风控规则引擎（一）：Java 动态脚本

日常场景

共享单车会根据微信分或者芝麻分来判断是否交押金
汽车租赁公司也会根据微信分或者芝麻分来判断是否交押金
在一些外卖 APP 都会提供根据你的信用等级来发放贷款产品
金融 APP 中会根据很复杂规则来判断用户是否有借款资格，以及贷款金额。

在简单的场景中，我们可以通过直接编写一些代码来解决需求，比如：

// 判断是否需要支付押金
return 芝麻分 > 650

这种方式代码简单，如果规则简单且不经常变化可以通过这种方式，在业务改变的时候，重新编写代码即可。

在金融场景中，往往会根据不同的产品，不同的时间，对接的银行等等多个维度来配置规则，单纯的直接编写代码无法满足业务需求，而且编写代码的方式对于运营人员来说无论实时性、可视化都很欠缺。

在这种情况往往会引入可视化的规则引擎，允许运营人员可以通过可视化配置的方式来实现一套规则配置，具有实时生效、可视化的效果。减少开发和运营的双重负担。

这篇主要介绍一下如何实现一个可视化的表达式的定义和执行。

表达式的定义

在上面说到的使用场景中，可以了解中至少需要支持布尔表达式。比如

芝麻分 > 650
居住地不在国外
年龄在 18 到 60 之间
名下无其他逾期借款

...

在上面的例子中，可以将一个表达式分为 3 个部分

规则参数 (ruleParam)
对应的操作 (operator)
对应操作的阈值 (args)

则可以将上面的布尔表达式表示为

芝麻分 > 650

{
  "ruleParam": "芝麻分",
  "operator": "大于",
  "args": ["650"]
}

居住地不在国外

{
  "ruleParam": "居住地",
  "operator": "位于",
  "args": ["国内"]
}

年龄在 18 到 60 之间

{
  "ruleParam": "年龄",
  "operator": "区间",
  "args": ["18"， "60"]
}

名下无其他逾期借款

{
  "ruleParam": "在途逾期数量",
  "operator": "等于",
  "args": ["0"]
}

表达式执行

上面的通过将表达式使用 json 格式定义出来，下面就是如何在运行中动态的解析这个 json 格式并执行。

有了 json 格式，可以通过以下方式来执行对应的表达式

因为表达式的结构已经定义好了，可以通过手写代码来判断所有的情况实现解释执行, 这种方案简单，但增加操作需要修改对应的解释的逻辑, 且性能低

/*
{
  "ruleParam": "在途逾期数量",
  "operator": "等于",
  "args": ["0"]
}
*/
switch(operator) {
  case "等于":
    // 等于操作
    break;
  case "大于":
    // 等于操作
    break;
    ...
}

在第一次得到 json 字符串的时候，直接将其根据不同的情况生成对应的 java 代码，并动态编译成 Java Class，方便下一次执行，该方案依然需要处理各种情况，但因为在第一次编译成了 java 代码，性能和直接编写 java 代码一样
使用第三方库实现表达式的执行

使用第三方库实现动态表达式的执行

在 Java 中有很多表达式引擎，常见的有

jexl3
mvel
spring-expression
QLExpress
groovy
aviator
ognl
fel
jsel

这里简单介绍一下 jexl3 和 aviator 的使用

jexl3 在 apache commons-jexl3 中，该表达式引擎比较符合人的书写习惯，其会判断操作的类型，并将参数转换成对应的类型比如 3 > 4 和 "3" > 4 这两个的执行结果是一样的

aviator 是一个高性能的 Java 的表达式类型，其要求确定参数的类型，比如上面的 "3" > 4 在 aviator 是无法执行的。

jexl3 更适合让运营手动编写的情况，能容忍一些错误情况；aviator 适合开发来使用，使用确定的类型参数来提供性能

jexl3 使用

加入依赖

<dependency>
  <groupId>org.apache.commons</groupId>
  <artifactId>commons-jexl3</artifactId>
  <version>3.2.1</version>
</dependency>

// 创建一个带有缓存 jexl 表达式引擎，
JexlEngine JEXL = new JexlBuilder().cache(1000).strict(true).create();
// 根据表达式字符串来创建一个关于年龄的规则
JexlExpression ageExpression = JEXL.createExpression("age > 18 && age < 60");
// 获取需要的参数，java 代码太长了，简写一下
Map<String, Object> parameters parameters = {"age": 30}
// 执行一下
JexlContext jexlContext = new MapContext(parameters);
boolean result = (boolean) executeExpression.evaluate(jexlContext);

以上就会 jexl3 的简单使用

aviator

引入依赖

<dependency>
  <groupId>com.googlecode.aviator</groupId>
  <artifactId>aviator</artifactId>
  <version>5.3.1</version>
</dependency>

Expression ageExpression = executeExpression = AviatorEvaluator.compile("age > 18 && age < 60");
// 获取需要的参数，java 代码太长了，简写一下
Map<String, Object> parameters parameters = {"age": 30}
boolean result = (boolean) ageExpression.execute(parameters);

注意 aviator 是强类型的，需要注意传入 age 的类型，如果 age 是字符串类型需要进行类型转换

性能测试

不同表达式引擎的性能测试

Benchmark                                         Mode  Cnt           Score           Error  Units
Empty              thrpt    3  1265642062.921 ± 142133136.281  ops/s
Java               thrpt    3    22225354.763 ±  12062844.831  ops/s
JavaClass          thrpt    3    21878714.150 ±   2544279.558  ops/s
JavaDynamicClass   thrpt    3    18911730.698 ±  30559558.758  ops/s
GroovyClass        thrpt    3    10036761.622 ±    184778.709  ops/s
Aviator            thrpt    3     2871064.474 ±   1292098.445  ops/s
Mvel               thrpt    3     2400852.254 ±     12868.642  ops/s
JSEL               thrpt    3     1570590.250 ±     24787.535  ops/s
Jexl               thrpt    3     1121486.972 ±     76890.380  ops/s
OGNL               thrpt    3      776457.762 ±    110618.929  ops/s
QLExpress          thrpt    3      385962.847 ±      3031.776  ops/s
SpEL               thrpt    3      245545.439 ±     11896.161  ops/s
Fel                thrpt    3       21520.546 ±     16429.340  ops/s
GroovyScript       thrpt    3          91.827 ±       106.860  ops/s