Drools详解

Drools规则引擎的结构示意图

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Drools相关概念

  • 事实(Fact):对象之间及对象属性之间的关系
  • 规则(rule):是由条件和结论构成的推理语句,一般表示为if...Then。一个规则的if部分称为LHS,then部分称为RHS。
  • 模式(module):就是指IF语句的条件。这里IF条件可能是有几个更小的条件组成的大条件。模式就是指的不能再继续分割下去的最小的原子条件。

Drools原理

DRL解释执行流程

Drools规则是在Java应用程序上运行的，其要执行的步骤顺序由代码确定。为了实现这一点,Drools规则引擎将业务规则转换成执行树,如下图所示:
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当到达一个Fact与规则相匹配的节点时，规则评估会将规则操作与触发数据添加到一个叫作议程(Agenda)的组件中,如果同一个Fact与多个规则相匹配,就认为这些规则是冲突的,议程(Agenda)使用冲突解决策略(Conflict Resolution strategy)管理这些冲突规则的执行顺序。整个生命周期中,规则评估与规则执行之间有着明确的分割。规则操作的执行可能会导致Fact的更新,从而与其他规则相匹配,导致它们的触发,称之为前向链接。

规则引擎工作方式

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1.Pattern Matching: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.
2.Production Memory:被访问的规则.
3.Agenda:负责具体执行推理算法中被激发规则的结论部分，同时 Agenda 通过冲突决策策略管理这些冲突规则的执行顺序.

Drools 中规则冲突决策策略有：
  • (1) 优先级策略
  • (2) 复杂度优先策略
  • (4) 广度策略
  • (5) 深度策略
  • (6) 装载序号策略
  • (7) 随机策略
    4.Working Memory:被推理机进行匹配的数据.
    5.Inference Engine:进行匹配的引擎称为推理机.
    推理机所采用的模式匹配算法有下列几种：
    (1) Linear
    (2) RETE
    (3) Treat
    (4) Leaps
Drools有专门的规则语法drl,就是专门描述活动的规则是如何执行的
## rule.drl文件内容如下
package com.alibaba.rules

import com.alibaba.Order

rule "zero"
    no-loop true
    lock-on-active true
    salience 1
    when
        $s : Order(point <= 300)
    then
        System.out.println("无赠品");
        doSth($s);
end

rule "giftOne"
    no-loop true
    lock-on-active true
    salience 1
    when
        $s : Order(amout > 300 && amout <= 500)
    then
        System.out.println("Dior限量口红");
        doSth($s);
end

rule "giftTwo"
    no-loop true
    lock-on-active true
    salience 1
    when
        $s : Order(amout > 500 && amout <= 700)
    then
        System.out.println("TF限量口红");
        doSth($s);
end

rule "giftThree"
    no-loop true
    lock-on-active true
    salience 1
    when
        $s : Order(amout > 700 && amout <= 900)
    then
        System.out.println("SK-II套装");
        doSth($s);
end

rule "giftFour"
    no-loop true
    lock-on-active true
    salience 1
    when
        $s : Order(amout > 900 && amout <= 1100)
    then
        System.out.println("MCM双肩包");
        doSth($s);
end

rule "giftFive"
    no-loop true
    lock-on-active true
    salience 1
    when
        $s : Order(amout > 1100)
    then
        System.out.println("RADO雷达限量表");
        doSth($s);
end

说明:

  • package 与Java语言类似,drl的头部需要有package和import的声明,package不必和物理路径一致。
  • import 导出java Bean的完整路径,也可以将Java静态方法导入调用。
  • rule 规则名称,需要保持唯一,可以无限次执行
  • no-loop 定义当前的规则是否不允许多次循环执行,默认是false,也就是当前的规则只要满足条件,可以无限次执行。
  • lock-on-active 将lock-on-active属性的值设置为true,可避免因某些Fact对象被修改而使已经执行过的规则再次被激活执行。
  • salience用来设置规则执行的优先级,salience属性的值是一个数字,数字越来优先级越高,值也可以是负数。默认为0,如果不设置规则的salience属性,那么执行顺序是随机的。
  • when 条件语句,就是当到达什么条件的时候
  • then 根据条件的结果,来执行什么动作
  • end 规则结束
这里需要有一个配置文件告诉代码规则文件drl在哪里，在drools中这个文件就是kmodule.xml，放置到resources/META-INF目录下。
kmodule.xml内容如下：

<kmodule xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
        xmlns="http://www.drools.org/xsd/kmodule">
  <configuration>
    <property key="drools.evaluator.supersetOf" value="org.mycompany.SupersetOfEvaluatorDefinition"/>
  </configuration>
  <kbase name="KBase1" default="true" eventProcessingMode="cloud" equalsBehavior="equality" declarativeAgenda="enabled" packages="org.domain.pkg1">
    <ksession name="KSession2_1" type="stateful" default="true"/>
    <ksession name="KSession2_2" type="stateless" default="false" beliefSystem="jtms"/>
  </kbase>
  <kbase name="KBase2" default="false" eventProcessingMode="stream" equalsBehavior="equality" declarativeAgenda="enabled" packages="org.domain.pkg2, org.domain.pkg3" includes="KBase1">
    <ksession name="KSession3_1" type="stateful" default="false" clockType="realtime">
      <fileLogger file="drools.log" threaded="true" interval="10"/>
      <workItemHandlers>
        <workItemHandler name="name" type="org.domain.WorkItemHandler"/>
      </workItemHandlers>
      <calendars>
        <calendar name="monday" type="org.domain.Monday"/>
      </calendars>
      <listeners>
        <ruleRuntimeEventListener type="org.domain.RuleRuntimeListener"/>
        <agendaEventListener type="org.domain.FirstAgendaListener"/>
        <agendaEventListener type="org.domain.SecondAgendaListener"/>
        <processEventListener type="org.domain.ProcessListener"/>
      </listeners>
    </ksession>
  </kbase>
</kmodule>

说明：

  • Kmodule 中可以包含一个到多个 kbase,分别对应 drl 的规则文件。

  • Kbase 需要一个唯一的 name,可以取任意字符串。

  • packages 为drl文件所在resource目录下的路径。注意区分drl文件中的package与此处的package不一定相同。多个包用逗号分隔。默认情况下会扫描 resources目录下所有(包含子目录)规则文件。

  • kbase的default属性,标示当前KieBase是不是默认的,如果是默认的则不用名称就可以查找到该 KieBase,但每个 module 最多只能有一个默认 KieBase。

  • kbase 下面可以有一个或多个 ksession,ksession 的 name 属性必须设置,且必须唯一。

规则中的条件操作符

Drools提供了十二中类型比较操作符：< 、<=、>、>=、==、!=、contains、not contains、memberOf、not memberOf、matches、not matches，并且这些条件都可以组合使用。
  • 条件组合：各种操作符可以组合使用
  • Fact对象私有属性的操作：RHS中对Fact对象private属性的操作必须使用getter和setter方法，而RHS中则必须要直接用.的方法去使用.
  • contains：对比是否包含操作，操作的被包含目标可以是一个复杂对象也可以是一个简单的值。
  • matches：正则表达式匹配，与java不同的是，不用考虑'/'的转义问题
  • memberOf：判断某个Fact属性值是否在某个集合中，与contains不同的是他被比较的对象是一个集合，而contains被比较的对象是单个值或者对象。

规则中的结果部分

  • insert：往当前workingMemory中插入一个新的Fact对象，会触发规则的再次执行，除非使用no-loop限定；
  • update：更新
  • modify：修改，与update语法不同，结果都是更新操作
  • retract：删除
  • function：定义一个方法，如：
    function void console { System.out.println(); StringUtils.getId();// 调用外部静态方法，StringUtils必须使用import导入，getId()必须是静态方法}
  • declare：可以在规则文件中定义一个class，使用起来跟普通java对象相似，你可以在RHS部分中new一个并且使用getter和setter方法去操作其属性。
Demo
工程结构
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依赖文件pom.xml

<!--规则引擎drools-->
<dependency>
    <groupId>org.drools</groupId>
    <artifactId>drools-core</artifactId>
    <version>7.0.0.Final</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.drools</groupId>
    <artifactId>drools-compiler</artifactId>
    <version>7.0.0.Final</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.drools</groupId>
    <artifactId>drools-decisiontables</artifactId>
    <version>7.0.0.Final</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.drools</groupId>
    <artifactId>drools-templates</artifactId>
    <version>7.0.0.Final</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.kie</groupId>
    <artifactId>kie-api</artifactId>
    <version>7.0.0.Final</version>
</dependency>
配置文件kmodule.drl

package com.rules
import model.ProtocolType
dialect "java"

rule "jk16"
    when
        $protocol : ProtocolType(data matches "^1A12.*16$" )
    then
        $protocol.setType("xx燃气表协议");
        System.out.println("触发规则1："+$protocol.getData());
     end

rule "jkstd"
    when
        $protocol : ProtocolType(data matches "18.*26",length == 10)
    then
        $protocol.setType("xx水表标准协议");
        System.out.println("触发规则2："+$protocol.getData());
     end

测试程序Main.java

@Slf4j
public class Main {

    @Test
    public void test() {

        KieServices ks = KieServices.Factory.get();
        KieContainer kContainer = ks.getKieClasspathContainer();
        KieSession kSession = kContainer.newKieSession("ksession-rules");

        ProtocolType protocolType = new ProtocolType();
        protocolType.setData("1A1212345616");
        protocolType.setLength(12);
        kSession.insert(protocolType);
        kSession.fireAllRules();
        kSession.dispose();
        System.out.println(protocolType);

        log.info(protocolType.getType());
    }

}


触发规则1：1A1212345616
ProtocolType(data=1A1212345616,length=12,type=xx燃气表协议)
2020-08-19 18:21:35 [main] [io.example.demo.Main.test(Main.java:35)] - [INFO] xx燃气表协议

Process finished with exit code 0

Drools中的坑

Drools与SpringBoot集成时，与热部署工具spring-boot-devtools存在类加载器冲突的问题，会导致所有的规则失效。在drools的官方网站中有人提出了这个问题，并认为是个bug，但是drools的开发者认为这不是一个bug。

drools用的是lancher classloader,而devtools会把我们自己编写的model认为是会随时更改的类，所以采用的是Restart ClassLoader类加载器进行加载（为了快速进行热部署），devtools会有两个类加载器，一个Classloader加载那些不会改变的类（第三方Jar包），另一个ClassLoader加载会更改的类，称为 Restart ClassLoader。当采用Launcher ClassLoader加载的A 类与Restart Class Loader的A类进行对比时，发现不一致，所以drools引擎自然无法进行识别。

所以解决办法就是将devtools的maven依赖去掉即可，或者采用drools官网中说明的其它方法。

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