age==12这里$param是对应列每个单元格的值，然后这里需要特别说明下，针对于非字符串，如整数，小数等，可以直接使用$param，但是如果单元格里是字符串，则需要加双引号。（ps：mac里的双引号是斜的，一定要保证是竖着"的）另外，如果有多个值，可以用逗号隔开，然后可以用$1,$2提取变量值，如第一个ACTION里的student.doAction1($1,"$2")

第八行仍然是注释行，可以添加每一个CONDITON ACTION列的说明。

下面的每一行就是对应的某些条件的取值了。

参考：decisionTable