设计模式学习（二十二）：解释器模式

作者：Grey

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解释器模式

解释器模式是一种行为型模式。

解释器模式为某个语言定义它的语法（或者叫文法）表示，并定义一个解释器用来处理这个语法。

一般用于脚本语言解释器。

示例：如何实现一个自定义接口告警规则功能？

一般来讲，监控系统支持开发者自定义告警规则，比如我们可以用下面这样一个表达式，来表示一个告警规则，它表达的意思是：每分钟 API 总出错数超过 100 或者每分钟 API 总调用数超过 10000 就触发告警。

api_error_per_minute > 100 || api_count_per_minute > 10000

在监控系统中，告警模块只负责根据统计数据和告警规则，判断是否触发告警。至于每分钟 API 接口出错数、每分钟接口调用数等统计数据的计算，是由其他模块来负责的。其他模块将统计数据放到一个 Map 中（数据的格式如下所示），发送给告警模块。接下来，我们只关注告警模块。

Map apiStat = new HashMap<>();
apiStat.put("api_error_per_minute", 103);
apiStat.put("api_count_per_minute", 987);

为了简化讲解和代码实现，我们假设自定义的告警规则只包含||、&&、>、<、==这五个运算符，其中，>、<、==运算符的优先级高于||、&&运算符，&&运算符优先级高于||。在表达式中，任意元素之间需要通过空格来分隔。除此之外，用户可以自定义要监控的 key，比如前面的 api_error_per_minute、api_count_per_minute。

public class AlertRuleInterpreter {// key1 > 100 && key2 < 1000 || key3 == 200public AlertRuleInterpreter(String ruleExpression) {//TODO:由你来完善}// apiStat = new HashMap<>();//apiStat.put("key1", 103);//apiStat.put("key2", 987);public boolean interpret(Map stats) {//TODO:由你来完善}}public class DemoTest {public static void main(String[] args) {String rule = "key1 > 100 && key2 < 30 || key3 < 100 || key4 == 88";AlertRuleInterpreter interpreter = new AlertRuleInterpreter(rule);Map stats = new HashMap<>();stats.put("key1", 101l);stats.put("key3", 121l);stats.put("key4", 88l);boolean alert = interpreter.interpret(stats);System.out.println(alert);}
}

实际上，我们可以把自定义的告警规则，看作一种特殊“语言”的语法规则。我们实现一个解释器，能够根据规则，针对用户输入的数据，判断是否触发告警。利用解释器模式，我们把解析表达式的逻辑拆分到各个小类中，避免大而复杂的大类的出现。

public interface Expression {boolean interpret(Map stats);
}public class GreaterExpression implements Expression {private String key;private long value;public GreaterExpression(String strExpression) {String[] elements = strExpression.trim().split("\\s+");if (elements.length != 3 || !elements[1].trim().equals(">")) {throw new RuntimeException("Expression is invalid: " + strExpression);}this.key = elements[0].trim();this.value = Long.parseLong(elements[2].trim());}public GreaterExpression(String key, long value) {this.key = key;this.value = value;}@Overridepublic boolean interpret(Map stats) {if (!stats.containsKey(key)) {return false;}long statValue = stats.get(key);return statValue > value;}
}// LessExpression/EqualExpression跟GreaterExpression代码类似，这里就省略了
public class AndExpression implements Expression {private List expressions = new ArrayList<>();public AndExpression(String strAndExpression) {String[] strExpressions = strAndExpression.split("&&");for (String strExpr : strExpressions) {if (strExpr.contains(">")) {expressions.add(new GreaterExpression(strExpr));} else if (strExpr.contains("<")) {expressions.add(new LessExpression(strExpr));} else if (strExpr.contains("==")) {expressions.add(new EqualExpression(strExpr));} else {throw new RuntimeException("Expression is invalid: " + strAndExpression);}}}public AndExpression(List expressions) {this.expressions.addAll(expressions);}@Overridepublic boolean interpret(Map stats) {for (Expression expr : expressions) {if (!expr.interpret(stats)) {return false;}}return true;}}public class OrExpression implements Expression {private List expressions = new ArrayList<>();public OrExpression(String strOrExpression) {String[] andExpressions = strOrExpression.split("\\|\\|");for (String andExpr : andExpressions) {expressions.add(new AndExpression(andExpr));}}public OrExpression(List expressions) {this.expressions.addAll(expressions);}@Overridepublic boolean interpret(Map stats) {for (Expression expr : expressions) {if (expr.interpret(stats)) {return true;}}return false;}
}public class AlertRuleInterpreter {private Expression expression;public AlertRuleInterpreter(String ruleExpression) {this.expression = new OrExpression(ruleExpression);}public boolean interpret(Map stats) {return expression.interpret(stats);}
} 

解释器模式的应用

• Spring 中的 ExpressionParser

UML 和 代码

UML 图

代码

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设计模式学习专栏

参考资料

• 极客时间-设计模式之美-王争

• Head First 设计模式

• 设计模式-可复用面向对象软件的基础

• 坦克大战-马士兵

• 菜鸟教程-设计模式