本文内容总结自 字节跳动青年训练营 第五届后端组
一、规则引擎是什么
规则引擎是一种嵌入在应用程序中的组件，实现了将业务决策从应用程序代码中分离出来，并且使用预定义语义模块编写业务决策。接受数据输入，解释业务规则，并且根据业务规则做出业务决策
比如说抖音、pdd上的各种优惠、满减券都是通过规则引擎生成出来的。规则引擎独立在应用程序代码之外，只要应用程序对其输入一定的条件，他就会生成出对应的决策和规则
在这种情况下，规则引擎：
- 解决了开发人员为了修改业务细节而重复编码的问题
- 业务决策和服务本身解耦，提高了服务的可维护性
- 缩短开发路径，提高效率
规则引擎主要应用场景有：
- 风控对抗：规则引擎通常是风控系统的核心，使得产品和研发人员你可以不断调整和优化对抗策略，以实现最好的黑灰产识别效果
- 活动策略运营：比如各大电商的优惠策略
- 数据分析和清洗：数据引擎可以很方便德实现对数据的整理、清洗和转换。数据分析师可以根据不同的需求来自定义数据处理规则。
二、规则引擎的组成部分
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数据输入
支持接受使用预定义的语义编写规则作为策略集。也就是通过输入一定格式的数据，就可以使用规则引擎输出决策和规则 -
规则理解
能够按照预先定义的语法、优先级等正确理解业务规则所表达的语义，其中对规则的理解不可以出现二义性 -
规则执行
根据执行输入的参数对策略集中的规则进行正确的解释和执行
三、编译原理的基本概念
设计规则引擎需要一些编译原理的概念，因此需要先了解一些编译原理的概念
规则引擎的编译三部曲：
- 理解：
分为词法分析和语法分析，词法分析是把源代码字符串转化为词法单元Token；语法分析是在词法分析基础上是被出表达式的语法结构 - 执行
表达式抽象语法结构是树状结构的，抽象语法树一定是唯一确定的，不可以有二义性 - 输入输出
验证执行结果是否为合适的数据类型。同时在规则执行过程中，需要使用输入的参数值来计算语法树中的标识符节点值的过程
3.1 词法分析
词法分析会将源代码字符串转化为词法单元Token。
识别token需要使用到有限自动机，该状态机在任何一个状态，给予输入的字符，都能够做到一个确定状态的转换。其任意输入都对应着唯一的输出，也就是幂等的，这排除了他的二义性
3.2 语法分析
语法分析是在词法分析的基础上，识别表达式的语法结构的过程
我们可以将语句中的某些关键字提炼出来，将其以树状的结构组织起来，从而实现对它们的语法的分析。使用树状结构来实现表达式的切分，这一点在数据结构这门课中有学习到，如果忘记了可以去回顾一下
这种表达式切分形成的树状结构称为抽象语法树，其中每一个节点就是一个语法单元
在构建抽象语法树之前，还需要了解一些概念：
上下文无关语法
也就是编程语言句子不需要结合上下文就可以判断正确性，可以使用巴克斯范式BNF表达。现在的编程语言都是上下文，比如：
r := a+b
就是一个上下文无关语法，因为无论上下文是何种情况，r=a+b的执行流程都是一样的。其中BNF的表达式示例如下
exp : add;
add : add '+' mul | mul //加法表达式
mul : mul '*' pri | pri // 乘法表达式
pri : string | bool | number | identifer //基础表达式
其中add : add ‘+’ mul | mul中，第一个add表示这是加法的BNF，第二个add表示为加数，第一个mul表示+运算符可以使用加数+乘数的形式（这个解释并不是太好）。
介绍完BNF之后，需要介绍递归下降算法，这是一个自顶向下构造语法树的算法，我们用实际例子进行讲解：
完成对
price>500 && (isNewUser || userLevel>5)
的语法解析
首先我们写出需要用到的BNF
exp : log;
log : log ('&&' | '||') cmp | cmp // 逻辑表达式
cmp : cmp '>' add | add // 比较表达式
add : add '+' mul | mul //加法表达式
mul : mul '*' pri | pri // 乘法表达式
pri : const | id | (exp)
其中优先级从上到下依次降低。
首先判断第一个token，也就是price
发现既不是逻辑表达式，也不是比较表达式，也不是加法，也不是乘法，也不是基础表达式，那么则是一个普通的标识符
接下来继续向下，下一个token为大于号>。我们上面递归到了底部，然后开始向上回溯，回溯到cmp的时候，符合要求，那么判断其是一个比较表达式。然后判断下一个token，为常量500，向下递归，发现其是一个常量，此时的递归下降算法图示如下
重复刚才的回溯步骤，发现下一个token是&&，是一个逻辑表达式。一直递归，到了最后其语法树如下：
最后将未命中的去除，得到最终的语法树
3.3 语法检查
类型综合
根据子表达式的类型构造出父表达式的类型，例如，表达式a+b的类型是根据a和b的类型定义的。比如:int a=10,int b=20，这是两个子表达式，那么a+b父表达式肯定是int型的。这也可以检查出不合法的父表达式，比如说string s=“str”, a=10，那么s+a则会被判断为非法
类型检查可以发生在表达式编译阶段，也就是构造语法树阶段，也可以发生在执行时阶段。编译时检查需要提前声明参数类型，而运行时检查可以根据执行时输入的值进行类型检查
