流行的表达式引擎简单分析对比

序
最近来了个能耗监测的需求，也就是对设备上报数据做一些业务的计算后阈值预警风控类的。对需求进行抽丝剥茧的拆解后，发现除去业务，最难的点也就是阈值比较了，到此有经验的码农很容易就想到了表达式计算吧。基本的规则增删改查、逻辑运算表达式生成做完后，就要着手啃最难的骨头了。考虑到设备上报数据的量，肯定要考虑性能，所以先做表达式的选型。

一、依赖引入

这里统一把我这边准备选用的表达式引擎依赖包都导入，后面就不单个说明，每个引入看引入代码上面的一行注释。另外一些老掉牙的引擎，没有维护的引擎，我这里就是直接pass了，要看引擎的活力，在maven找它的jar时看更新时间、周期。
这里再插一句CSDN浏览器插件真香，就说在maven中心库找jar吧。CSDN浏览器插件提供的shift + c调出插件，输入mvn，立刻就可以输入jar的名称或骨架名称，回车，jar就出来了，上个效果图吧。

 <!-- 好用的工具类合集 -->
<dependency><groupId>cn.hutool</groupId><artifactId>hutool-all</artifactId><version>5.7.13</version>
</dependency>
<!-- aviator表达式引擎支持 -->
<dependency><groupId>com.googlecode.aviator</groupId><artifactId>aviator</artifactId><version>5.2.7</version>
</dependency><!-- jexl3表达式引擎支持 -->
<dependency><groupId>org.apache.commons</groupId><artifactId>commons-jexl3</artifactId><version>3.2.1</version>
</dependency><!-- javascript-graalvm支持 -->
<dependency><groupId>org.eclipse.dirigible</groupId><artifactId>dirigible-engine-javascript-graalvm</artifactId><version>5.12.0</version>
</dependency><!-- graalvm js支持 -->
<!-- <dependency><groupId>org.graalvm.js</groupId><artifactId>js</artifactId><version>21.3.0</version>
</dependency>--><!-- mvel支持 -->
<dependency><groupId>org.mvel</groupId><artifactId>mvel2</artifactId><version>2.4.13.Final</version>
</dependency>

这里说明下：

hutool是因为我要用到它的表达式引擎封装工具
javascript-graalvm版本，本来最新版本都是6.1.2了，这里用的5.12.0是因为我的JDK是8，各位博友如果是高版本的可以用6+，可能获取引擎的方式不太一样，可以查api
graalvm js注释了，是因为javascript-graalvm里依赖了它，可以点进去看

二、性能测试demo

这里今天是做纯表达式的性能测试，因为目前我这边需求只需要一行逻辑运算表达式做阈值校验就ok了。实际上有的引擎功能非常强大，可以直接就支持部分语言的整个方法执行的。比如graalvm，这个是oracle现在强烈推荐的，非常牛逼，最后总结的时候，我说对于它的想法。
测试demo就是对表达式做值替换后的逻辑运算符的布尔计算结果，表达式如下：
((dayUse > 3 && dayUse < 7 ) || (aloneUse > 100 || aloneUse < 0 )) && (totalUse > 1000 )

@Test
void checkExpre() throws Exception {log.info("--表达式校验测试--");//通用条件、参数处理Object eval = null;String orginExpre = "((dayUse > 3 && dayUse < 7 ) || (aloneUse > 100 || aloneUse < 0 )) && (totalUse > 1000 ) ";AtomicReference<String> expre = new AtomicReference<>(orginExpre);Dict dict = Dict.create().set("dayUse", 4).set("aloneUse", 3).set("totalUse", 1);dict.entrySet().stream().forEach(t -> {String tmpExpre = expre.get().replace(t.getKey(), t.getValue().toString());expre.set(tmpExpre);});log.info("-----纯表达式性能测试开始----");StopWatch sw = new StopWatch();sw.start();eval = ExpressionUtil.eval(expre.get(), dict);sw.stop();log.info("--aviator--expre:{} = {},耗时:{}ms", expre.get(), eval, sw.getTotalTimeMillis());//获取js引擎实例sw = new StopWatch();sw.start();ScriptEngineManager sem = new ScriptEngineManager();ScriptEngine engine = sem.getEngineByName("javascript");eval = engine.eval(expre.get());sw.stop();log.info("--ScriptEngine--expre:{} = {},耗时:{}ms", expre.get(), eval, sw.getTotalTimeMillis());sw = new StopWatch();sw.start();engine = new JexlScriptEngine();eval = engine.eval(expre.get());sw.stop();log.info("--Jexl3--expre:{} = {},耗时:{}ms", expre.get(), eval, sw.getTotalTimeMillis());sw = new StopWatch();sw.start();ExpressionParser p = new SpelExpressionParser();Expression exp = p.parseExpression(expre.get());eval = exp.getValue();sw.stop();log.info("--spel--expre:{} = {},耗时:{}ms", expre.get(), eval, sw.getTotalTimeMillis());sw = new StopWatch();sw.start();GraalJSEngineFactory graalJSEngineFactory = new GraalJSEngineFactory();GraalJSScriptEngine graalJSScriptEngine = graalJSEngineFactory.getScriptEngine();eval = graalJSScriptEngine.eval(expre.get());sw.stop();log.info("--graalvm--expre:{} = {},耗时:{}ms", expre.get(), eval, sw.getTotalTimeMillis());sw = new StopWatch();sw.start();Context context = Context.newBuilder().allowAllAccess(true).build();eval = context.eval("js", expre.get());log.info("--graalvm js 方式1--expre:{} = {},耗时:{}ms", expre.get(), eval, sw.getTotalTimeMillis());sw = new StopWatch();sw.start();ScriptEngine eng = new ScriptEngineManager().getEngineByName("js");eval = eng.eval(expre.get());sw.stop();log.info("--graalvm js 方式2--expre:{} = {},耗时:{}ms", expre.get(), eval, sw.getTotalTimeMillis());sw = new StopWatch();sw.start();eval = MVEL.eval(orginExpre, dict);sw.stop();log.info("--MVEL--expre:{} = {},耗时:{}ms", expre.get(), eval, sw.getTotalTimeMillis());}

三、demo执行结果

很明显graalvm表达式引擎确实一骑绝尘。
纯表达式（这里要说严谨）执行性能结论：
graalvm < Jexl3 < MVEL2 < spel < aviator < ScriptEngine

ScriptEngine最慢，难怪jdk8之后移除了
mvel有段时间没有更新了额，这里是mvel2
一行纯表达式执行，没有出现不一致，可见都可靠

四、总结

调用方法MVEL是真飘逸
graalvm的Context方式是真快啊（不要怀疑，亲测屏蔽所有其他方法，依然是这个0结果，就是光一样的男人）
hutool的封装的表达式工具ExpressionUtil，要是提供getEngin(“enginName”)就更nice了，现在的自定义引擎获取要强转处理异常，不够优雅
graalvm多语言引擎，可以集成ruby，js，python，groovy，kotlin等，总之是很强大，而且有eclipse、oracle加持
JEXL表达式语言，标准，灵活，主要是标准，这样就不会出现执行结果不一致的情况
SpelExpressionParser是spring内置的，spring加持
aviator高性能、轻量级的 java
语言实现，google加持

最后，本次简单对比就到这里，关于选用、详情情况，各位博友可自行深挖研究。
我决定选graalvm，原因如下：

毕竟有2大护法加持，虽然发展还不全面（版本迭代快）
后期可以开放一个入口，让会json、js的就可以做一些事情，比如设备指令解析、上报数据异常报警
等等，甚至有些业务校验都可以开放到前台去写js，避免前端、后端对于数据增删改做业务校验写死代码。

下次有驱动场景，再分享更高级的表达式校验、场景引入等等，希望能帮到大家，Progress together