QLExpress代码解读，运行原理解析

简介： 本文针对上图的功能详细图，进行逐个的简单介绍：代码入口、代码的主要逻辑和算法。 调用代码实例 //本文以helloworld案例,开启了两个打印日志的参数，实际使用通常不建议打开。 boolean printParseLog = true;//语法分析日志开关 boolean printExecu…
本文针对上图的功能详细图，进行逐个的简单介绍：代码入口、代码的主要逻辑和算法。
调用代码实例

//本文以helloworld案例,开启了两个打印日志的参数，实际使用通常不建议打开。
boolean printParseLog = true;//语法分析日志开关
boolean printExecuteLog = true;//每一条指令执行开关
ExpressRunner runner = new ExpressRunner(false, printParseLog);
IExpressContext<String, Object> context = new DefaultContext<String, Object>();
String script = "sum=0;for(i=0;i<10;i=i+1){sum=sum+i;};return sum;";
Object result = runner.execute(script, context, null,true, printExecuteLog);
System.out.println(result);
//结果输出：45

一、自上而下debug代码
1、整体调用代码入口

// ExpressRunner.java
/*** 执行一段文本* @param expressString 程序文本* @param context 执行上下文* @param errorList 输出的错误信息List* @param isCache 是否使用Cache中的指令集* @param isTrace 是否输出详细的执行指令信息* @param aLog 输出的log* @return* @throws Exception*/
public Object execute(String expressString, IExpressContext<String,Object> context,List<String> errorList, boolean isCache, boolean isTrace, Log aLog)throws Exception {InstructionSet parseResult = null;if (isCache == true) {parseResult = expressInstructionSetCache.get(expressString);if (parseResult == null) {synchronized (expressInstructionSetCache) {parseResult = expressInstructionSetCache.get(expressString);if (parseResult == null) {parseResult = this.parseInstructionSet(expressString);expressInstructionSetCache.put(expressString,parseResult);}}}} else {parseResult = this.parseInstructionSet(expressString);}return  InstructionSetRunner.executeOuter(this,parseResult,this.loader,context, errorList,isTrace,false,aLog,false);
}

（1）两个步骤
综上所述：ExpressRunner.execute()实质分成两个步骤

//（1）编译成指令集过程：string -> InstructionSet
parseResult = this.parseInstructionSet(expressString);//（2）指令集执行过程：InstructionSet + context ->Object
InstructionSetRunner.executeOuter(this,parseResult,this.loader,context, errorList,isTrace,false,aLog,false)

（2）指令集缓存
只要调用 ExpressRunner.execute() 的isCache的入参，
parseInstructionSet调用完的结果就会被缓存在ExpressRunner实例的内部对象里：
private Map expressInstructionSetCache
2、脚本编译过程：compile

//ExpressRunner.java
/*** 解析一段文本，生成指令集合* @param text* @return* @throws Exception*/public InstructionSet parseInstructionSet(String text){//（1）token分解Word[] words = WordSplit.parse(this.nodeTypeManager.splitWord,express);//（2）token解析List<ExpressNode> tempList = this.transferWord2ExpressNode(rootExpressPackage,words,selfDefineClass,true);//（3）匹配AST语法树QLMatchResult result = QLPattern.findMatchStatement(this.nodeTypeManager, this.nodeTypeManager.findNodeType("PROGRAM").getPatternNode(), tempList,0);result.getMatchs().get(0).buildExpressNodeTree();ExpressNode root =(ExpressNode)result.getMatchs().get(0).getRef();resetParent(root,null);//（4）生成指令集合InstructionSet result = createInstructionSet(root, "main");}

（0）输入文本：
sum=0;for(i=0;i<10;i=i+1){sum=sum+i;};return sum;

（1）token分解：
分解为Word[]：“sum”，”=“，”0“，”;“,“for”,“(”,“i”,…

（2）token解析：
Word[]转化为List《ExpressNode》:每一个word变得有意义：常量、变量、符号、分割符号

（3）匹配AST语法树：
根据KeyWordDefine4Java.java定义的推导文法匹配成一棵AST（抽象语法树）ExpressNode

（4）生成指令集合

1:LoadAttr:sum
2:LoadData 0
3:OP : = OPNUMBER[2]
4:openNewArea
5:clearDataStack
6:LoadAttr:i
7:LoadData 0
8:OP : = OPNUMBER[2]
9:clearDataStack
10:LoadAttr:i
11:LoadData 10
12:OP : < OPNUMBER[2]
13:GoToIf[false,isPop=true] +13
......
29:return [value]

3、脚本执行过程：execute

//ExpressRunner.java
/*** 批量执行指令集合，指令集间可以共享 变量和函数
*/public static Object execute(ExpressRunner runner,InstructionSet sets,ExpressLoader loader,IExpressContext<String,Object> aContext, List<String> errorList,boolean isTrace,boolean isCatchException,boolean isReturnLastData,Log aLog,boolean isSupportDynamicFieldName)throws Exception {//缓存池中创建context对象InstructionSetContext  context = OperateDataCacheManager.fetchInstructionSetContext (true,runner,aContext,loader,isSupportDynamicFieldName);//缓存池中获取RunEnvironment对象RunEnvironment environmen = OperateDataCacheManager.fetRunEnvironment(set,(InstructionSetContext) context, isTrace);try {//执行每一条指令CallResult tempResult = set.excute(environmen, context, errorList,isReturnLastData, aLog);if (tempResult.isExit() == true) {result = tempResult.getReturnValue();}} catch (Exception e) {//...}return result;}
}

二、使用归纳总结
QLExpress属于弱类型脚本语言，一般不推荐声明局部变量的类型。语法编译阶段不会做类型校验，也不会做方法的参数校验，所以很灵活。
QLExpress的这套自定义的指令集属于解析执行，RunEnvironment中通过programPoint函数指针的跳转来实现每条指令的逐个计算，通过dataContainer作为栈来存储中间计算结果。
QLExpress定义的指令类型比较少，粒度比较粗，但是足够完成所有的语法功能。
QLExpress整个运算过程是通过threadLocal来保证线程安全的。
QLExpress的脚本编译过程比较耗时，但是是上下文无关的，所以同一个脚本运行缓存之后性能提升非常明显。
QLExpress指令计算运算过程中，基本不会new新对象，是通过缓存池技术来尽量减少资源的消耗。
QLExpress的宏，function，Operator，变量是非常开放的，名字可以为中文字符，也可以随意扩展，还可以通过脚本静态分析出包含哪些变量、函数，很方便的进行二次业务开发。
脚本调用classLoader资源的时候可以import，也可以使用类的全路径，构造函数、静态方法、对象方法、类的字段、函数的不定参数调用统统搞定。
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https://developer.aliyun.com/article/700198