Fel表达式计算引擎学习

转载原文地址：Fel是轻量级的高效的表达式计算引擎

Fel的问题

Fel是轻量级的高效的表达式计算引擎

Fel在源自于企业项目，设计目标是为了满足不断变化的功能需求和性能需求。

Fel是开放的，引擎执行中的多个模块都可以扩展或替换。Fel的执行主要是通过函数实现,运算符(+、-等都是Fel函数），所有这些函数都是可以替换的，扩展函数也非常简单。

Fel有双引擎，同时支持解释执行和编译执行。可以根据性能要求选择执行方式。编译执行就是将表达式编译成字节码（生成java代码和编译模块都是可以扩展和替换的）

Fel有多快？

通常情况下，Fel-0.7每秒可以执行千万次表达式（不包含编译时间）。速度是Jexl-2.0的20倍以上。

目前还没有发现开源的表达式引擎比Fel快。

具体的测试数据请参见http://code.google.com/p/fast-el/wiki/Performance。

为何要使用Fel ?

Fel语法和API非常简单，语法与Java基本相同，几乎没有学习成本。
Fel非常快，上面已经做了简单说明。
Fel整个包只有200多KB。
Fel可以非常方便的访问数组、集合、Map的元素和对象的属性。
Fel可以非常方便的调用对象的方法和类方法（如果这些还不够，可以添加自定义函数）。
Fel支持大数值高精度计算
Fel有良好的安全管理功能
如果Fel不能满足你的要求，扩展和修改Fel很简单。

Fel不能做什么？

Fel只支持表达式，不支持脚本。

Fel适用场景：

Fel适合处理海量数据，Fel良好的扩展性可以更好的帮助用户处理数据。

Fel同样适用于其他需要使用表达式引擎的地方（如果工作流、公式计算、数据有效性校验等等）

使用

项目主页：http://code.google.com/p/fast-el/
下载地址：http://code.google.com/p/fast-el/downloads/list
Maven配置：

<dependency>

    <groupId>org.eweb4j</groupId>

    <artifactId>fel</artifactId>

    <version>0.8</version>

</dependency>

Fel使用例子：

算术表达式：

FelEngine fel = new FelEngineImpl();

Object result = fel.eval("5000*12+7500");

System.out.println(result);

输出结果：67500

变量

使用变量，其代码如下所示：

FelContext ctx = fel.getContext();

ctx.set("单价", 5000);

ctx.set("数量", 12);

ctx.set("运费", 7500);

Object result = fel.eval("单价*数量+运费");

System.out.println(result);

输出结果：67500

访问对象属性

FelEngine fel = new FelEngineImpl();

FelContext ctx = fel.getContext();

Foo foo = new Foo();

ctx.set("foo", foo);

Map<String,String> m = new HashMap<String,String>();

m.put("ElName", "fel");

ctx.set("m",m); 

//调用foo.getSize()方法。

Object result = fel.eval("foo.size");

//调用foo.isSample()方法。

result = fel.eval("foo.sample");

//foo没有name、getName、isName方法

//foo.name会调用foo.get("name")方法。

result = fel.eval("foo.name");

//m.ElName会调用m.get("ElName");

result = fel.eval("m.ElName");

访问数组、集合、Map

FelEngine fel = new FelEngineImpl();

FelContext ctx = fel.getContext();

//数组

int[] intArray = {1,2,3};

ctx.set("intArray",intArray);

//获取intArray[0]

String exp = "intArray[0]";

System.out.println(exp+"->"+fel.eval(exp));

//List

List<Integer> list = Arrays.asList(1,2,3);

ctx.set("list",list);

//获取list.get(0)

exp = "list[0]";

System.out.println(exp+"->"+fel.eval(exp));

//集合

Collection<String> coll = Arrays.asList("a","b","c");

ctx.set("coll",coll);

//获取集合最前面的元素。执行结果为"a"

exp = "coll[0]";

System.out.println(exp+"->"+fel.eval(exp));

//迭代器

Iterator<String> iterator = coll.iterator();

ctx.set("iterator", iterator);

//获取迭代器最前面的元素。执行结果为"a"

exp = "iterator[0]";

System.out.println(exp+"->"+fel.eval(exp));

//Map

Map<String,String> m = new HashMap<String, String>();

m.put("name", "HashMap");

ctx.set("map",m);

exp = "map.name";

System.out.println(exp+"->"+fel.eval(exp));

//多维数组

int[][] intArrays= {{11,12},{21,22}};

ctx.set("intArrays",intArrays);

exp = "intArrays[0][0]";

System.out.println(exp+"->"+fel.eval(exp));

//多维综合体，支持数组、集合的任意组合。

List<int[]> listArray = new ArrayList<int[]>();

listArray.add(new int[]{1,2,3});

listArray.add(new int[]{4,5,6});

ctx.set("listArray",listArray);

exp = "listArray[0][0]";

System.out.println(exp+"->"+fel.eval(exp));

调用JAVA方法

FelEngine fel = new FelEngineImpl();

FelContext ctx = fel.getContext();

ctx.set("out", System.out);

fel.eval("out.println('Hello Everybody'.substring(6))");

输出结果：Everybody

自定义上下文环境

//负责提供气象服务的上下文环境

FelContext ctx = new AbstractContext() {

    public Object get(String name) {

        if("天气".equals(name)){

            return "晴";

        }

        if("温度".equals(name)){

            return 25;

        }

        return null;

    }

};

FelEngine fel = new FelEngineImpl(ctx);

Object eval = fel.eval("'天气:'+天气+';温度:'+温度");

System.out.println(eval);

输出结果：天气:晴;温度:25

多层上下文环境(命名空间)

FelEngine fel = new FelEngineImpl();

String costStr = "成本";

String priceStr="价格";

FelContext baseCtx = fel.getContext();

//父级上下文中设置成本和价格

baseCtx.set(costStr, 50);

baseCtx.set(priceStr,100);   

String exp = priceStr+"-"+costStr;

Object baseCost = fel.eval(exp);

System.out.println("期望利润：" + baseCost);   

FelContext ctx = new ContextChain(baseCtx, new MapContext());

//通货膨胀导致成本增加（子级上下文 中设置成本，会覆盖父级上下文中的成本）

ctx.set(costStr,50+20 );

Object allCost = fel.eval(exp, ctx);

System.out.println("实际利润：" + allCost);

输出结果：

期望利润：50

实际利润：30

编译执行

FelEngine fel = new FelEngineImpl();

FelContext ctx = fel.getContext();

ctx.set("单价", 5000);

ctx.set("数量", 12);

ctx.set("运费", 7500);

Expression exp = fel.compile("单价*数量+运费",ctx);

Object result = exp.eval(ctx);

System.out.println(result);

执行结果：67500

备注：适合处理海量数据，编译执行的速度基本与Java字节码执行速度一样快。

自定义函数

//定义hello函数

Function fun = new CommonFunction() {   

    public String getName() {

        return "hello";

    }   

    /*

     * 调用hello("xxx")时执行的代码

     */

    @Override

    public Object call(Object[] arguments) {

        Object msg = null;

        if(arguments!= null && arguments.length>0){

            msg = arguments[0];

        }

        return ObjectUtils.toString(msg);

    }   

};

FelEngine e = new FelEngineImpl();

//添加函数到引擎中。

e.addFun(fun);

String exp = "hello('fel')";

//解释执行

Object eval = e.eval(exp);

System.out.println("hello "+eval);

//编译执行

Expression compile = e.compile(exp, null);

eval = compile.eval(null);

System.out.println("hello "+eval);

执行结果：

hello fel hello fel

调用静态方法

如果你觉得上面的自定义函数也麻烦，Fel提供的$函数可以方便的调用工具类的方法熟悉jQuery的朋友肯定知道"$"函数的威力。Fel东施效颦，也实现了一个"$"函数,其作用是获取class和创建对象。结合点操作符，可以轻易的调用工具类或对象的方法。

//调用Math.min(1,2)

FelEngine.instance.eval("$('Math').min(1,2)");

//调用new Foo().toString();

FelEngine.instance.eval("$('com.greenpineyu.test.Foo.new').toString());

通过"$('class').method"形式的语法，就可以调用任何等三方类包（commons lang等）及自定义工具类的方法，也可以创建对象，调用对象的方法。如果有需要，还可以直接注册Java Method到函数管理器中。

大数值计算（始于0.9版本）

Fel发布后，有些网友希望提供大数值计算功能，于是，大数值计算功能就有了。例子如下：

FelEngine fel = FelBuilder.bigNumberEngine();

String input = "111111111111111111111111111111+22222222222222222222222222222222";

Object value = fel.eval(input);

Object compileValue = fel.compile(input, fel.getContext()).eval(fel.getContext());

System.out.println("大数值计算（解释执行）:" + value);

System.out.println("大数值计算（编译执行）:" + compileValue);

由上例子可以看出，大数值计算引擎和常规计算引擎在使用方法是相同的。如果表达式数值比较大，要求精度高，可使用大数值计算引擎。不足之处是效率没有常规计算引擎高。

安全（始于0.8版本）

为了防止出现“${'System'}.exit(1)”这样的表达式导致系统崩溃。Fel加入了安全管理器，主要是对方法访问进行控制。安全管理器中通过允许访问的方法列表（白名单）和禁止访问的方法列表（黑名单）来控制方法访问。将"java.lang.System. * "加入到黑名单，表示System类的所有方法都不能访问。将"java.lang.Math. * "加入白名单，表示只能访问Math类中的方法。如果你不喜欢这个安全管理器，可以自己开发一个，非常简单，只需要实现一个方法就可以了。