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再见了 ! if-else !拥抱规则引擎

再见了 ! if-else !拥抱规则引擎

作者: 大方一号 | 来源:发表于2018-05-04 23:25 被阅读2151次

    分享是一种精神,是加深理解最好的方式之一

    前言

    现代编程日益复杂,面临如下问题
    1、为提高效率,管理流程必须自动化,即使现代商业规则异常复杂。
    2、市场要求业务规则经常变化,IT系统必须依据业务规则的变化快速、低成本的更新。
    3、为了快速、低成本的更新,业务人员应能直接管理IT系统中的规则,不需要程序开发人员参与

    插曲


    世界上最遥远的距离,是我在if里你在else里

    • 我们势必都曾经经历过这样的场景
      刚开始自己写的代码很简洁,逻辑清晰,函数精简,没有一个if-else
      但是需求发展却不以人的意志为转移

    • 业务逻辑千奇百怪

    • 产品经理脑洞大开

    • 项目进度越来约紧

    落地到具体实现只能盲目的、不停地 if-else,渐渐地,代码变得越来越庞大,继续维护起来 想吐!

    • 代码逻辑复杂,维护性差
    • 可读性差
    • 修改风险极高

    回头反思一下, if-else不外乎以下若干场景

    • 异常逻辑处理
    • 特殊case
    • 不同流程状态

    owner精神:如果if-else难以避免,如何正视它?

    1、尽可能的合并各种条件分支

    • 重构前
     if(条件A) {
      methodX()
     }
      中间隔着N多行代码
    ..........
     if(条件B) {
      methodX()
     }
    
    

    通常以下场景会出现如上代码

    • 维护他人代码,图简单省事
    • 需求变更,随意的if-else:忽略了上下文的逻辑or语义关系
    重构后
    if(条件A || 条件B ){
      methodX()
    }
    

    2、减少if-else嵌套

    • 糟糕的代码
    if(条件A){
       methodA();
      .................
    }else{
       if (条件B){
          methodB();
        }else{
         .................
          if (条件C){
            methodC();
          }
       }
    }
    
    

    代码嵌套了三层,会把自己和接锅的人绕晕!
    其实嵌套if-else和外层业务逻辑并无关联性,完全可以提取到最外层,if-else互斥,尽量避免包含从属关系
    if-else 最好是互斥关系!

    重构后
    if(条件A){
      methodA();
    }
    if(条件B){
      methodB();
    }
    if(条件C){
      methodC();
    }
    

    3、彻底分离异常流程和主干流程

    重构前

    if(result!=null){
        code=result.get("code")
        if(code.equals("200"){
            data=result.get("data")
            if(data.get("flow")!=null){
               //处理流水信息
    
            }else {
               log.error("未抓取流水信息,tid:{},data:{}",tid,data)
            }
         }else{
            log.error("获取数据失败,code:{} , msg :{} ",code,msg )
      }else{
           log.error("http请求失败")
      }
        
    } 
    
    • 异常流程和主干流程交织在一起,二者职责模糊
    • 代码量大的情况逻辑混乱,阅读难度高
    重构后
    if(result==null){
         log.error("http请求失败");
         return;
    }
    if(! code.equals("200"){
          log.error("获取数据失败,code:{} , msg :{} ",code,msg )
          return;
    }
     data=result.get("data")
    if(data.get("flow")!=null){
        log.error("未抓取流水信息,tid:{},data:{}",tid,data);
        return
    }
    
    // TO DO  处理流水
    
    

    tip 实际业务中逻辑远比上述demo复杂
    同学们一定避免让if-else参与过多的异常流程处理

    4、if-else避免条件范围过大

    if(district=='南区' ){
        //TO DO
        //...........
        if(companyid='ningbo' || companyid='hangzhou'){
           //业务逻辑处理
       }
    }
    
    

    *tip 实际处理的只是宁波和杭州两家分公司的业务,但是if的条件却是整个南区,if 条件分支处理尽可能的缩小范围
    比如公积金社保json数据出现新case,尽量缩小case的范围,比如新case解析特殊方法加上条件判断

    • 业务逻辑,特殊case处理和常规流程要通过 if-else 区分开来
    //常规流水解析
    commonFlowParse()
    //特殊case解析
    if(orgid='gjj_ningbo' || orgid= 'gjj_zhengzhou'){
      //处理特殊case
    }
    
    

    5、if-else内的代码提取和封装成方法

    伪代码:略
    

    ps :设计模式大法替代if-else

    • 策略模式:多种子类策略实现类代替新的if分支
    • 模板方法:子类整合一系列的接口实现方法,替代某一类型的if-else
    • 装饰器:增加新的子类装饰器链,替代新的if-else 增强方法
    • 工厂方法:不同的工厂方法,生产不同的实例,替代if-else
    • .....
      ps :设计模式充分利用Java多态,实现上通过继承和组合,会额外创建很多类对象,类与类,模块之间关系更为复杂!
      在需求多变,毫无套路和章法的情况下使用,容易出现设计过度,矫枉过正....


    规则引擎是什么

    你可能仍然对为什么使用规则而感到困惑?如果只是一个或几个逻辑判断,确实没有必要使用规则引擎,if-else 或者硬编码 可以更好地满足我们的需求。然而,业务规则往往是一个庞大且不断变化的规则组合,这使得系统非常复杂,如果只是使用常规代码,则会产生大量的维护工作

    规则引擎应用场景

    • 流程分支非常复杂,规则变量庞大,常规编码(if-else)难以实现
    • 有不确定性的需求,变更频率较高
    • 需要快速做出响应和决策
    • 规则变更期望脱离于开发人员,脱离coding

    规则引擎流程

    Drools 规则引擎基于 ReteOO 算法(对面向对象系统的Rete算法进行了增强和优化的实现),它将事实(Fact)与规则进行匹配,然后交给引擎去执行,将业务规则从应用程序代码中分离出来

    • 规则引擎实施前后


    • 业务规则发展历程


    业务需求

    某平台内部验证码打码路由策略

    规则因子如下

    • platform : 101打码 102打码 202打码兔 203云速打码....
    • site : boc cittcc 云速打码 hangzhou_gjj hefei_sb 101打码
    • type:中文 打码兔 6位数字 102 算术题 云速
    • rate : sz_sb正确率 >= 50% 10打码 否则 云速
    • auto_retrys :2次以上 打码兔
    • all_retrys:3次以上 直接抛异常
    • appid : kuaidai 小费打码

    伪代码

    - 结合配置文件
    if( appid== kuaidai){
      小费打码
    }
    if(orgid =='wuhan_gjj' ||  tianjin  nanjing  wenzhou .....){
       云速打码
    }ese if(orgid=='anhui_10086' || chengdu  hefei ){
       小费打码
    }  
    .......
    if(platform=101){
       if( auto_retrys>2 || rate <50%   ){
          云速打码 
      }
      if(type== 中文||.....) {
         打码兔
     }
     .................  
    }else if(platform== 202){
     打码兔
    }
    if( (orgid== suzhou_gjj || ningbo....) && all_retrys >1){
      云速打码
    }
    if( all_retrys>3){
       抛异常.....
    }
    

    业务痛点

    1、目标网站验证码改版:比如杭州社保验证码是中文,刀哥完全不支持,需要紧急转移到小费打码,然后继续观察成功率,继续视情况而定再次迭代切换
    2、机器学习训练集效果不错:温州,宁波社保小费打码校正完成了,成功率提升,外部打码可以切换过去
    3、监控预警:grafana监控显示中国银行boc小费打码正确率只有10%,需要快速切换到云速打码
    4、 临时需求:央行征信验证码小费或者偃月刀打码重试次数超过1次,转到外部打码
    5、贝多多新商户接入验证码打码:API接口价格还未,定暂不使用外部打码,全部小费打码,然后观察监控
    6、打码兔账户没钱了,紧急转移到云速打码
    7、 外部打码花钱如流水:全部切换到小费,然后继续观察
    新的规则因子不断在增加.....
    ......................

    • 上述需求,变动频率高
    • if-else越来越长 直到写不下去
    • 即使是小改动也需要经常重启系统

    规则引擎drools如何解决

    1、创建fact对象,设置规则因子
            Router router=new Router();
            //客户端调用入参,可以为空,下同
            router.setAppid("贝多多appid");
            router.setPlatform("101");
            router.setSite("ningbo_gjj");
            router.setTypeid("42");
            //根据自动打码的tid重试次数计算得来
            router.setAutoRetrys(3);
            //根据打码的tid重试次数计算得来
            router.setAutoRetrys(1);
           //基于hashmap统计得来的
            router.setRate(0.5F);
    

    这是一种典型的OO思想,打码路由策略不再是复杂的if-else流程分支,而是去生成路由策略所需要的规则因子,构造Fact*JavaBean对象然后交给规则引擎去执行。

    2、生成规则-drl数据文件
    package router;
    import com.xu.rules.dataobject.entity.Router;
    
    rule "贝多多打码"
        salience 100
        date-expires "09-五月-2018"
        no-loop true
    
        when
            $router : Router(appid.equals("beiduoduo"));
        then
            System.out.println("贝多多执行优先内部打码!");
            $router.setResult("偃月刀打码.");
    end
    
    
    rule "云速打码"
        salience 200
        no-loop true
        when
           $router : Router( yunsuSite() contains site);
        then
            $router.setResult("云速打码.");
    end
     
     
    function String yunsuSite() {
    
       String sites="nanjing_gjj,hangzhou_sb,tianjin_gjj,gz_10086@pc";
       return sites;
    }
    
    
      
    
    3、规则文件预加载

    drl文件需要先加载到drools工作内存,也就是加载到drools的容器中

            KieServices kieServices = getKieServices();
            
            final KieRepository kieRepository = kieServices.getRepository();
    
            kieRepository.addKieModule(() -> kieRepository.getDefaultReleaseId());
    
            KieBuilder kieBuilder = kieServices.newKieBuilder(所有的规则文件);
            Results results = kieBuilder.getResults();
            if (results.hasMessages(Message.Level.ERROR)) {
                // 验证drl规则文件的合法性
                System.out.println(results.getMessages());
                throw new IllegalStateException("### errors ###");
            }
            //构建规则文件
            kieBuilder.buildAll();
            //最终得到一个规则引擎容器
            KieContainer kieContainer = kieServices.newKieContainer(kieRepository.getDefaultReleaseId());
    

    KieServices:drools的管理中心API,提供了CRUD,构建,管理和执行接口
    kieRepository :管理规则的知识仓库
    KieContainer:管理容器
    .......

    4、fact对象 碰撞 ”规则“
              //构建规则因子
              Router router = new Router();
              router.setAppid(param.getAppid());
              router.setPlatform(param.getPlatform());
              router.setSite(param.getSite());
    
              //获取session
              KieSession kieSession = kieContainer.newKieSession();
              //碰撞规则-插入进去
              kieSession.insert(router);
              // 执行 返回得到 命中的规则数量
              int rules = kieSession.fireAllRules();
              //资源释放
              kieSession.dispose();
    
    

    ps : 实际工作中,可以把规则引擎drl文件放在db中去维护,规则变更后,直接修改db,然后动态加载规则到drools的工作内存,系统无需重启,规则即时生效!规则引擎宿主机多实例的情况下,可以通过消息中间件消息订阅的形式,通知到所有的实例重载规则!

    截止到上述介绍,规则引擎drools差不多已经可以解决我们复杂业务规则流程多变的系统,但是我们可以更进一步,把以上规则变更的锅 扔给业务人员。

    drools-决策表

    通过应用规则引擎,将规则引擎中的决策表和Excel结合起来,将Excel数据文件直接导入到规则引擎的决策表中,然后决策表以规则的方式存储在规则库管理系统中。
    Excel通过规则引擎中的规则包进行分门别类的方式保存,同时跟随规则包一起形成可追溯的规则版本,以便在需要的时候进行追溯查看

    • 验证码路由-决策表


    • 决策表-原理
      决策表-xls文件实质还是drl文件,规则引擎执行过程中,需要把excel文件翻译成drl文件,然后加载到内存

                InputStream inputStream = new FileInputStream(excel);
                //excel文件解析成drools的需要的格式
                SpreadsheetCompiler compiler = new SpreadsheetCompiler();
                Resource resource = ResourceFactory.newInputStreamResource(inputStream, "UTF-8");
                 //最终得到规则文件drl的字符串
                String rules = compiler.compile(resource, "rule-table");
                //调取上述load方法,加载到工作内存
    
    • 决策表的出现,很大程度上可以减轻IT人员的负担,把一部分频繁更新的规则因子交给业务人员去维护
    • 决策表基本语法
    参数名 说明
    RuelSet 在这个单元的右边单元中包含ruleset的名称 和drl文件中的package 是一样
    CONDITION 指明该列将被用于规则条件 CONDITION (代表条件) 相当于drl中的when
    ACTION 指明该列将被用于推论,简单理解为结果 相当于drl中r then ACTION 与CONDITION 是平行的
    PRIORITY 指明该列的值将被设置为该规则行的'salience'值
    RuleTable 规则名,写法是 在RuleTable后直接写规则名的前缀,不用另写一列

    .....

    更为复杂的业务场景

    • 手机运营商资费套餐
    • 超市、商场,商城等等积分计算规则
    • 寿险车险理赔
    • 工资计算(ScriptEngine)
      PS:如果我们应用的生命周期很短,也没有必要使用Drools,使用规则引擎将会在中长期维护中得到好处。

    三克油

    富数技术沙龙还需要各位数据猛男们继续努力添砖加瓦!

    猛男

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