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Java表達式引擎選型調(diào)研分析

京東云 ? 來源:jf_75140285 ? 作者:jf_75140285 ? 2024-08-15 14:25 ? 次閱讀

1 簡介

我們項目組主要負責面向企業(yè)客戶的業(yè)務系統(tǒng),企業(yè)的需求往往是多樣化且復雜的,對接不同企業(yè)時會有不同的定制化的業(yè)務模型和流程。我們在業(yè)務系統(tǒng)中使用表達式引擎,集中配置管理業(yè)務規(guī)則,并實現(xiàn)實時決策和計算,可以提高系統(tǒng)的靈活性和響應能力,從而更好地滿足業(yè)務的需求。

舉個簡單的例子,假設我們有一個業(yè)務場景,在返利系統(tǒng)中,當推廣員滿足一定的獎勵條件時,就會給其對應的獎勵金額。例如某個產(chǎn)品的具體獎勵規(guī)則如下:

獎勵條件 獎勵金額
拉新用戶數(shù)大于等于3個且客單價大于50元 100元
拉新用戶數(shù)大于等于5個且客單價大于100元 200元
拉新用戶數(shù)大于等于10個且客單價大于200元 500元

這個規(guī)則看起來很好實現(xiàn),只要在代碼里寫幾個if else分支就可以了。但是如果返利系統(tǒng)對接了多家供應商,且每家提供的產(chǎn)品的獎勵規(guī)則都不同呢?再通過硬編碼的方式寫if else似乎就不太好了,每次增加修改刪除規(guī)則都需要系統(tǒng)發(fā)版上線。

引入規(guī)則引擎似乎就能解決這個問題,規(guī)則引擎的一個好處就是可以使業(yè)務規(guī)則和業(yè)務代碼分離,從而降低維護難度,同時它還可以滿足業(yè)務人員通過編寫DSL或通過界面指定規(guī)則的訴求,這樣就可以在沒有開發(fā)人員參與的情況下建立規(guī)則了,這種說法聽起來似乎很有道理,但在實踐中卻很少行得通。首先,規(guī)則引擎有一定的學習成本,即使開發(fā)人員使用也需要進行專門的學習,更何況沒有任何編程背景的業(yè)務人員,其次,其實現(xiàn)的復雜度也高,如果業(yè)務規(guī)則復雜,規(guī)則制定者對規(guī)則引擎內(nèi)部隱藏的程序流程不了解,很可能會得到意想不到的結(jié)果,最后,有些規(guī)則引擎還存在性能瓶頸。如果對規(guī)則引擎和表達式引擎都不熟悉,抽離的業(yè)務規(guī)則又需要由開發(fā)人員來制定,那么相比之下表達式引擎就要容易上手的多,其語法更接近Java,而且有些表達式引擎還會將表達式編譯成字節(jié)碼,在執(zhí)行速度和資源利用方面可能就更有優(yōu)勢。所以,對于此類業(yè)務場景,使用表達式引擎似乎更加合適一些。

本文主要對Java表達式引擎進行概要性介紹和分析,并提供一定建議,為團隊研發(fā)過程中對表達式引擎的技術選型提供輸入。

2 技術棧簡介

本文將針對AviatorScript、MVEL、OGNL、SpEL、QLExpress、JEXL、JUEL幾種常見表達式引擎進行選型調(diào)研。先簡單介紹一下這幾種表達式引擎。

2.1 AviatorScript

AviatorScript 是一門高性能、輕量級寄宿于 JVM 之上的腳本語言。AviatorScript 可將表達式編譯成字節(jié)碼。2010年作者在淘寶中間件負責Notify內(nèi)部消息中間件時開發(fā)并開源。它原來的定位一直只是一個表達式引擎,不支持 if/else 條件語句,也不支持for/while循環(huán)語句等,隨著5.0的發(fā)布變身為一個通用腳本語言,支持了這些語言特性。

文檔:https://www.yuque.com/boyan-avfmj/aviatorscript?

2.2 MVEL (MVFLEX Expression Language)

MVEL是一種混合的動態(tài)/靜態(tài)類型的、可嵌入Java平臺的表達式語言,MVEL被眾多Java項目使用。MVEL 在很大程度上受到 Java 語法的啟發(fā),但也有一些本質(zhì)區(qū)別,目的是使其作為一種表達式語言更加高效,例如直接支持集合、數(shù)組和字符串匹配的操作符,以及正則表達式。最早版本發(fā)布于2007年。

文檔:http://mvel.documentnode.com/?

2.3 OGNL (Object-Graph Navigation Language)

OGNL 是 Object-Graph Navigation Language(對象圖導航語言)的縮寫;它是一種表達式語言,用于獲取和設置 Java 對象的屬性,以及其他額外功能,如列表投影和選擇以及 lambda 表達式。于2005年發(fā)布2.1.4版。

文檔:https://commons.apache.org/dormant/commons-ognl/language-guide.html?

2.4 SpEL (Spring Expression Language)

SpEL是一種功能強大的表達式語言,支持在運行時查詢和操作對象圖。該語言的語法與 Unified EL 相似,但提供了更多的功能,其中最主要的是方法調(diào)用和基本的字符串模板功能。

文檔:https://docs.spring.io/spring-framework/docs/5.3.x/reference/html/core.html#expressions?

2.5 QLExpress

由阿里的電商業(yè)務規(guī)則、表達式(布爾組合)、特殊數(shù)學公式計算(高精度)、語法分析、腳本二次定制等強需求而設計的一門動態(tài)腳本引擎解析工具。在阿里集團有很強的影響力,同時為了自身不斷優(yōu)化、發(fā)揚開源貢獻精神,于2012年開源。

文檔:https://github.com/alibaba/QLExpress?

2.6 JEXL (Java Expression Language)

JEXL 旨在促進在 Java 編寫的應用程序和框架中實現(xiàn)動態(tài)腳本功能。 JEXL 基于對 JSTL 表達式語言的一些擴展實現(xiàn)了一種表達式語言,支持 shell 腳本或 ECMAScript 中的大部分構想。1.0版發(fā)布于2005年。

文檔:https://commons.apache.org/proper/commons-jexl/reference/syntax.html?

2.7 JUEL (Java Unified Expression Language)

JUEL 是統(tǒng)一表達式語言 (EL) 的實現(xiàn),該語言是 JSP 2.1 標準 (JSR-245) 的一部分,已在 JEE5 中引入。此外,JUEL 2.2 實現(xiàn)了 JSP 2.2 維護版本規(guī)范,完全符合 JEE6 標準。于2006年發(fā)布2.1.0版本,2.2.7發(fā)布于2014年。

文檔:https://juel.sourceforge.net/guide/start.html?

2.8 Janino

Janino是一個超小、超快的Java編譯器,也可以用作表達式引擎,它的性能非常出色,根據(jù)官網(wǎng)介紹,Apache Spark、Apache Flink、Groovy等優(yōu)秀的開源項目都在用Janino。

文檔:http://janino-compiler.github.io/janino/?

由于Janino實際是一個Java編譯器,理論上其性能應該更接近于直接執(zhí)行Java代碼,其次作為表達式引擎使用起來比較復雜。因此,下面的對比中,Janino不參與比較,可以將其作為一個參照。

2.9 其他

如下一些表達式引擎雖然也常見于各技術博客,但由于長期沒有更新維護,因此沒有納入此次選型比較

Fel

Fel是輕量級的高效的表達式計算引擎。Fel源自于企業(yè)項目,設計目標是為了滿足不斷變化的功能需求和性能需求。項目托管于Google Code,上次更新是2012年,已經(jīng)十幾年沒有更新了,所以沒有納入此次選型。

ik-expression

IK Expression是一個開源的(OpenSource),可擴展的(Extensible),基于java語言開發(fā)的一個超輕量級(Super lightweight)的公式化語言解析執(zhí)行工具包。2009年2月發(fā)布第一個版本,2009年10月發(fā)布最后一個版本后再沒有新版本發(fā)布,所以沒有納入此次選型。

JSEL

JSEL是一個兼容 JavaScript 運算規(guī)則的簡單的表達式解釋引擎,你可以通過Map接口,或者JavaBean給出一個變量集合,能后通過表達式從這個集合中抽取變量,再通過表達式邏輯生成你需要的數(shù)據(jù)。2009年發(fā)布第一個版本,2011年發(fā)布最后一個版本后未再更新,所以沒有納入此次選型。

此外規(guī)則引擎如 Drools, urule, easy-rules 等不參與此次選型比較。相對比較成熟完善的腳本語言如Groovy,JavaScript等也不參與選型比較。這篇文章主要針對相對輕量簡單的表達式引擎進行選型。

?

3 技術棧選型評估

選擇表達式引擎,我們希望其社區(qū)支持情況良好、實現(xiàn)復雜度適中、執(zhí)行速度快、安全并且簡單易學。所以,接下來將從社區(qū)支持情況、引入的大小和依賴、性能、安全性、使用案例和語法幾個方面對幾種表達式引擎進行比較評估。

3.1 社區(qū)支持情況

社區(qū)支持情況可以輔助評估項目的健康度,有問題是不是能及時解決,項目是不是能持續(xù)演進等等,下面列出了GitHub star,watch,fork,last commit等數(shù)據(jù),可以作為參考,由于數(shù)據(jù)隨著時間推移會產(chǎn)生變化,以下僅針對2023.10.29的數(shù)據(jù)進行分析。

wKgaoma9n0aAR6UUAAHv1GSo6ng800.png

由于 Spring 項目被廣泛使用,而SpEl又是Spring的一個子項目,所以從各項數(shù)據(jù)來看SpEl的社區(qū)支持情況是最好的。下面先排除SpEl分析其他幾個表達式引擎。

QLExpress,AviatorScript 和 MVEL 在國內(nèi)使用比較多,這可能是他們star,watch,fork數(shù)較高的原因。說明這幾個項目受歡迎度,受認可度,影響力應該較高。

從issues,pull requests數(shù)來分析,可以看到 MVEL,AviatorScript 和 QLExpress 高于其他腳本引擎,說明他們的用戶需求和反饋較多,也可能意味著項目面臨較多問題和挑戰(zhàn)。

MVEL,JEXL,OGNL 均有較多貢獻者參與。他們的社區(qū)協(xié)作、項目可持續(xù)性方面應該都比較不錯。

綜合以上分析,除SpEl外,QLExpress,AviatorScript 和 MVEL 的社區(qū)支持情況都相對較好。

3.2 引入大小和依賴

代碼大小和依賴可以輔助評估代碼的復雜性,下面列出了各個Github倉庫的代碼大小,可以作為一個參考(實際并不完全準確反映其實現(xiàn)的復雜性)。

以下是2023.10.29的數(shù)據(jù)

wKgZoma9n0eAUI8GAAB3GU2YzdI772.png

JUEL,QLExpress代碼大小最小,都在600多KB;其次是 OGNL 1MB多一點;AviatorScript,MVEL,JEXL 大小都在2MB左右;SpEl由于在 spring-framework 倉庫中,上表中統(tǒng)計的是 spring-framework 的總量,單純看 SpEl 的模塊 spring-expression 的話,大小是1.3MB左右。但是其還依賴了 spring-core 和 spring-jcl,再含這兩個的話,大小 7.4MB左右。

我們再結(jié)合各個項目的依賴來分析一下。

+- org.mvel:mvel2:jar:2.5.0.Final:compile
+- com.googlecode.aviator:aviator:jar:5.3.3:compile
+- com.alibaba:QLExpress:jar:3.3.1:compile
|  +- commons-beanutils:commons-beanutils:jar:1.8.2:compile
|  |  - (commons-logging:commons-logging:jar:1.1.1:compile - omitted for conflict with 1.2)
|  - commons-lang:commons-lang:jar:2.4:compile
+- org.codehaus.janino:janino:jar:3.1.10:compile
|  - org.codehaus.janino:commons-compiler:jar:3.1.10:compile
+- ognl:ognl:jar:3.4.2:compile
|  - org.javassist:javassist:jar:3.29.2-GA:compile
+- org.apache.commons:commons-jexl3:jar:3.3:compile
|  - commons-logging:commons-logging:jar:1.2:compile
+- org.springframework:spring-expression:jar:5.3.29:compile
|  - org.springframework:spring-core:jar:5.3.29:compile
|     - org.springframework:spring-jcl:jar:5.3.29:compile
+- de.odysseus.juel:juel-api:jar:2.2.7:compile
+- de.odysseus.juel:juel-impl:jar:2.2.7:compile
+- de.odysseus.juel:juel-spi:jar:2.2.7:compile

除了SpEl外,QLExpress,OGNL,JEXL也都有其他依賴。

如果考慮 commons-beanutils, commons-lang, commons-logging 三個依賴,QLExpress 引入的大小在 10MB左右。

如果考慮 javassist 依賴,OGNL 引入的大小是4MB多。

如果考慮 commons-logging 依賴,JEXL 引入的大小是2.5MB左右。

綜合來看,JUEL,AviatorScript,MVEL,JEXL 在引入大小和依賴方面要好于其他。

3.3 性能

較好的性能意味著系統(tǒng)能夠快速地響應用戶的請求,減少等待時間,提升體驗。

性能方面主要通過 JMH 在字面量表達式、含有變量的表達式以及含有方法調(diào)用的表達式等使用場景對幾個表達式引擎進行測試。

JMH(Java Microbenchmark Harness),是用于代碼微基準測試的工具套件,主要是基于方法層面的基準測試,精度可以達到納秒級。該工具是由 Oracle 內(nèi)部實現(xiàn) JIT 的大牛們編寫的,他們應該比任何人都了解 JIT 以及 JVM 對于基準測試的影響。

由于不同表達式引擎語法或特性稍有差別,下面測試中對于差異項會進行說明。

性能測試代碼地址: GitHub

3.3.1 字面量表達式

wKgaoma9n0iAZjXAAABlVz2JeOs974.svg

:1000 + 100.0 * 99 - (600 - 3 * 15) / (((68 - 9) - 3) * 2 - 100) + 10000 % 7 * 71

:6.7 - 100 > 39.6 ? 5 == 5 ? 4 + 5 : 6 - 1 : !(100 % 3 - 39.0 < 27) ? 8 * 2 - 199 : 100 % 3

說明:

由于QlExpress執(zhí)行第2個表達式時報錯,需要增加圓括號,實際執(zhí)行的是6.7 - 100 > 39.6 ? (5 == 5 ? 4 + 5 : 6 - 1) : (!(100 % 3 - 39.0 < 27) ? 8 * 2 - 199 : 100 % 3)

結(jié)果分析:

可以明顯看到 JEXL,JUEL,QlExpress這三個表達式引擎性能明顯不如其他引擎。

SpEl 在執(zhí)行第1個算數(shù)操作時表現(xiàn)出色,但是在執(zhí)行第2個嵌套三元操作時明顯不如AviatorScript,MVEL,OGNL引擎。

此輪測試中 AviatorScript,OGNL,MVEL表現(xiàn)出色。AviatorScript,OGNL 執(zhí)行兩個表達式表現(xiàn)都比較出色,其中AviatorScript略好于OGNL。 MVEL 在執(zhí)行第1個算數(shù)操作時表現(xiàn)最出色,但是在執(zhí)行第2個嵌套三元操作時慢于AviatorScript,OGNL引擎。

3.3.2 含有變量的表達式

wKgZoma9n0iAcUPXAACaPsqvY70443.svg

:pi * d + b - (1000 - d * b / pi) / (pi + 99 - i * d) - i * pi * d / b

:piDecimal * dDecimal + bDecimal - (1000 - dDecimal * bDecimal / piDecimal) / (piDecimal + 99 - iDecimal * dDecimal) - iDecimal * piDecimal * dDecimal / bDecimal

:i * pi + (d * b - 199) / (1 - d * pi) - (2 + 100 - i / pi) % 99 == i * pi + (d * b - 199) / (1 - d * pi) - (2 + 100 - i / pi) % 99

:(clientVersion == '1.9.0' || clientVersion == '1.9.1' || clientVersion == '1.9.2') && deviceType == 'Xiaomi' && weight >= 4 && osVersion == 'Android 9.0' && osType == 'Android' && clientIp != null && requestTime <= now&& customer.grade > 1 && customer.age > 18

說明:

?由于不同的表達式引擎在執(zhí)行第2個表達式時底層實現(xiàn)除法時有所差別,MVEL,AviatorScript,JEXL 執(zhí)行decimal.divide(otherDecimal, java.math.MathContext.DECIMAL128),其他實際執(zhí)行的是decimal.divide(otherDecimal, scale, roundingMode),只是參數(shù)略有不同,分析時分組進行。

?由于QlExpress執(zhí)行第3個表達式時報錯,不支持非整型mod操作,需要增加類型轉(zhuǎn)換,實際執(zhí)行的是i * pi + (d * b - 199) / (1 - d * pi) - (int)(2 + 100 - i / pi) % 99 == i * pi + (d * b - 199) / (1 - d * pi) - (int)(2 + 100 - i / pi) % 99

?由于AviatorScript執(zhí)行第4個表達式時報錯,null的字面量是nil,實際執(zhí)行的是(clientVersion == '1.9.0' || clientVersion == '1.9.1' || clientVersion == '1.9.2') && deviceType == 'Xiaomi' && weight >= 4 && osVersion == 'Android 9.0' && osType == 'Android' && clientIp != nil && requestTime <= now&& customer.grade > 1 && customer.age > 18

結(jié)果分析:

第1個基本類型包裝類的算術計算 SpEl 最優(yōu)。其次是AviatorScript,MVEL,OGNL。而JEXL,JUEL,QlExpress則不如其他引擎。

第2個BigDecimal類型的算術計算。由于底層實現(xiàn)不同,分為兩組。第1組 MVEL、AviatorScript和JEXL,AviatorScript 優(yōu)于 MVEL 優(yōu)于 JEXL。第2組 JUEL,QlExpress,OGNL和SpEl,性能由優(yōu)到差依次是 OGNL,SpEl,JUEL,QlExpress。并且第1組由于精度更高,性能明顯都差于第2組。

第3個含有基本類型包裝類算數(shù)計算的布爾表達式。SpEl 最優(yōu),AviatorScript 次之,接下來依次是 OGNL, MVEL,JUEL,JEXL,QlExpress。

第4個含有字符串比較的布爾表達式。AviatorScript,MVEL,JEXL,OGNL 性能優(yōu)于 JUEL,QlExpress,SpEl。

3.3.3 含有方法調(diào)用的表達式

wKgaoma9n0mAYg8QAACFUVcigX0526.svg

:new java.util.Date()

:s.substring(b.d)

:s.substring(b.d).substring(a, b.c.e)

說明:

?由于 JUEL 執(zhí)行new java.util.Date()時報錯,不支持new實例,本輪實際執(zhí)行的是自定義函數(shù)fn:date()

?由于 AviatorScript 執(zhí)行s.substring時報錯,需使用其提供的內(nèi)部函數(shù),本輪實際執(zhí)行的是其內(nèi)部函數(shù)string.substring

結(jié)果分析:

此輪測試中 SpEl 的表現(xiàn)最優(yōu),甚至比Janino還要快。MVEL,AviatorScript次之,在執(zhí)行構造方法時MVEL要好于AviatorScript。JEXL 表現(xiàn)也比較出色。QlExpress,JUEL,OGNL這三個表達式引擎則不如其他引擎。

3.3.4 總結(jié)

綜合以上測試結(jié)果,AviatorScript,SpEl,MVEL,OGNL性能表現(xiàn)相對較好。

AviatorScript 性能相對較好,表現(xiàn)均衡,但其語法相較其他引擎跟Java的差異略大。

SpEl 除了在個別場景下性能較差,大部分場景表現(xiàn)非常出色,尤其是在字面量和含有變量的算數(shù)計算及方法調(diào)用場景下。

MVEL 性能表現(xiàn)相對均衡,含有變量的算術計算略差于AviatorScript,其在字面量算術計算,方法調(diào)用場景下表現(xiàn)都非常出色。

OGNL 性能表現(xiàn)也相對均衡,但方法調(diào)用場景下表現(xiàn)不佳。

3.4 安全

引入表達式引擎,應該重視系統(tǒng)的安全性和可靠性,比如要防止在不可信環(huán)境中被注入惡意腳本,越權執(zhí)行某些系統(tǒng)命令或使應用停止服務等。安全性方面主要通過漏洞披露、安全指南和配置比較幾種表達式引擎。

3.4.1 漏洞

首先在https://cve.mitre.org/cve/search_cve_list.html通過關鍵字搜索的方式粗略了解一下不同表達式引擎被公開的漏洞。這種方式可能不是非常的準確,由于不同表達式引擎的使用場景、使用方式、關注度的不同可能導致被公開的漏洞存在差異。比如我們所熟悉的 OGNL、SpEl 的關鍵字出現(xiàn)在漏洞中的頻率明顯高于其他表達式引擎。OGNL 在MyBatis和Struts中被使用,SpEl則在Spring中被廣泛使用,這兩個表達式引擎會被大部分項目間接使用,直接將用戶輸入作為表達式的一部分執(zhí)行,很容易導致出現(xiàn)漏洞。

我們可以從這些公布的漏洞中了解不同表達式引擎可能存在的安全隱患及其修復情況,在使用過程中盡可能避免出現(xiàn)類似問題。

此外,不推薦將表達式執(zhí)行直接開放到不可信的環(huán)境,如果確實需要,應該詳細了解選擇的表達式引擎,是否提供了必要的設置選項可以避免某些安全隱患。

名稱 關鍵字鏈接 漏洞數(shù)
AviatorScript https://cve.mitre.org/cgi-bin/cvekey.cgi?keyword=AviatorScript 1
MVEL https://cve.mitre.org/cgi-bin/cvekey.cgi?keyword=MVEL 4
OGNL https://cve.mitre.org/cgi-bin/cvekey.cgi?keyword=OGNL 28
SpEl https://cve.mitre.org/cgi-bin/cvekey.cgi?keyword=SpEl 10
QLExpress https://cve.mitre.org/cgi-bin/cvekey.cgi?keyword=QLExpress 0
JEXL https://cve.mitre.org/cgi-bin/cvekey.cgi?keyword=JEXL 3
JUEL https://cve.mitre.org/cgi-bin/cvekey.cgi?keyword=JUEL 1

3.4.2 安全設置

AviatorScript,QLExpress,JEXL均從不同程度提供了一些安全選項設置。

AviatorScript

?設置白名單

// 在new語句和靜態(tài)方法調(diào)用中允許使用的類白名單 默認 null 表示無限制
AviatorEvaluator.setOption(Options.ALLOWED_CLASS_SET, Sets.newHashSet(List.class));
// 在new語句和靜態(tài)方法調(diào)用中允許使用的類白名單 包含子類 默認 null 表示無限制
AviatorEvaluator.setOption(Options.ASSIGNABLE_ALLOWED_CLASS_SET, Sets.newHashSet(List.class));

?防止死循環(huán)

// 循環(huán)最大次數(shù) 默認 0 表示無限制
AviatorEvaluator.setOption(Options.MAX_LOOP_COUNT, 10000);

?特性開關

// 關閉某些特性
AviatorEvaluator.getInstance().disableFeature(Feature.Module);
AviatorEvaluator.getInstance().disableFeature(Feature.NewInstance);
// 只開啟需要的特性
AviatorEvaluator.setOption(Options.FEATURE_SET, Feature.asSet(Feature.If));

QLExpress

?開啟沙箱模式

QLExpressRunStrategy.setSandBoxMode(true);

在沙箱模式中,不可以:

?import Java 類

?顯式引用 Java 類,比如String a = 'mmm'

?取 Java 類中的字段:a = new Integer(11); a.value

?調(diào)用 Java 類中的方法:Math.abs(12)

可以:

?使用 QLExpress 的自定義操作符/宏/函數(shù),以此實現(xiàn)與應用的受控交互

?使用. 操作符獲取 Map 的 key 對應的 value,比如 a 在應用傳入的表達式中是一個 Map,那么可以通過 a.b 獲取

?所有不涉及應用 Java 類的操作

?設置白名單

// 設置編譯期白名單
QLExpressRunStrategy.setCompileWhiteCheckerList(Arrays.asList(
    // 精確設置
    CheckerFactory.must(Date.class),
    // 子類設置
    CheckerFactory.assignable(List.class)
));
// 設置運行時白名單// 必須將該選項設置為 true
QLExpressRunStrategy.setForbidInvokeSecurityRiskMethods(true);
// 有白名單設置時, 則黑名單失效
QLExpressRunStrategy.addSecureMethod(RiskBean.class, "secureMethod");

?設置黑名單

// 必須將該選項設置為 true
QLExpressRunStrategy.setForbidInvokeSecurityRiskMethods(true);
// 這里不區(qū)分靜態(tài)方法與成員方法, 寫法一致
// 不支持重載, riskMethod 的所有重載方法都會被禁止
QLExpressRunStrategy.addSecurityRiskMethod(RiskBean.class, "riskMethod");

QLExpess 目前默認添加的黑名單有:

?java.lang.System.exit

?java.lang.Runtime.exec

?java.lang.ProcessBuilder.start

?java.lang.reflect.Method.invoke

?java.lang.reflect.Class.forName

?java.lang.reflect.ClassLoader.loadClass

?java.lang.reflect.ClassLoader.findClass

?防止死循環(huán)

//可通過timeoutMillis參數(shù)設置腳本的運行超時時間:1000ms
Object r = runner.execute(express, context, null, true, false, 1000);

?

JEXL

?使用沙箱

// 使用中應該通過JexlSandbox的重載構造方法進行配置
new JexlBuilder().sandbox(new JexlSandbox()).create();

?設置白名單權限

new JexlBuilder().permissions(JexlPermissions.RESTRICTED.compose("com.jd.*")).create();

?特性開關

// 關閉循環(huán)、new 實例,import等特性
new JexlBuilder().features(new JexlFeatures().loops(false).newInstance(false).importPragma(false)).create();

?

3.5 使用案例

從業(yè)界使用情況可以了解不同表達式引擎的可行性、生態(tài)和整合性,以及最佳實踐,進而借鑒。從下表可以看到AviatorScript,MVEL,QLExpress在國內(nèi)業(yè)務線均有使用案例,有些企業(yè)也有文章輸出,我們可以借鑒使用。

名稱 案例
AviatorScript 美團酒旅實時數(shù)據(jù)規(guī)則引擎應用實踐,liteflow,京東星鏈
MVEL 閑魚億級商品庫中的秒級實時選品,easy-rules,compileflow,京東星鏈
OGNL MyBatis,Struts
SpEl Spring
QLExpress compileflow,liteflow,阿里內(nèi)部業(yè)務線
JEXL cat,Jelly
JUEL JSP
Janino Apache Spark、Apache Flink、Groovy

3.6 語法

易于理解和使用的語法可以提高開發(fā)效率,并降低學習成本。接下來從類型、操作符、控制語句、集合、方法定義幾方面比較一下不同表達式引擎的語法設計。

類型方面,AviatorScript 設計了特有的類型,使用時需要注意其類型轉(zhuǎn)換的優(yōu)先級long->bigint->decimal->double。AviatorScript、MVEL、OGNL、JEXL都支持BigInteger、BigDecimal字面量,這意味著進行精確計算時可以使用字面量,將更方便,如10.24B就表示一個BigDecimal字面量(AviatorScript中BigDecimal字面量后綴是M)。此外AviatorScript、QLExpress還支持高精度計算的設置項。

操作符方面,QLExpress支持替換、自定義操作符及添加操作符別名,這可能有助于簡化復雜表達式或使表達式更加直觀,不過添加預置函數(shù)應該可以達到差不多的效果。AviatorScript也支持自定義部分操作符,不過支持數(shù)量相當有限。AviatorScript、SpEl、JEXL支持正則匹配操作符。

控制語句方面,除OGNL、SpEl、JUEL不支持控制語句外,其他都支持,不過需要注意 AviatorScript 的 else if 語法有些特殊寫作 elsif,foreach語句跟Java也有所不同。

集合方面,除JUEL外其他都提供了快捷定義的方式,只不過語法不同。

函數(shù)定義方面,SpEl、JUEL均不支持,OGNL支持偽lambda定義,其他都支持定義函數(shù)。QLExpress不支持定義lambda。

綜合來看,和Java語法都或多或少存在一些差異。AviatorScript設計了自己特有的一些語法,使用的話需要熟悉一下。QLExpress支持自定義操作符,可以使表達式看起來更直觀。MVEL、JEXL的語法可能更接近Java,讓人更容易接受一些。OGNL、SpEl、JUEL的語法更簡單一些,不支持控制語句和函數(shù)定義,當然也可以通過預置一些函數(shù)變通解決一些較復雜的問題。

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4 選型建議

社區(qū)方面,SpEl無疑是最活躍的。AviatorScript,QLExpress,MVEL在國內(nèi)很受歡迎,QLExpress 有阿里背書。

代碼大小和依賴方面,AviatorScript,MVEL 依賴少,并且代碼大小也偏小。

性能方面,如果你使用表達式引擎執(zhí)行字面量算術計算或方法調(diào)用偏多可以選用SpEl,MVEL。如果希望整體性能表現(xiàn)較好可以選用 AviatorScript。

安全方面,如果想自定義安全選項,可以考慮 AviatorScript,QLExpress和JEXL。

使用案例方面,AviatorScript,MVEL,QLExpress在國內(nèi)都有實際使用案例可循。

語法方面,可能存在一些主觀因素,僅供參考,個人覺得MVEL、JEXL的語法設計使用起來會更容易一些。

通過對以上幾個方面的評估和分析,希望可以幫助團隊基于自身情況及偏好選擇最適合自己項目的Java表達式引擎。

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5 參考資料

QLExpress: https://github.com/alibaba/QLExpress?

AviatorScript: https://github.com/killme2008/aviatorscript?

MVEL: https://github.com/mvel/mvel?

OGNL: https://github.com/orphan-oss/ognl?

SpEl: https://github.com/spring-projects/spring-framework?

Janino: https://github.com/janino-compiler/janino?

JUEL: https://github.com/beckchr/juel?

JEXL: https://github.com/apache/commons-jexl?

Fel: https://github.com/dbcxy/fast-el?

ik-expression: https://code.google.com/archive/p/ik-expression/?

JSEL: https://code.google.com/archive/p/lite/wikis/JSEL.wiki?

JMH: https://www.cnblogs.com/wupeixuan/p/13091381.html

審核編輯 黃宇

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