規(guī)則引擎發(fā)展和介紹

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1、介紹1.1規(guī)則引擎產(chǎn)生背景企業(yè)管理者對(duì)企業(yè)級(jí)IT系統(tǒng)的開發(fā)有著如下的要求：(1)為提高效率，管理流程必須自動(dòng)化，即使現(xiàn)代商業(yè)規(guī)則異常復(fù)雜(2)市場(chǎng)要求業(yè)務(wù)規(guī)則經(jīng)常變化，IT系統(tǒng)必須依據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)則的變化快速、低成本的更新(3)為了快速、低成本的更新，業(yè)務(wù)人員應(yīng)能直接管理IT系統(tǒng)中的規(guī)則，不需要程序開發(fā)人員參與。而項(xiàng)目開發(fā)人員則碰到了以下問題:(1)程序=算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，有些復(fù)雜的商業(yè)規(guī)則很難推導(dǎo)出算法和抽象出數(shù)據(jù)模型(2)軟件工程要求從需求->設(shè)計(jì)->編碼，然而業(yè)務(wù)規(guī)則常常在需求階段可能還沒有明確，在設(shè)計(jì)

2、和編碼后還在變化，業(yè)務(wù)規(guī)則往往嵌在系統(tǒng)各處代碼中(3)對(duì)程序員來說，系統(tǒng)已經(jīng)維護(hù)、更新困難，更不可能讓業(yè)務(wù)人員來管理?；谝?guī)則的專家系統(tǒng)的出現(xiàn)給開發(fā)人員以解決問題的契機(jī)。規(guī)則引擎由基于規(guī)則的專家系統(tǒng)中的推理引擎發(fā)展而來。下面簡(jiǎn)要介紹一下基于規(guī)則的專家系統(tǒng)。1.2基于規(guī)則的專家系統(tǒng)(RBES)專家系統(tǒng)是人工智能的一個(gè)分支，它模仿人類的推理方式，使用試探性的方法進(jìn)行推理，并使用人類能理解的術(shù)語解釋和證明它的推理結(jié)論。專家系統(tǒng)有很多分類：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基于案例推理和基于規(guī)則系統(tǒng)等。RBES包括三部分：RuleB

3、ase（knowledgebase）、WorkingMemory（factbase）和InferenceEngine（推理引擎）。它們的結(jié)構(gòu)如下所示：圖1.基于規(guī)則的專家系統(tǒng)組成如上圖所示，推理引擎包括三部分：PatternMatcher、Agenda和ExecutionEngine。PatternMatcher何時(shí)執(zhí)行哪個(gè)規(guī)則；Agenda管理PatternMatcher挑選出來的規(guī)則的執(zhí)行次序；ExecutionEngine負(fù)責(zé)執(zhí)行規(guī)則和其他動(dòng)作。推理引擎通過決定哪些規(guī)則滿足事實(shí)或目標(biāo)，并授予規(guī)則

4、優(yōu)先級(jí)，滿足事實(shí)或目標(biāo)的規(guī)則被加入議程。存在兩者推理方式：演繹法（Forward-Chaining正向鏈）和歸納法（Backward-Chaining反向鏈）。演繹法從一個(gè)初始的事實(shí)出發(fā)，不斷地應(yīng)用規(guī)則得出結(jié)論（或執(zhí)行指定的動(dòng)作）。而歸納法則是從假設(shè)出發(fā)，不斷地尋找符合假設(shè)的事實(shí)。2、規(guī)則引擎2.1業(yè)務(wù)規(guī)則一個(gè)業(yè)務(wù)規(guī)則包含一組條件和在此條件下執(zhí)行的操作，它們表示業(yè)務(wù)規(guī)則應(yīng)用程序的一段業(yè)務(wù)邏輯。業(yè)務(wù)規(guī)則通常應(yīng)該由業(yè)務(wù)分析人員和策略管理者開發(fā)和修改，但有些復(fù)雜的業(yè)務(wù)規(guī)則也可以由技術(shù)人員使用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)語

5、言或腳本來定制。業(yè)務(wù)規(guī)則的理論基礎(chǔ)是:設(shè)置一個(gè)或多個(gè)條件，當(dāng)滿足這些條件時(shí)會(huì)觸發(fā)一個(gè)或多個(gè)操作。2.2規(guī)則引擎什么是規(guī)則引擎？規(guī)則引擎是如何執(zhí)行規(guī)則的？這可以稱之為"什么"與"如何"的問題。到底規(guī)則引擎是什么還是目前業(yè)界一個(gè)比較有爭(zhēng)議的問題，在JSR-94種也幾乎沒有定義?？梢赃@樣認(rèn)為充分定義和解決了"如何"的問題，"什么"問題本質(zhì)上也迎刃而解。也許這又是一種"先有蛋還是先有雞"哲學(xué)爭(zhēng)論。今后標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則語言的定義和推出及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)該可以給這樣的問題和爭(zhēng)論劃上一個(gè)句號(hào)。本文中，暫且這樣述說什么是規(guī)則

6、引擎：規(guī)則引擎由推理引擎發(fā)展而來，是一種嵌入在應(yīng)用程序中的組件，實(shí)現(xiàn)了將業(yè)務(wù)決策從應(yīng)用程序代碼中分離出來，并使用預(yù)定義的語義模塊編寫業(yè)務(wù)決策。接受數(shù)據(jù)輸入，解釋業(yè)務(wù)規(guī)則，并根據(jù)規(guī)則做出業(yè)務(wù)決策。2.3規(guī)則引擎的使用方式由于規(guī)則引擎是軟件組件，所以只有開發(fā)人員才能夠通過程序接口的方式來使用和控制它，規(guī)則引擎的程序接口至少包含以下幾種API：加載和卸載規(guī)則集的API；數(shù)據(jù)操作的API；引擎執(zhí)行的API。開發(fā)人員在程序中使用規(guī)則引擎基本遵循以下5個(gè)典型的步驟：創(chuàng)建規(guī)則引擎對(duì)象；向引擎中加載規(guī)則集或更換規(guī)則集

7、；向引擎提交需要被規(guī)則集處理的數(shù)據(jù)對(duì)象集合；命令引擎執(zhí)行;導(dǎo)出引擎執(zhí)行結(jié)果，從引擎中撤出處理過的數(shù)據(jù)。使用了規(guī)則引擎之后，許多涉及業(yè)務(wù)邏輯的程序代碼基本被這五個(gè)典型步驟所取代。一個(gè)開放的業(yè)務(wù)規(guī)則引擎應(yīng)該可以"嵌入"在應(yīng)用程序的任何位置，不同位置的規(guī)則引擎可以使用不同的規(guī)則集，用于處理不同的數(shù)據(jù)對(duì)象。此外，對(duì)使用引擎的數(shù)量沒有限制。2.4規(guī)則引擎架構(gòu)與推理規(guī)則引擎的架構(gòu)如下圖所示：圖2.業(yè)務(wù)規(guī)則引擎架構(gòu)規(guī)則引擎的推理步驟如下：a.將初始數(shù)據(jù)（fact）輸入至工作內(nèi)存(WorkingMemory)。b.使

8、用PatternMatcher將規(guī)則庫(Rulesrepository)中的規(guī)則（rule）和數(shù)據(jù)（fact）比較。c.如果執(zhí)行規(guī)則存在沖突（conflict），即同時(shí)激活了多個(gè)規(guī)則，將沖突的規(guī)則放入沖突集合。d.解決沖突，將激活的規(guī)則按順序放入Agenda。e.執(zhí)行Agenda中的規(guī)則。重復(fù)步驟b至e，直到執(zhí)行完畢Agenda中的所有規(guī)則。任何一個(gè)規(guī)則引擎都需要很好地解決規(guī)則的推理機(jī)制和規(guī)則條件匹配的效率問題。當(dāng)引擎執(zhí)行時(shí)，會(huì)根據(jù)規(guī)則執(zhí)行隊(duì)列中的優(yōu)先順