1. 引言
1.1 爲什麼需要規則引擎
在業務的早期時代，也許使用硬編碼或者邏輯判斷就可以滿足要求。但隨着業務的發展，越來越多的問題會暴露出來：
- 邏輯複雜度帶來的編碼挑戰，需求變更時改變邏輯可能會引起災難
- 重複性的需求必須可重用，否則必須重複性編碼
- 運行期間無法即時修改規則，但重新部署可能會帶來其他問題
- 上線前的測試變得繁瑣且不可控，必須花大量的人力和時間去測試
這些困境在『 小明歷險記：規則引擎 drools 教程一』 一文中可以體會一番，一開始只是簡單的根據購物金額來發放積分，運行期間又要更改爲更多的規則層次，如果不及時引入對應的規範化處理機制，開發人員將慢慢墜入無止盡的業務深淵。對此，聰明的做法是在系統中引入規則引擎，對業務操作員要提供儘量簡單的操作頁面來配置規則，規則引擎和配置儘量不要耦合到一塊。
1.2 .Net Core 環境下的選擇 -- Nrules
目前最流行的規則引擎應該是Drools, 用 Java 語言編寫的開放源碼規則引擎，使用 Rete 算法對所編寫的規則求值，其操作流程如下：
對於 .Net 應用來說，可以通過 Kie 組件提供的 Rest 接口調用規則引擎運算。然而其過於龐大，僅僅只是需要規則引擎計算核心的部分。對此，查找了 .Net 中開源的規則引擎，發現只有同樣實現 Rete 算法的 Nrules 滿足要求（支持 .Net Core，運行時加載規則引擎）。
注：本文參考借鑑了美團技術團隊 從 0 到 1：構建強大且易用的規則引擎 一文的設計思路，對 Drools 從入門到放棄。
2. Nrules 實戰 -- 電商促銷活動規則引擎設計
2.1 瞭解 Nrules
NRules 是基於 Rete 匹配算法的.NET 生產規則引擎，基於.NET Standard ，支持 4.5+ 的應用，提供 流式聲明規則、運行時構建規則、專門的規則語言(開發中，不推薦使用到生產，基於.Net 4.5 而不是 .NETStandard )。
其計算機制也與其他規則引擎大同小異：
2.2 設計規則配置
前文提到 對業務操作員要提供儘量簡單的操作頁面來配置規則 ，所以我們定義促銷活動的規則配置就要儘量簡單。
在設計模型時，我們必須先參考現實生活中遇到的電商促銷活動，大致可以想到有這麼幾種活動類型：滿減促銷、單品促銷、套裝促銷、贈品促銷、滿贈促銷、多買優惠促銷、定金促銷等。
在這裏，我選擇對多買優惠促銷做分析，多買促銷優惠即所謂的階梯打折，如買一件9折，買兩件8折，其模型大致如下：
public class LadderDiscountPromotion
{
public List<LadderDiscountRuleItem> Rules { get; set; }
public string Name { get; set; }
public DateTime StarTime { get; set; }
public DateTime EndTime { get; set; }
public PromotionState State { get; set; }
public List<string> ProductIdRanges { get; set; }
public bool IsSingle { get; set; }
public string Id { get; set; }
}
public class LadderDiscountRuleItem
{
/// <summary>
/// 數量
/// </summary>
public Int32 Quantity { get; set; }
/// <summary>
/// 打折的百分比
/// </summary>
public Decimal DiscountOff { get; set; }
}這裏爲了簡化設計，設計的模型並不會去約束平臺、活動範圍、會員等級等，僅僅約束了使用的產品 id 範圍。爲了匹配現實中可能出現的組合優惠（類似滿減活動後還可以使用優惠券等）現象和相反的獨斥現象（如該商品參與xx活動後不支持X券），設置了一個字段來判斷是否可以組合優惠，也可以理解爲所有活動都爲組合優惠，只是有些組合優惠只有一個促銷活動。
注：想了解更多關於電商促銷系統設計可參考腦圖
2.3 規則配置轉換
爲了實現 規則引擎和配置儘量不要耦合到一塊，必須有中間層對規則配置進行轉換爲 Nrules 能夠接受的規則描述。聯繫前文的計算機制，我們可以得到這樣一個描述模型：
public class RuleDefinition
{
/// <summary>
/// 規則的名稱
/// </summary>
public String Name { get; set; }
/// <summary>
/// 約束條件
/// </summary>
public List<LambdaExpression> Conditions { get; set; }
/// <summary>
/// 執行行動
/// </summary>
public List<LambdaExpression> Actions { get; set; }
}由於 Nrules 支持流式聲明，所以約束條件和產生的結果都可以用 LambdaExpression 表達式實現。現在我們需要把階梯打折的配置轉換成規則描述，那我們需要先分析一下。假設滿一件9折，滿兩件8折，滿三件7折，那我們可以將其分解爲:
- 大於等於三件打 7 折
- 大於等於兩件且小於三件打 8 折
- 大於等於一件且小於兩件 9 折
基於此分析，我們可以看出，只有第一個最多的數量規則是不一樣的，其他規則都是比前一個規則的數量小且大於等於當前規則的數量，那麼我們可以這樣轉換我們的規則配置:
List<RuleDefinition> BuildLadderDiscountDefinition(LadderDiscountPromotion promotion)
{
var ruleDefinitions = new List<RuleDefinition>();
//按影響的數量倒敘
var ruleLimits = promotion.Rules.OrderByDescending(r => r.Quantity).ToList();
var currentIndex = 0;
var previousLimit = ruleLimits.FirstOrDefault();
foreach (var current in ruleLimits)
{
//約束表達式
var conditions = new List<LambdaExpression>();
var actions = new List<LambdaExpression>();
if (currentIndex == 0)
{
Expression<Func<Order, bool>> conditionPart =
o => o.GetRangesTotalCount(promotion.ProductIdRanges) >= current.Quantity;
conditions.Add(conditionPart);
}
else
{
var limit = previousLimit;
Expression<Func<Order, bool>> conditionPart = o =>
o.GetRangesTotalCount(promotion.ProductIdRanges) >= current.Quantity
&& o.GetRangesTotalCount(promotion.ProductIdRanges) < limit.Quantity;
conditions.Add(conditionPart);
}
currentIndex = currentIndex + 1;
//觸發的行爲表達式
Expression<Action<Order>> actionPart =
o => o.DiscountOrderItems(promotion.ProductIdRanges, current.DiscountOff, promotion.Name, promotion.Id);
actions.Add(actionPart);
// 增加描述
ruleDefinitions.Add(new RuleDefinition
{
Actions = actions,
Conditions = conditions,
Name = promotion.Name
});
previousLimit = current;
}
return ruleDefinitions;
}2.4 生成規則集合
在 Nrules 的 wiki 中，爲了實現運行時加載規則引擎，我們需要引入實現 IRuleRepository ，所以我們需要將描述模型轉換成 Nrules 中的 RuleSet：
public class ExecuterRepository : IRuleRepository, IExecuterRepository
{
private readonly IRuleSet _ruleSet;
public ExecuterRepository()
{
_ruleSet = new RuleSet("default");
}
public IEnumerable<IRuleSet> GetRuleSets()
{
//合併
var sets = new List<IRuleSet>();
sets.Add(_ruleSet);
return sets;
}
public void AddRule(RuleDefinition definition)
{
var builder = new RuleBuilder();
builder.Name(definition.Name);
foreach (var condition in definition.Conditions)
{
ParsePattern(builder, condition);
}
foreach (var action in definition.Actions)
{
var param = action.Parameters.FirstOrDefault();
var obj = GetObject(param.Type);
builder.RightHandSide().Action(ParseAction(obj, action, param.Name));
}
_ruleSet.Add(new[] { builder.Build() });
}
PatternBuilder ParsePattern(RuleBuilder builder, LambdaExpression condition)
{
var parameter = condition.Parameters.FirstOrDefault();
var type = parameter.Type;
var customerPattern = builder.LeftHandSide().Pattern(type, parameter.Name);
customerPattern.Condition(condition);
return customerPattern;
}
LambdaExpression ParseAction<TEntity>(TEntity entity, LambdaExpression action, String param) where TEntity : class, new()
{
return NRulesHelper.AddContext(action as Expression<Action<TEntity>>);
}
}2.5 執行規則引擎
做了轉換處理僅僅是第一步，我們還必須創建一個規則引擎的處理會話，並把相關的事實對象（fact）傳遞到會話，執行觸發的代碼，相關對象發生了變化，其簡單代碼如下：
var repository = new ExecuterRepository();
//加載規則
repository.AddRule(new RuleDefinition());
repository.LoadRules();
// 生成規則
ISessionFactory factory = repository.Compile();
// 創建會話
ISession session = factory.CreateSession();
// 加載事實對象
session.Insert(new Order());
// 執行
session.Fire();2.6 應用場景示例
我們假設有這麼一個應用入口：傳入一個購物車（這裏等價於訂單）id，獲取其可以參加的促銷活動，返回對應活動優惠後的結果，並按總價的最低依次升序，那麼可以這麼寫:
public IEnumerable<AllPromotionForOrderOutput> AllPromotionForOrder([FromQuery]String id)
{
var result = new List<AllPromotionForOrderOutput>();
var order = _orderService.Get(id) ?? throw new ArgumentNullException("_orderService.Get(id)");
var promotionGroup = _promotionService.GetActiveGroup();
var orderjson = JsonConvert.SerializeObject(order);
foreach (var promotions in promotionGroup)
{
var tempOrder = JsonConvert.DeserializeObject<Order>(orderjson);
var ruleEngineService = HttpContext.RequestServices.GetService(typeof(RuleEngineService)) as RuleEngineService;
ruleEngineService.AddAssembly(typeof(OrderRemarkRule).Assembly);
ruleEngineService.ExecutePromotion(promotions, new List<object>
{
tempOrder
});
result.Add(new AllPromotionForOrderOutput(tempOrder));
}
return result.OrderBy(i => i.Order.GetTotalPrice());
}假設這麼一個購物車id，買一件時最優惠是參加 A 活動，買兩件時最優惠是參加 B 和 C 活動，那麼其效果圖可能如下:
3. 結語
本文只是對規則引擎及 Nrules 的簡單介紹及應用，過程中隱藏了很多細節。在體會到規則引擎的強大的同時，還必須指出其侷限性，規則引擎同樣不是銀彈，必須結合實際出發。