序言

因為之前在項目中使用看groovy對業(yè)務(wù)進(jìn)行一些抽象，效果比較好，過程中踩過一些坑，所以簡單記錄分享一下自己如何一步一步去實現(xiàn)的

為什么用groovy作為規(guī)則引擎

互聯(lián)網(wǎng)時代隨著業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，迭代和產(chǎn)品接入的速度越來越快，需要一些靈活的配置。

辦法通常有如下幾個方面：

1、最為傳統(tǒng)的方式是java程序直接寫死提供幾個可調(diào)節(jié)的參數(shù)配置然后封裝成為獨立的業(yè)務(wù)模塊組件，在增加參數(shù)或簡單調(diào)整規(guī)則后，重新調(diào)上線。

2、使用開源方案，例如drools規(guī)則引擎，此類引擎適合業(yè)務(wù)較復(fù)雜的系統(tǒng)

3、使用動態(tài)腳本引擎：groovy，simpleEl，QLExpress

引入規(guī)則腳本對業(yè)務(wù)進(jìn)行抽象可以大大提升效率，例如：

在貸款審核系統(tǒng)中，貸款的訂單在收單后會經(jīng)過多個流程扭轉(zhuǎn)：收單后需要根據(jù)風(fēng)控系統(tǒng)給出結(jié)果決定訂單的流程，而不同的產(chǎn)品訂單的扭轉(zhuǎn)是不一致的，每接入一個新產(chǎn)品，碼農(nóng)都要寫一堆對于此產(chǎn)品的流程邏輯；現(xiàn)有的產(chǎn)品規(guī)則也經(jīng)常需要更換。

所以想利用腳本引擎動態(tài)解析執(zhí)行，到使用規(guī)則腳本將流程的扭轉(zhuǎn)抽象出來，提升效率

groovy的優(yōu)勢：

1.歷史悠久，使用范圍大，坑少

2.和java兼容性強：可以無縫銜接，即使不懂groovy語法也沒有關(guān)系

3.語法糖

4.項目周期短，上線時間急

項目流轉(zhuǎn)的抽象：

因為不同的業(yè)務(wù)在流轉(zhuǎn)的過程中對于邏輯處理是不一致的，我們先考慮一種簡單的情況：

本身的項目在業(yè)務(wù)上會對不同的貸款訂單進(jìn)行流程扭轉(zhuǎn)，例如訂單可以從流程a扭轉(zhuǎn)到流程b或者流程c，取決于每一個Strategy unit(策略單位)的執(zhí)行情況：每個strategy unit執(zhí)行后都會返回一個boolean值，具體邏輯可以自己定義，在這里我們假設(shè)：如果滿足所有的strategy unit a的條件（既每個執(zhí)行單元都返回true），那么訂單就會扭轉(zhuǎn)到Scenario B;如果滿足所有的strategy unit b的條件那么訂單就會扭轉(zhuǎn)到scenario c。

那為什么要設(shè)計成多個strategy unit呢？是因為我的項目中，為了方便配置，將整個流程的strategyunit的配置展示在ui上，可讀性強，修改時也只需要修改某一個unit中的執(zhí)行邏輯

每個strategy unit執(zhí)行時依賴的數(shù)據(jù)我們可以抽象成為一個context，context中包含兩部分?jǐn)?shù)據(jù)：

一部分是業(yè)務(wù)上的數(shù)據(jù)：例如訂單的產(chǎn)品，訂單依賴的風(fēng)控數(shù)據(jù)等

一部分是規(guī)則執(zhí)行的數(shù)據(jù)：包括當(dāng)前執(zhí)行的node、所屬的策略組信息、當(dāng)前的流程、下一個流程等

這一部分規(guī)則引擎執(zhí)行數(shù)據(jù)的context可以根據(jù)不同的業(yè)務(wù)進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計時主要考慮斷點重跑，策略組等：比如可以設(shè)計不同的策略組與產(chǎn)品進(jìn)行關(guān)聯(lián)，這一部分業(yè)務(wù)耦合性比較大，本文主要focus在groovy上

可以把Context理解為Strategy Unit的輸入和輸出，Strategy Unit在Groovy中進(jìn)行執(zhí)行，我們可以對每一個執(zhí)行的Strategy Unit進(jìn)行可配置化的展示和配置。執(zhí)行過程中可以根據(jù)context中含有的不同的信息進(jìn)行邏輯判斷，也可以改變context對象中的值。

基于流程將Groovy與Java的集成

基于上面的設(shè)計，groovy腳本的執(zhí)行本質(zhì)上只是接受context對象，并且基于context對象中的關(guān)鍵信息進(jìn)行邏輯判斷，輸出結(jié)果，而結(jié)果也保存在context中。

 先看看Groovy與java集成的方式：

1.GroovyClassLoader

用 Groovy 的 GroovyClassLoader ，它會動態(tài)地加載一個腳本并執(zhí)行它。GroovyClassLoader是一個Groovy定制的類裝載器，負(fù)責(zé)解析加載Java類中用到的Groovy類。

2.GroovyShell

GroovyShell允許在Java類中（甚至Groovy類）求任意Groovy表達(dá)式的值。您可使用Binding對象輸入?yún)?shù)給表達(dá)式，并最終通過GroovyShell返回Groovy表達(dá)式的計算結(jié)果。

3.GroovyScriptEngine

GroovyShell多用于推求對立的腳本或表達(dá)式，如果換成相互關(guān)聯(lián)的多個腳本，使用GroovyScriptEngine會更好些。GroovyScriptEngine從您指定的位置（文件系統(tǒng)，URL，數(shù)據(jù)庫，等等）加載Groovy腳本，并且隨著腳本變化而重新加載它們。如同GroovyShell一樣，GroovyScriptEngine也允許您傳入?yún)?shù)值，并能返回腳本的值。

現(xiàn)在我們以GroovyClassLoader為例，展示一下如何實現(xiàn)與java的集成：

例如：我們假設(shè)申請金額大于20000的訂單進(jìn)入流程B

1.在SpringBoot項目中maven中引入

<dependency>
            <groupId>org.codehaus.groovy</groupId>
            <artifactId>groovy-all</artifactId>
            <version>2.4.10</version>
</dependency>

2.定義groovy執(zhí)行的java接口

public interface EngineGroovyModuleRule {
    boolean run(Object context);
}

3.抽象出一個Groovy模板文件,放在resource下面以便加載：

import com.groovyexample.groovy.*
class %s implements EngineGroovyModuleRule {
    boolean run(Object context){
        %s //業(yè)務(wù)執(zhí)行邏輯：可配置化
    }
}

4.解析groovy的模板文件，可以將模板文件緩存起來，解析通過spring的PathMatchingResourcePatternResolver進(jìn)行

下面的Strategy Unit這個String就是具體的業(yè)務(wù)規(guī)則的邏輯，把這一部分的邏輯進(jìn)行一個配置化

        //解析Groovy模板文件
        ConcurrentHashMap<String,String> concurrentHashMap = new ConcurrentHashMap(128);
        final String path = "classpath*:*.groovy_template";
        PathMatchingResourcePatternResolver resolver = new PathMatchingResourcePatternResolver();
        Arrays.stream(resolver.getResources(path))
                .parallel()
                .forEach(resource -> {
                    try {
                        String fileName = resource.getFilename();
                        InputStream input = resource.getInputStream();
                        InputStreamReader reader = new InputStreamReader(input);
                        BufferedReader br = new BufferedReader(reader);
                        StringBuilder template = new StringBuilder();
                        for (String line; (line = br.readLine()) != null; ) {
                            template.append(line).append("\n");
                        }
                        concurrentHashMap.put(fileName, template.toString());
                    } catch (Exception e) {
                        log.error("resolve file failed", e);
                    }
                });
        String scriptBuilder = concurrentHashMap.get("ScriptTemplate.groovy_template");
        String scriptClassName = "testGroovy";
        //這一部分String的獲取邏輯進(jìn)行可配置化
        String StrategyLogicUnit = "if(context.amount>=20000){\n" +
                "            context.nextScenario='A'\n" +
                "            return true\n" +
                "        }\n" +
                "        ";
        String fullScript = String.format(scriptBuilder, scriptClassName, StrategyLogicUnit);

    GroovyClassLoader classLoader = new GroovyClassLoader();
    Class<EngineGroovyModuleRule> aClass = classLoader.parseClass(fullScript);
    Context context = new Context();
    context.setAmount(30000);
    try {
        EngineGroovyModuleRule engineGroovyModuleRule = aClass.newInstance();
        log.info("Groovy Script returns:{} "+engineGroovyModuleRule.run(context));
        log.info("Next Scenario is {}"+context.getNextScenario());
    }
    catch (Exception e){
       log.error("error...")
    }

5.執(zhí)行上述代碼：

Groovy Script returns: true
Next Scenario is A

關(guān)鍵的部分是Strategy Unit這個部分的可配置化，我們是通過管理端UI上展示不同產(chǎn)品對應(yīng)的StrategyLogicUnit，并可進(jìn)行CRUD，為了方便配置同時引進(jìn)了策略組、產(chǎn)品策略復(fù)制關(guān)聯(lián)、一鍵復(fù)制模板等功能。

集成過程中的坑和性能優(yōu)化

項目在測試時就發(fā)現(xiàn)隨著收單的數(shù)量增加，進(jìn)行頻繁的Full GC，測試環(huán)境復(fù)現(xiàn)后查看日志顯示：

[Full GC (Metadata GC Threshold) [PSYoungGen: 64K->0K(43008K)] 
[ParOldGen: 3479K->3482K(87552K)] 3543K->3482K(130560K), 
[Metaspace: 15031K->15031K(1062912K)], 0.0093409 secs] 
[Times: user=0.03 sys=0.00, real=0.01 secs] 

日志中可以看出是mataspace空間不足，并且無法被full gc回收。 通過JVisualVM可以查看具體的情況：

發(fā)現(xiàn)class太多了，有2326個，導(dǎo)致metaspace滿了。我們先回顧一下metaspace ##metaspace和permgen 這是jdk在1.8中才有的東西，并且1.8講將permgen去除了，其中的方法區(qū)移到non-heap中的Metaspace。

 這個區(qū)域主要存放：存儲類的信息、常量池、方法數(shù)據(jù)、方法代碼等。 分析主要問題有兩方面：

問題1：Class數(shù)量問題：可能是引入groovy導(dǎo)致加載的類過多了，但實際上項目只配置了10個StrategyLogicUnit，不同的訂單執(zhí)行同一個StrategyLogicUnit時應(yīng)該對應(yīng)同一個class。class的數(shù)量過于異常。

問題2：就算Class數(shù)量過多，F(xiàn)ull GC為何沒有辦法回收？

GroovyClassLoader的加載

我們先分析Groovy執(zhí)行的過程，最關(guān)鍵的代碼是如下幾部分：

 GroovyClassLoader classLoader = new GroovyClassLoader();
 Class<EngineGroovyModuleRule> aClass = classLoader.parseClass(fullScript);
 EngineGroovyModuleRule engineGroovyModuleRule = aClass.newInstance();
engineGroovyModuleRule.run(context)

GroovyClassLoader是一個定制的類裝載器，在代碼執(zhí)行時動態(tài)加載groovy腳本為java對象。

大家都知道classloader的雙親委派，我們先來分析一下這個GroovyClassloader，看看它的祖先分別是啥：

def cl = this.class.classLoader  
while (cl) {  
    println cl  
    cl = cl.parent  
}  

輸出：

groovy.lang.GroovyClassLoader$InnerLoader@13322f3  
groovy.lang.GroovyClassLoader@127c1db  
org.codehaus.groovy.tools.RootLoader@176db54  
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@199d342  
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@6327fd  

從而得出：

    Bootstrap ClassLoader  
             ↑  
sun.misc.Launcher.ExtClassLoader      // 即Extension ClassLoader  
             ↑  
sun.misc.Launcher.AppClassLoader      // 即System ClassLoader  
             ↑  
org.codehaus.groovy.tools.RootLoader  // 以下為User Custom ClassLoader  
             ↑  
groovy.lang.GroovyClassLoader  
             ↑  
groovy.lang.GroovyClassLoader.InnerLoader  

查看關(guān)鍵的GroovyClassLoader.parseClass方法，發(fā)現(xiàn)如下代碼：

    public Class parseClass(String text) throws CompilationFailedException {
        return parseClass(text, "script" + System.currentTimeMillis() +
                Math.abs(text.hashCode()) + ".groovy");
    }

    protected ClassCollector createCollector(CompilationUnit unit, SourceUnit su) {
        InnerLoader loader = AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<InnerLoader>() {
            public InnerLoader run() {
                return new InnerLoader(GroovyClassLoader.this);
            }
        });
        return new ClassCollector(loader, unit, su);
    }

這兩處代碼的意思是： groovy每執(zhí)行一次腳本，都會生成一個腳本的class對象，這個class對象的名字由 "script" + System.currentTimeMillis() + Math.abs(text.hashCode()組成，對于問題1：每次訂單執(zhí)行同一個StrategyLogicUnit時，產(chǎn)生的class都不同，每次執(zhí)行規(guī)則腳本都會產(chǎn)品一個新的class。

接著看問題2InnerLoader部分： groovy每執(zhí)行一次腳本都會new一個InnerLoader去加載這個對象，而對于問題2，我們可以推測：InnerLoader和腳本對象都無法在fullGC的時候被回收，因此運行一段時間后將PERM占滿，一直觸發(fā)fullGC。

為什么需要有innerLoader呢？

結(jié)合雙親委派模型，由于一個ClassLoader對于同一個名字的類只能加載一次，如果都由GroovyClassLoader加載，那么當(dāng)一個腳本里定義了C這個類之后，另外一個腳本再定義一個C類的話，GroovyClassLoader就無法加載了。

由于當(dāng)一個類的ClassLoader被GC之后，這個類才能被GC。

如果由GroovyClassLoader加載所有的類，那么只有當(dāng)GroovyClassLoader被GC了，所有這些類才能被GC，而如果用InnerLoader的話，由于編譯完源代碼之后，已經(jīng)沒有對它的外部引用，除了它加載的類，所以只要它加載的類沒有被引用之后，它以及它加載的類就都可以被GC了。

Class回收的條件（摘自《深入理解JVM虛擬機》）

JVM中的Class只有滿足以下三個條件，才能被GC回收，也就是該Class被卸載（unload）： 

1、該類所有的實例都已經(jīng)被GC，也就是JVM中不存在該Class的任何實例。 

2、加載該類的ClassLoader已經(jīng)被GC。 

3、該類的java.lang.Class 

對象沒有在任何地方被引用，如不能在任何地方通過反射訪問該類的方法. 

第一點被排除：

查看GroovyClassLoader.parseClass()代碼，總結(jié)：Groovy會把腳本編譯為一個名為Scriptxx的類，這個腳本類運行時用反射生成一個實例并調(diào)用它的MAIN函數(shù)執(zhí)行，這個動作只會被執(zhí)行一次，在應(yīng)用里面不會有其他地方引用該類或它生成的實例；

第二點被排除：

關(guān)于InnerLoader：Groovy專門在編譯每個腳本時new一個InnerLoader就是為了解決GC的問題，所以InnerLoader應(yīng)該是獨立的，并且在應(yīng)用中不會被引用；

只剩下第三種可能：

該類的Class對象有被引用，繼續(xù)查看代碼：

    /**
     * sets an entry in the class cache.
     *
     * @param cls the class
     * @see #removeClassCacheEntry(String)
     * @see #getClassCacheEntry(String)
     * @see #clearCache()
     */
    protected void setClassCacheEntry(Class cls) {
        synchronized (classCache) {
            classCache.put(cls.getName(), cls);
        }
    }

可以復(fù)現(xiàn)問題并查看原因：具體思路是無限循環(huán)解析腳本，jmap -clsstat查看classloader的情況，并結(jié)合導(dǎo)出dump查看引用關(guān)系。

所以總結(jié)原因是：每次groovy parse腳本后，會緩存腳本的Class，下次解析該腳本時，會優(yōu)先從緩存中讀取。這個緩存的Map由GroovyClassLoader持有，key是腳本的類名，value是class，class對象的命名規(guī)則為：

"script" + System.currentTimeMillis() + Math.abs(text.hashCode()) + ".groovy"

因此，每次編譯的對象名都不同，都會在緩存中添加一個class對象，導(dǎo)致class對象不可釋放，隨著次數(shù)的增加，編譯的class對象將PERM區(qū)撐滿。

解決方案

大多數(shù)的情況下，Groovy都是編譯后執(zhí)行的，實際在本次的應(yīng)用場景中，雖然是腳本是以參數(shù)傳入，但其實大多數(shù)腳本的內(nèi)容是相同的。

解決方案就是在項目啟動時通過InitializingBean接口對于 parseClass 后生成的 Class 對象進(jìn)行緩存，key 為 groovyScript 腳本的md5值，并且在配置端修改配置后可進(jìn)行緩存刷新。 這樣做的好處有兩點：

1、解決metaspace爆滿的問題

2、因為不需要在運行時編譯加載，所以可以加快腳本執(zhí)行的速度

總結(jié)

1.Groovy適合在業(yè)務(wù)變化較多、較快的情況下進(jìn)行一些可配置化的處理

2.它容易上手：其本質(zhì)上也是運行在jvm的java代碼，我們在使用時需了解清楚它的類加載機制，對于內(nèi)存存儲的基礎(chǔ)爛熟于心，并通過緩存解決一些潛在的問題同時提升性能

3.適合規(guī)則數(shù)量相對較小的且不會頻繁更新規(guī)則的規(guī)則引擎。

以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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