一、輪子的必要性

    表示式的求值上，java的選擇非常多，強大的如Groovy、JRuby，N年沒維護的beanshell，包括javaeye上朋友的IKExpression。為什麼還需要Aviator？或者說Aviator的特點是什麼？

    我將Aviator定位在Groovy這樣全功能的指令碼和IKExpression這樣的簡易的表示式求值之間的東西，如果你不希望帶上Groovy那麼龐大的jar卻只用上一點點的功能，如果你希望功能和效能上比IKExpression好那麼一些，那麼也許你可以考慮Aviator。

    Aviator的設計思路跟利用GroovyObject的求值是一樣，通過編譯並動態生成位元組碼的方式將表示式編譯成一個類，然後反射執行這個類，因此會在效率上比純解釋執行的IKExpression好一些。

二、讓輪子轉起來。

求算術表示式：

Java程式碼 

1. import com.googlecode.aviator.AviatorEvaluator;  
2. public class SimpleExample {  
3.     public static void main(String[] args) {  
4.         Long result = (Long) AviatorEvaluator.execute("1+2+3");  
5.         System.out.println(result);  
6.     }  
7. }  

執行入口統一為AviatorEvaluator類，它有一系列靜態方法。

邏輯表示式和關係運算：

Java程式碼 

1. AviatorEvaluator.execute("3>1 && 2!=4 || true");  

Aviator支援所有的關係運算符和算術運算子，不支援位運算，同時支援表示式的優先順序，優先順序跟Java的運算子一樣，並且支援通過括號來強制優先順序。

使用變數和字串相加：

Java程式碼 

1. String yourname = “aviator”;  
2.  Map<String, Object> env = new HashMap<String, Object>();  
3.  env.put("yourname"
   , yourname);  
4.  String result = (String) AviatorEvaluator.execute(" 'hello ' + yourname ", env);  
5.  System.out.println(result);  

 列印：

Java程式碼 

1. hello aviator  

字串可以單引號也可以雙引號括起來，並且支援轉義字元。變數名稱只要是合法的java identifer即可，變數需要使用者傳入，通過Map<String,Object>指定變數名和值是什麼，這裡的變數是yourname。

變數的訪問支援巢狀訪問，也就是dot操作符來訪問變數裡的屬性，假設我們有一個Foo類：

Java程式碼 

1. public static class Foo {  
2.        int i;  
3.        float f;  
4.        Date date = new Date();  
5.        public Foo(int i, float f, Date date) {  
6.            super();  
7.            this.i = i;  
8.            this.f = f;  
9.            this.date = date;  
10.        }  
11.        public int getI() {  
12.            return i;  
13.        }  
14.        public void setI(int i) {  
15.            this.i = i;  
16.        }  
17.        public float getF() {  
18.            return f;  
19.        }  
20.        public void setF(float f) {  
21.            this.f = f;  
22.        }  
23.        public Date getDate() {  
24.            return date;  
25.        }  
26.        public void setDate(Date date) {  
27.            this.date = date;  
28.        }  
29.    }  

然後在使用一個表示式來描述Foo裡的各種屬性：

Java程式碼 

1. Foo foo = new Foo(100, 3.14f, new Date());  
2. Map<String, Object> env = new HashMap<String, Object>();  
3. env.put("foo", foo);  
4. String result =  
5.         (String) AviatorEvaluator.execute(  
6.             " '[foo i='+ foo.i + ' f='+foo.f+' year='+(foo.date.year+1900)+ ' month='+foo.date.month +']' ",  
7.             env);  

 我們可以通過foo.date.year的方式來訪問變數foo中date屬性的year值，這是利用commons-beanutils的反射功能實現的，前提是你的變數是合法的JavaBean(public、getter缺一不可)。

三元表示式：

Java程式碼 

1. AviatorEvaluator.execute("3>0? 'yes':'no'");  

上面都還是一個求值器表示式的常見功能，下面要描述的是Aviator的一些偏指令碼性的功能。

類Ruby、Perl的正則匹配，匹配email地址：

Java程式碼 

1. AviatorEvaluator.execute("'killme2008'=~/([\\w0-8][email protected]\\w+[\\.\\w+]+)/ ");  

 成功的話返回true，否則返回false。//括起來的字元序列成為正則表示式，=~操作符用於匹配。匹配只能在String和Pattern之間。

匹配成功，獲得匹配的分組，利用變數$digit：

Java程式碼 

1. AviatorEvaluator.execute("'[email protected]'=~/([\\w0-8][email protected]\\w+[\\.\\w+]+)/ ? $1:'unknow'");  

 匹配成功返回$1，表示第一個匹配的分組，也就是使用者名稱 killme2008

函式呼叫：

Java程式碼 

1. AviatorEvaluator.execute("sysdate()");  

 sysdate()是一個內建函式，返回當前日期，跟new java.util.Date()效果相同。

更多內建函式:

Java程式碼 

1. AviatorEvaluator.execute("string.length('hello')");    // 求字串長度  
2. AviatorEvaluator.execute("string.contains('hello','h')");  //判斷字串是否包含字串  
3. AviatorEvaluator.execute("string.startsWith('hello','h')");  //是否以子串開頭  
4. AviatorEvaluator.execute("string.endsWith('hello','llo')");  是否以子串結尾  
5. AviatorEvaluator.execute("math.pow(-3,2)");   // 求n次方  
6. AviatorEvaluator.execute("math.sqrt(14.0)");   //開平方根  
7. AviatorEvaluator.execute("math.sin(20)");    //正弦函式  

可以看到Aviator的函式呼叫風格非常類似lua或者c。

自定義函式，實現AviatorFunction介面並註冊即可，比如我們實現一個add函式用於相加：

Java程式碼 

1. import com.googlecode.aviator.AviatorEvaluator;  
2. import com.googlecode.aviator.runtime.function.FunctionUtils;  
3. import com.googlecode.aviator.runtime.type.AviatorDouble;  
4. import com.googlecode.aviator.runtime.type.AviatorFunction;  
5. import com.googlecode.aviator.runtime.type.AviatorObject;  
6. class AddFunction implements AviatorFunction {  
7.         public AviatorObject call(Map<String, Object> env, AviatorObject... args) {  
8.             if (args.length != 2) {  
9.                 throw new IllegalArgumentException("Add only supports two arguments");  
10.             }  
11.             Number left = FunctionUtils.getNumberValue(0, args, env);  
12.             Number right = FunctionUtils.getNumberValue(1, args, env);  
13.             return new AviatorDouble(left.doubleValue() + right.doubleValue());  
14.         }  
15.         public String getName() {  
16.             return "add";  
17.         }  
18.     }  

註冊並呼叫：

Java程式碼 

1. AviatorEvaluator.addFunction(new AddFunction());  
2. System.out.println(AviatorEvaluator.execute("add(1,2)"));  
3. System.out.println(AviatorEvaluator.execute("add(add(1,2),100)"));  

函式可以巢狀呼叫。

三、不公平的效能測試

  基本介紹完了，最後給些測試的資料，下列的測試場景都是每個表示式預先編譯，然後執行1000萬次，測量執行耗時。

場景1：

算術表示式

1000+100.0*99-(600-3*15)/(((68-9)-3)*2-100)+10000%7*71

結果：

測試	耗時（單位:秒）
Aviator	14.0
Groovy	79.6
IKExpression	159.2

場景2：

計算邏輯表示式和三元表示式混合：

6.7-100>39.6?5==5?4+5:6-1:!(100%3-39.0<27)?8*2-199:100%3

測試結果：

測試	耗時（單位:秒）
Aviator	11.0
Groovy	13.0
IKExpression	168.8

場景3：

計算算術表示式和邏輯表示式的混合，帶有5個變數的表示式：

i * pi +(d * b -199)/(1- d * pi)-(2+100- i / pi)%99==i * pi +(d * b -199)/(1- d * pi)-(2+100- i / pi)%99

變數設定為：

int i =100;float pi =3.14f;double d =-3.9;byte b =(byte)4;booleanbool=false;

每次執行前都重新設定這些變數的值。

結果：

測試	耗時（單位:秒）
Aviator	31.2
Groovy	9.7
IKExpression	編譯錯誤

場景4：

• Aviator執行 sysdate()
• groovy執行 new java.util.Date()
• IKExpression執行 $SYSDATE()

結果:

測試	耗時（單位:秒）
Aviator	22.6
Groovy	13.9
IKExpression	25.4

原始的測試報告在這裡。

四、結語

能看到這裡，並且感興趣的朋友請點選專案主頁：

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