规则引擎

规则引擎：Drools与JRuleEngine

译文：《规则引擎：Drools与JRuleEngine》
译者：chszs
作者：Vivek Tomar
原文：《Rule engine : Drools / JRuleEngine》
原文见http://www.naxos-software.de/blog/index.php?/archives/78-Rule-engine-Drools-JRuleEngine.html

一、规则引擎
规则引擎有助于基于存储在规则中的知识和推理来执行判断。这些规则基本上只有条件和动作，别无它物。

规则引擎的优点：
1、分隔应用程序的条件和控制流
(1) 规则都存储在单独的文件。
(2) 规则可以被技术人士和商业人士修改的。
(3) 规则改变后应用程序不必重新部署。
(4) 使用集中的规则使得应用程序更易于管理和维护。
 
2、规则替换了代码中的if else语句
(1) 规则脚本更容易提取。
(2) 即使是非技术人员也能轻易地遵循规则。
(3) 集中可以解决问题，而不是实现。
(4) 与实现代码相比，规则聚团更容易编写。 

3、为什么作决定能很容易地概念化

总结：规则有助于消除代码中大量的if else语句，使代码更易于维护。

二、Drools介绍
Drools是一个开源实现。它是一个Java库，以Apache许可证发布，其二进制代码或源码下载均有效。

推理机的核心是一个规则引擎。它执行模式匹配，在执行动作中做出决策。RETE算法用于模式匹配。 

知识被表述为规则。规则有两个主要部分：条件和动作。

例如：
如果用户（年龄>17），那么System.out.println("User is greater then 17");

在人工智能系统，主要有两种响应的方法。
1、正向链（Forward Chaining）
这是基于事实根据的。在工作区域检查中规则。当规则条件为真的规则不再有时，模式匹配结束。

2、反向链（Backward Chaining）
只检查规则的动作可以匹配目标的规则。如果满足条件，然后进行评估。

3、兼容JDK1.4，且需要下面的库。
(1) drools-all-jdk1.4.2.1.jar
(2) xercesImpl-2.6.2.jar
(3) antlr-2.7.5.jar
(4) janino-2.3.2.jar

4、代码示例（ApplyRule.java）

[java] view plain copy print ?

1. /* 
2.   /* $Header$ 
3.   */  
4.   
5.   package com.vivek.drools.example;  
6.   
7.   import java.io.IOException;  
8.   import java.io.InputStream;  
9.   import org.apache.commons.logging.Log;  
10.   import org.apache.commons.logging.LogFactory;  
11.   import org.drools.FactException;  
12.   import org.drools.IntegrationException;  
13.   import org.drools.RuleBase;  
14.   import org.drools.WorkingMemory;  
15.   import org.drools.io.RuleBaseLoader;  
16.   import org.xml.sax.SAXException;  
17.   
18.   /** 
19.   * Demonstration of a sample rule using Java. 
20.   * 
21.   * @version <tt>$Revision: 1.0 $</tt> 
22.   * @author <a href="mailto:{[email protected]}" mce_href="mailto:{[email protected]}">{Vivek Tomar}</a>. 
23.   */  
24.   
25.   public class ApplyRule {  
26.   
27.   // Constants -----------------------------------------------------   
28.   
29.   static Log log = LogFactory.getLog(ApplyRule.class.getName());  
30.   private static final String RULE_FILE = "/rules/rules.drl";  
31.   //private static final String RULE_IS_TURNOVER_INSURABLE = "turnoverInsurable";   
32.   //private static final String RULE_IS_TURNOVER_NOT_INSURABLE = "turnoverNotInsurable";   
33.   
34.   // Attributes ----------------------------------------------------   
35.   
36.   private double turnover = 1000000;  
37.   
38.   // Constructors --------------------------------------------------   
39.   
40.   public ApplyRule () {  
41.   try {  
42.   InputStream in = this.getClass().getResourceAsStream(RULE_FILE);  
43.   RuleBase ruleBase = RuleBaseLoader.loadFromInputStream(in);  
44.   WorkingMemory workingMemory = ruleBase.newWorkingMemory();  
45.   workingMemory.assertObject(this);  
46.   // Fire specific rule   
47.   //workingMemory.fireAllRules(new RuleNameEqualsAgendaFilter(RULE_IS_TURNOVER_INSURABLE));   
48.   
49.   //Fire all rules   
50.   workingMemory.fireAllRules();  
51.   } catch (IntegrationException e) {  
52.   e.printStackTrace();  
53.   } catch (FactException e) {  
54.   e.printStackTrace();  
55.   } catch (SAXException e) {  
56.   e.printStackTrace();  
57.   } catch (IOException e) {  
58.   e.printStackTrace();  
59.   }  
60.   }  
61.   
62.   // Public --------------------------------------------------------   
63.   
64.   public static void main (String args[]) {  
65.   new ApplyRule();  
66.   }  
67.   
68.   public double getTurnover () {  
69.   return turnover;  
70.   }  
71.   
72.   public void setTurnover (double turnover) {  
73.   this.turnover = turnover;  
74.   }  
75.   
76.   public void printCompanyInsurable () {  
77.   log.info("******************************");  
78.   log.info("This company is Insurable.");  
79.   log.info("******************************");  
80.   }  
81.   
82.   public void printCompanyNotInsurable () {  
83.   log.info("==============================");  
84.   log.info("This company is not Insurable.");  
85.   log.info("==============================");  
86.   }  
87.   }  

/* /* $Header$ */ package com.vivek.drools.example; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import org.apache.commons.logging.Log; import org.apache.commons.logging.LogFactory; import org.drools.FactException; import org.drools.IntegrationException; import org.drools.RuleBase; import org.drools.WorkingMemory; import org.drools.io.RuleBaseLoader; import org.xml.sax.SAXException; /** * Demonstration of a sample rule using Java. * * @version <tt>$Revision: 1.0 $</tt> * @author <a href="mailto:{[email protected]}" mce_href="mailto:{[email protected]}">{Vivek Tomar}</a>. */ public class ApplyRule { // Constants ----------------------------------------------------- static Log log = LogFactory.getLog(ApplyRule.class.getName()); private static final String RULE_FILE = "/rules/rules.drl"; //private static final String RULE_IS_TURNOVER_INSURABLE = "turnoverInsurable"; //private static final String RULE_IS_TURNOVER_NOT_INSURABLE = "turnoverNotInsurable"; // Attributes ---------------------------------------------------- private double turnover = 1000000; // Constructors -------------------------------------------------- public ApplyRule () { try { InputStream in = this.getClass().getResourceAsStream(RULE_FILE); RuleBase ruleBase = RuleBaseLoader.loadFromInputStream(in); WorkingMemory workingMemory = ruleBase.newWorkingMemory(); workingMemory.assertObject(this); // Fire specific rule //workingMemory.fireAllRules(new RuleNameEqualsAgendaFilter(RULE_IS_TURNOVER_INSURABLE)); //Fire all rules workingMemory.fireAllRules(); } catch (IntegrationException e) { e.printStackTrace(); } catch (FactException e) { e.printStackTrace(); } catch (SAXException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } // Public -------------------------------------------------------- public static void main (String args[]) { new ApplyRule(); } public double getTurnover () { return turnover; } public void setTurnover (double turnover) { this.turnover = turnover; } public void printCompanyInsurable () { log.info("******************************"); log.info("This company is Insurable."); log.info("******************************"); } public void printCompanyNotInsurable () { log.info("=============================="); log.info("This company is not Insurable."); log.info("=============================="); } }

规则定义（rules.drl）

[xhtml] view plain copy print ?

1.   <?xml version="1.0"?>  
2. <rule-set name="cheese rules"  
3.   xmlns="http://drools.org/rules"  
4.   xmlns:java="http://drools.org/semantics/java"  
5.   xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"  
6.   xs:schemaLocation="http://drools.org/rules rules.xsd  
7.   http://drools.org/semantics/java java.xsd">  
8. <rule name="turnoverInsurable">  
9. <parameter identifier="applyRule">  
10. <class>com.vivek.drools.example.ApplyRule</class>  
11. </parameter>  
12. <java:condition>applyRule.getTurnover() > 2000000 </java:condition>  
13. <java:consequence>  
14.   applyRule.printCompanyInsurable();  
15. </java:consequence>  
16. </rule>  
17. <rule name="turnoverNotInsurable">  
18. <parameter identifier="applyRule">  
19. <class>com.vivek.drools.example.ApplyRule</class>  
20. </parameter>  
21. <java:condition>applyRule.getTurnover() < 2000000 </java:condition>  
22. <java:consequence>  
23.   applyRule.printCompanyNotInsurable();  
24. </java:consequence>  
25. </rule>  
26. </rule-set>  

<?xml version="1.0"?> <rule-set name="cheese rules" 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"> <rule name="turnoverInsurable"> <parameter identifier="applyRule"> <class>com.vivek.drools.example.ApplyRule</class> </parameter> <java:condition>applyRule.getTurnover() > 2000000 </java:condition> <java:consequence> applyRule.printCompanyInsurable(); </java:consequence> </rule> <rule name="turnoverNotInsurable"> <parameter identifier="applyRule"> <class>com.vivek.drools.example.ApplyRule</class> </parameter> <java:condition>applyRule.getTurnover() < 2000000 </java:condition> <java:consequence> applyRule.printCompanyNotInsurable(); </java:consequence> </rule> </rule-set>

三、JRuleEngine介绍
JRuleEngine是一个基于Java的规则引擎，遵循JSR94规范，版本1.1。

1、JRuleEngine共同特征： 
(1) 在JRuleEngine输入对象被称为事实，而输出对象被称为结论。 
(2) 一个类的方法可直接从规则中调用。 

2、JRuleEngine基于前向链算法。

3、规则是类org.jruleengine.rule.RuleImpl的对象，它们以下列方式载入：
(1) 可以从XML文件中读入
(2) 通过RuleImpl对象创建，也可以取自数据库。

4、会话是客户端和规则引擎之间的运行时的胶水。会话与单一的规则执行集相关。会话规则的类型：
(1) 一个有状态的规则会话可持续很长时间，可一次又一次地查询。
(2) 一个无状态的规则给出了实现，但只能持续一定时期。

5、JRuleEngine需要两个库：
(1) jsr94.jar
(2) jruleengine.jar

6、添加这些文件到您应用程序的类路径。

7、通过实例化一个有状态的规则会话（StatefulRuleSession）或无状态的规则会话（StatelessRuleSession）来使用这个库。

8、代码例子(ApplyRule.java)

[java] view plain copy print ?

1. /* 
2. * $Header$ 
3. */  
4. package com.vivek.jruleengine.example;  
5.   
6. import java.io.InputStream;  
7. import java.util.ArrayList;  
8. import java.util.HashMap;  
9. import java.util.List;  
10.   
11. import javax.rules.RuleRuntime;  
12. import javax.rules.RuleServiceProvider;  
13. import javax.rules.RuleServiceProviderManager;  
14. import javax.rules.StatelessRuleSession;  
15. import javax.rules.admin.RuleAdministrator;  
16. import javax.rules.admin.RuleExecutionSet;  
17.   
18. import org.apache.commons.logging.Log;  
19. import org.apache.commons.logging.LogFactory;  
20.   
21. /** 
22. * Demonstration of a sample rule using Java. 
23. * 
24. * @version <tt>$Revision: 1.0 $</tt> 
25. * @author <a href="mailto:{[email protected]}" mce_href="mailto:{[email protected]}">{Vivek Tomar}</a>. 
26. */  
27. public class ApplyRule {  
28.   
29. // Constants -----------------------------------------------------   
30.   
31. static Log log = LogFactory.getLog(ApplyRule.class.getName());  
32. private static final String RULE_FILE = "/rules/rules.xml";  
33.   
34. // Attributes ----------------------------------------------------   
35.   
36. private double turnover = 1000000;  
37.   
38. // Constructors --------------------------------------------------   
39.   
40. public ApplyRule () {  
41.   
42. try {  
43. // Load the rule service provider of the reference   
44. // implementation.   
45. // Loading this class will automatically register this   
46. // provider with the provider manager.   
47. Class.forName("org.jruleengine.RuleServiceProviderImpl");  
48.   
49. // Get the rule service provider from the provider manager.   
50. RuleServiceProvider serviceProvider = RuleServiceProviderManager.getRuleServiceProvider("org.jruleengine");  
51.   
52. // get the RuleAdministrator   
53. RuleAdministrator ruleAdministrator = serviceProvider.getRuleAdministrator();  
54. log.info("Administration API");  
55. log.info("======================");  
56. log.info("Acquired RuleAdministrator: ");  
57.   
58. // get an input stream to a test XML ruleset   
59. // This rule execution set is part of the TCK.   
60. InputStream inStream = this.getClass().getResourceAsStream(RULE_FILE);  
61.    
62.   
63. // parse the ruleset from the XML document   
64. RuleExecutionSet res1 =  
65. ruleAdministrator.getLocalRuleExecutionSetProvider(null).createRuleExecutionSet(inStream, null);  
66. inStream.close();  
67. log.info("Loaded RuleExecutionSet: ");  
68.   
69. // register the RuleExecutionSet   
70. String uri = res1.getName();  
71. ruleAdministrator.registerRuleExecutionSet(uri, res1, null);  
72. log.info("Bound RuleExecutionSet to URI: " + uri);  
73.   
74. RuleRuntime ruleRuntime = serviceProvider.getRuleRuntime();  
75. log.info("Acquired RuleRuntime: ");  
76.   
77. // create a StatelessRuleSession   
78. StatelessRuleSession statelessRuleSession = (StatelessRuleSession)  
79. ruleRuntime.createRuleSession(uri, new HashMap(),  
80. RuleRuntime.STATELESS_SESSION_TYPE);  
81.   
82. log.info("Got Stateless Rule Session: " + statelessRuleSession);  
83.   
84. // call executeRules with some input objects   
85.   
86. // Create a input list.   
87. List input = new ArrayList();  
88. input.add(this);  
89.   
90. // Print the input.   
91. log.info("Calling rule session with the following data");  
92. log.info("Customer turnover input: " + this.getTurnover());  
93.   
94. // Execute the rules without a filter.   
95. List results = statelessRuleSession.executeRules(input);  
96.   
97. // Release the session.   
98. statelessRuleSession.release();  
99. log.info("Released Stateless Rule Session.");  
100.   
101. } catch (NoClassDefFoundError e) {  
102. if (e.getMessage().indexOf("Exception") != -1) {  
103. log.error("Error: The Rule Engine Implementation could not be found.");  
104. } else {  
105. log.error("Error: " + e.getMessage());  
106. }  
107. } catch (Exception e) {  
108. e.printStackTrace();  
109. }  
110. }  
111.   
112. // Public --------------------------------------------------------   
113.   
114. public static void main (String args[]) {  
115. new ApplyRule();  
116. }  
117.   
118. public double getTurnover () {  
119. return turnover;  
120. }  
121.   
122. public void setTurnover (double turnover) {  
123. this.turnover = turnover;  
124. }  
125.   
126. public void printCompanyInsurable () {  
127. log.info("******************************");  
128. log.info("This company is Insurable.");  
129. log.info("******************************");  
130. }  
131.   
132. public void printCompanyNotInsurable () {  
133. log.info("==============================");  
134. log.info("This company is not Insurable.");  
135. log.info("==============================");  
136. }  
137. }  

/* * $Header$ */ package com.vivek.jruleengine.example; import java.io.InputStream; import java.util.ArrayList; import java.util.HashMap; import java.util.List; import javax.rules.RuleRuntime; import javax.rules.RuleServiceProvider; import javax.rules.RuleServiceProviderManager; import javax.rules.StatelessRuleSession; import javax.rules.admin.RuleAdministrator; import javax.rules.admin.RuleExecutionSet; import org.apache.commons.logging.Log; import org.apache.commons.logging.LogFactory; /** * Demonstration of a sample rule using Java. * * @version <tt>$Revision: 1.0 $</tt> * @author <a href="mailto:{[email protected]}" mce_href="mailto:{[email protected]}">{Vivek Tomar}</a>. */ public class ApplyRule { // Constants ----------------------------------------------------- static Log log = LogFactory.getLog(ApplyRule.class.getName()); private static final String RULE_FILE = "/rules/rules.xml"; // Attributes ---------------------------------------------------- private double turnover = 1000000; // Constructors -------------------------------------------------- public ApplyRule () { try { // Load the rule service provider of the reference // implementation. // Loading this class will automatically register this // provider with the provider manager. Class.forName("org.jruleengine.RuleServiceProviderImpl"); // Get the rule service provider from the provider manager. RuleServiceProvider serviceProvider = RuleServiceProviderManager.getRuleServiceProvider("org.jruleengine"); // get the RuleAdministrator RuleAdministrator ruleAdministrator = serviceProvider.getRuleAdministrator(); log.info("Administration API"); log.info("======================"); log.info("Acquired RuleAdministrator: "); // get an input stream to a test XML ruleset // This rule execution set is part of the TCK. InputStream inStream = this.getClass().getResourceAsStream(RULE_FILE); // parse the ruleset from the XML document RuleExecutionSet res1 = ruleAdministrator.getLocalRuleExecutionSetProvider(null).createRuleExecutionSet(inStream, null); inStream.close(); log.info("Loaded RuleExecutionSet: "); // register the RuleExecutionSet String uri = res1.getName(); ruleAdministrator.registerRuleExecutionSet(uri, res1, null); log.info("Bound RuleExecutionSet to URI: " + uri); RuleRuntime ruleRuntime = serviceProvider.getRuleRuntime(); log.info("Acquired RuleRuntime: "); // create a StatelessRuleSession StatelessRuleSession statelessRuleSession = (StatelessRuleSession) ruleRuntime.createRuleSession(uri, new HashMap(), RuleRuntime.STATELESS_SESSION_TYPE); log.info("Got Stateless Rule Session: " + statelessRuleSession); // call executeRules with some input objects // Create a input list. List input = new ArrayList(); input.add(this); // Print the input. log.info("Calling rule session with the following data"); log.info("Customer turnover input: " + this.getTurnover()); // Execute the rules without a filter. List results = statelessRuleSession.executeRules(input); // Release the session. statelessRuleSession.release(); log.info("Released Stateless Rule Session."); } catch (NoClassDefFoundError e) { if (e.getMessage().indexOf("Exception") != -1) { log.error("Error: The Rule Engine Implementation could not be found."); } else { log.error("Error: " + e.getMessage()); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } // Public -------------------------------------------------------- public static void main (String args[]) { new ApplyRule(); } public double getTurnover () { return turnover; } public void setTurnover (double turnover) { this.turnover = turnover; } public void printCompanyInsurable () { log.info("******************************"); log.info("This company is Insurable."); log.info("******************************"); } public void printCompanyNotInsurable () { log.info("=============================="); log.info("This company is not Insurable."); log.info("=============================="); } }

规则定义(rules.xml)

[xhtml] view plain copy print ?

1.   <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>  
2. <rule-execution-set>  
3. <name>RuleExecutionSet1</name>  
4. <description>Rule Execution Set</description>  
5. <synonymn name="applyRule" class="com.vivek.jruleengine.example.ApplyRule" />  
6. <rule name="turnoverInsurable" description="Check if turnover insurable" >  
7. <if leftTerm="applyRule.getTurnover" op=">" rightTerm="2000000" />  
8. <then method="applyRule.printCompanyInsurable()" />  
9. </rule>  
10. <rule name="turnoverNotInsurable" description="Check if turnover not insurable" >  
11. <if leftTerm="applyRule.getTurnover" op="<" rightTerm="2000000" />  
12. <then method="applyRule.printCompanyNotInsurable" />  
13. </rule>  
14. </rule-execution-set>  

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <rule-execution-set> <name>RuleExecutionSet1</name> <description>Rule Execution Set</description> <synonymn name="applyRule" class="com.vivek.jruleengine.example.ApplyRule" /> <rule name="turnoverInsurable" description="Check if turnover insurable" > <if leftTerm="applyRule.getTurnover" op=">" rightTerm="2000000" /> <then method="applyRule.printCompanyInsurable()" /> </rule> <rule name="turnoverNotInsurable" description="Check if turnover not insurable" > <if leftTerm="applyRule.getTurnover" op="<" rightTerm="2000000" /> <then method="applyRule.printCompanyNotInsurable" /> </rule> </rule-execution-set>

结论：
Drools除了提供正常的规则引擎的能力，还有以下额外的优点：
(1) 无论是技术人士还是商业人士，Drools都是用户友好的，它提供了一个巨大的支持工具集。
(2) Drools的Reteoo算法可加速和可扩展。
(3) Drools提供的Eclipse插件带有自动完成智能感知和调试视图、规则流GUI等。
(4) 基于Web的工具（Guvnor）：是一个业务规则管理系统（BRMS），它提供了高级规则授权、版本控制和管理。

至于其他的规则引擎，我个人建议在项目中使用Drools，因为它有一个很大的支持社区。在IDE支持和基于Web的规则管理工具（Guvnor）也有很大优势