低代碼數(shù)據(jù)接口開(kāi)發(fā)架構(gòu)的研究與實(shí)現(xiàn)

徐建，劉磊

摘? 要： 為了降低開(kāi)發(fā)難度、提高代碼復(fù)用率、適應(yīng)需求變化、縮短開(kāi)發(fā)周期，提出通過(guò)研發(fā)一種配置式的少代碼程序框架，減少開(kāi)發(fā)工程師的重復(fù)工作。利用Netty框架，研發(fā)一種規(guī)則引擎，在Java運(yùn)行環(huán)境下實(shí)現(xiàn)低代碼服務(wù)端數(shù)據(jù)接口的開(kāi)發(fā)架構(gòu)。經(jīng)實(shí)踐論證，低代碼數(shù)據(jù)接口開(kāi)發(fā)架構(gòu)可在短時(shí)間內(nèi)完成數(shù)據(jù)接口的開(kāi)發(fā)，大幅度降低工作量，提高工作效率，從而降低應(yīng)用開(kāi)發(fā)成本。

關(guān)鍵詞： 低代碼; Netty; 架構(gòu); 規(guī)則引擎; 配置式

中圖分類(lèi)號(hào)：TP399? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號(hào)：1006-8228（2022）06-06-04

Research and implementation of low code data interface development architecture

Xu Jian， Liu Lei

（China Gezhouba Group Explosive Co.， Ltd.， Yubei， Chongqing 401120， China）

Abstract： In order to reduce the development difficulty， improve the code reuse rate and adapt to the demand change， it is proposed to develop a configuration type less code program framework to reduce the repetitive work of development engineers. Using Netty framework， a rule engine is developed to realize the development architecture of low code server-side data interface in Java environment. It has been proved by practice that the low code data interface development architecture can complete the development of data interface in a short time， greatly reduce the workload， improve the work efficiency， and thus reduce the application development cost.

Key words： low code; Netty; framework; rule engine; configuration type

0 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，信息數(shù)據(jù)價(jià)值達(dá)到前所未有的高度，人們對(duì)信息的獲取方式從符號(hào)、文字、圖片到視頻日益豐富，人們關(guān)注的數(shù)據(jù)分類(lèi)也相互交叉、匯聚。這就催生出千變?nèi)f化的需求，使服務(wù)端工程師的開(kāi)發(fā)任務(wù)變得紛繁復(fù)雜。服務(wù)端工程師需要不斷在數(shù)據(jù)庫(kù)、緩存、文件中處理數(shù)據(jù)，具有較高的技術(shù)門(mén)檻和較大的工作量。

服務(wù)端工程師在長(zhǎng)期的開(kāi)發(fā)過(guò)程中已從多個(gè)方向簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)難度，研發(fā)并開(kāi)源了多種公用框架，在一定程度上降低了技術(shù)門(mén)檻，減輕了開(kāi)發(fā)工作量。但是已有的開(kāi)發(fā)框架種類(lèi)繁多，存在著學(xué)習(xí)成本高、技術(shù)方案不標(biāo)準(zhǔn)、使用難度高、開(kāi)發(fā)環(huán)境限制多等缺點(diǎn)。

本文研究一種通過(guò)文件配置的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)服務(wù)端數(shù)據(jù)接口開(kāi)發(fā)的低代碼框架，使非程序技術(shù)人員通過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)就能完成后端數(shù)據(jù)接口開(kāi)發(fā)。從而減少服務(wù)端工程師的機(jī)械工作，使其集中智慧處理復(fù)雜邏輯，提高工作效率，實(shí)現(xiàn)降本增效。

1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

為應(yīng)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的海量數(shù)據(jù)，兼容常用服務(wù)器系統(tǒng)（如Linux、Windows等），本文使用Java語(yǔ)言進(jìn)行研究實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)通過(guò)Netty框架監(jiān)聽(tīng)端口，收到數(shù)據(jù)后根據(jù)HTTP（s）協(xié)議進(jìn)行解析，結(jié)構(gòu)化地獲得請(qǐng)求方法、協(xié)議版本、Host、請(qǐng)求路徑、Header、請(qǐng)求參數(shù)等。解析完成后，系統(tǒng)根據(jù)請(qǐng)求路徑和請(qǐng)求方法匹配到不同的協(xié)議文件，通過(guò)自定義規(guī)則引擎分析和處理數(shù)據(jù)，然后通過(guò)Netty，按照HTTP（s）協(xié)議把結(jié)果返回給客戶(hù)端。

本研究數(shù)據(jù)交互流程如圖1所示。

系統(tǒng)采用MVC的模式開(kāi)發(fā)，但用戶(hù)配置接口時(shí)是使用的命令模式。本系統(tǒng)從邏輯上可分為傳輸層、數(shù)據(jù)層和持久層。其中傳輸層使用Netty框架監(jiān)聽(tīng)服務(wù)器端口，等待客戶(hù)端請(qǐng)求并建立連接;數(shù)據(jù)層解析HTTP協(xié)議、匹配配置文件、解析并執(zhí)行配置文件;持久層根據(jù)解析結(jié)果，執(zhí)行數(shù)據(jù)庫(kù)操作。

本文總體架構(gòu)如圖2所示。

本文對(duì)重點(diǎn)對(duì)規(guī)則引擎進(jìn)行描述，并解釋其協(xié)議解析、匹配和執(zhí)行，通過(guò)請(qǐng)求示例描述本研究的核心思想：通過(guò)文件配置和解釋執(zhí)行的方式實(shí)現(xiàn)服務(wù)端數(shù)據(jù)接口的快速開(kāi)發(fā)。

2 平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 Netty

Netty是一個(gè)利用Java的高級(jí)網(wǎng)絡(luò)的能力，隱藏其背后的復(fù)雜性而提供一個(gè)易于使用的API的客戶(hù)端/服務(wù)器框架[1]。Netty是本文研究系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互核心，其簡(jiǎn)單、成熟、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)處理特性有助于系統(tǒng)監(jiān)聽(tīng)端口并解析HTTP（s）請(qǐng)求。

2.2 規(guī)則引擎

規(guī)則引擎是通過(guò)源代碼、配置文件、公式等方式描述的一組能實(shí)現(xiàn)多種可預(yù)估或不可預(yù)估邏輯運(yùn)算[2]的程序。如開(kāi)發(fā)語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)語(yǔ)言等本身是程序解釋器定義了一組邏輯規(guī)則，工程師通過(guò)編寫(xiě)符合滿(mǎn)足規(guī)則要求的邏輯代碼，并按照指定的方式執(zhí)行，達(dá)到控制計(jì)算機(jī)或操作數(shù)據(jù)的目的，那么，這里的程序解釋器就是一個(gè)規(guī)則引擎。

2.3 JDBC

JDBC是Java用來(lái)建立數(shù)據(jù)庫(kù)連接并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)基本操作的API接口，是常用的面向關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的操作工具。在數(shù)據(jù)的關(guān)系邏輯（where語(yǔ)句）上，重點(diǎn)使用了JDBC的PreparedStatement實(shí)現(xiàn)。本文利用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行研究實(shí)現(xiàn)的示例，通過(guò)JDBC也能快速適配到其他關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)上。

2.4 EasyDB

EasyDB是基于JDBC的開(kāi)源的數(shù)據(jù)庫(kù)操作框架，具備無(wú)運(yùn)行環(huán)境要求、使用簡(jiǎn)單、程序穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。EasyDB通過(guò)反射的方式把對(duì)象解析成SQL元素，通過(guò)全局靜態(tài)方法生成并執(zhí)行SQL語(yǔ)句，支持關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的基本操作和事務(wù)操作。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

經(jīng)過(guò)對(duì)系統(tǒng)總體需求和目標(biāo)的梳理得知，系統(tǒng)應(yīng)監(jiān)聽(tīng)指定端口并等待與客戶(hù)端建立連接，實(shí)現(xiàn)規(guī)則引擎解析協(xié)議、匹配解析并執(zhí)行配置文件，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作并返回?cái)?shù)據(jù)。

本文重點(diǎn)對(duì)規(guī)則引擎的協(xié)議解析、配置文件匹配和解釋執(zhí)行做出描述，Netty建立服務(wù)程序和數(shù)據(jù)庫(kù)操作不是本文研究的主要內(nèi)容。

3.1 業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，打開(kāi)Netty監(jiān)聽(tīng)服務(wù)，程序讀取指定文件夾下的配置文件，根據(jù)文件路徑生成訪(fǎng)問(wèn)路徑，存儲(chǔ)到路徑緩存Map對(duì)象中。系統(tǒng)采用觀察者模式，監(jiān)控該文件夾下的文件變化，在文件變化時(shí)重新讀取，實(shí)現(xiàn)接口的熱更新效果。

在Netty接收到來(lái)自客戶(hù)端的HTTP（s）請(qǐng)求時(shí)，Netty調(diào)用Handler的channelRead0方法實(shí)現(xiàn)響應(yīng)，程序可以從該方法中讀取到請(qǐng)求路徑。程序根據(jù)請(qǐng)求路徑到路徑緩存Map對(duì)象中查找，查找成功則匹配到指定的配置文件。

匹配到配置文件后，根據(jù)已解析的邏輯處理并執(zhí)行程序，實(shí)現(xiàn)指定規(guī)則的數(shù)據(jù)庫(kù)操作。

其主要業(yè)務(wù)流程如圖3所示。

3.2 配置規(guī)則

簡(jiǎn)單明了的配置規(guī)則是用戶(hù)能快速適應(yīng)、降低學(xué)習(xí)成本、提高工作效率的基礎(chǔ)。本研究自行設(shè)計(jì)了配置規(guī)則，通過(guò)最少一行配置即可實(shí)現(xiàn)規(guī)則。

本系統(tǒng)使用key-value的形式進(jìn)行命令式的配置，主要支持配置請(qǐng)求方法（method）、請(qǐng)求參數(shù)（param）、SQL語(yǔ)句、是否使用R包裹（統(tǒng)一返回格式）等，部分配置及其解釋、示例如表1所示。

一個(gè)簡(jiǎn)單的例子如圖4所示。

3.3 解析邏輯

系統(tǒng)參照了類(lèi)似PHP、JS等解釋性語(yǔ)言的運(yùn)行邏輯，在收到請(qǐng)求后根據(jù)源文件執(zhí)行邏輯，在運(yùn)行的時(shí)候?qū)⒊绦蚍g成機(jī)器語(yǔ)言[3]。解析邏輯是規(guī)則引擎的核心，是規(guī)則引擎的定義流程[4]。

系統(tǒng)在接收到指定路徑的請(qǐng)求后，根據(jù)路徑匹配到文件，對(duì)文件解釋執(zhí)行。程序?qū)χ付ㄎ募A下的配置文件掃描讀取，讀取到指定文件后逐行讀取文件，將內(nèi)容根據(jù)預(yù)定的配置表進(jìn)行相應(yīng)邏輯的處理。

例如，在讀取到配置文件某行以“#”開(kāi)頭時(shí)，則認(rèn)為是注釋行，直接跳過(guò);當(dāng)讀取到某行以“method：”開(kāi)頭時(shí)，則認(rèn)為是請(qǐng)求方法指定;當(dāng)讀取到某行以“sql：”開(kāi)頭時(shí)，則認(rèn)為是數(shù)據(jù)庫(kù)操作邏輯，檢查是否有需要根據(jù)請(qǐng)求參數(shù)進(jìn)行替換的內(nèi)容。

3.4 執(zhí)行邏輯

通常，系統(tǒng)需要對(duì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)劃內(nèi)的檢查，判斷請(qǐng)求客戶(hù)端是否登錄等。判斷邏輯執(zhí)行成功后，程序執(zhí)行已處理的SQL語(yǔ)句，接受處理結(jié)果并將結(jié)果根據(jù)配置的規(guī)則進(jìn)行處理（如緩存、運(yùn)算、修改等）。

3.5 返回結(jié)果

本系統(tǒng)使用Netty監(jiān)聽(tīng)端口接收數(shù)據(jù)請(qǐng)求，也使用Netty返回?cái)?shù)據(jù)。每一個(gè)客戶(hù)端請(qǐng)求會(huì)在服務(wù)端產(chǎn)生一個(gè)線(xiàn)程，所有程序邏輯在此線(xiàn)程中完成。程序邏輯執(zhí)行完成后，同步寫(xiě)入輸出流，實(shí)現(xiàn)結(jié)果返回功能。

3.6 系統(tǒng)測(cè)試

系統(tǒng)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)后使用PostMan進(jìn)行了API請(qǐng)求測(cè)試。研發(fā)人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了單元測(cè)試、確認(rèn)測(cè)試和性能測(cè)試，并把系統(tǒng)集成到基于Nacos的微服務(wù)環(huán)境下進(jìn)行了集成測(cè)試。經(jīng)測(cè)試，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，能在50ms內(nèi)響應(yīng)請(qǐng)求并返回結(jié)果，目前已在企業(yè)軟件中試運(yùn)行。

該系統(tǒng)的價(jià)值期望體現(xiàn)在成本、質(zhì)量等方面，同時(shí)也期望體現(xiàn)在可移植性、性能和安全等方面[5]，需經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行、完善才能驗(yàn)證系統(tǒng)的價(jià)值。

4 結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)經(jīng)過(guò)預(yù)定需求范圍內(nèi)的業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)，采用互聯(lián)網(wǎng)上成熟的開(kāi)源框架，基于原生Java實(shí)現(xiàn)基于配置文件的服務(wù)端數(shù)據(jù)接口開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)接口和邏輯，滿(mǎn)足一般數(shù)據(jù)接口的要求，能在較短時(shí)間內(nèi)完成數(shù)據(jù)查詢(xún)接口開(kāi)發(fā)以滿(mǎn)足業(yè)務(wù)的快速變化，能大幅減少服務(wù)端工程師的機(jī)械工作，讓服務(wù)端工程師能夠聚焦在復(fù)雜邏輯上，從信息系統(tǒng)項(xiàng)目管理和人力資源上降本增效。

系統(tǒng)支持配置內(nèi)容簡(jiǎn)單、規(guī)則明了，具備SQL語(yǔ)句編寫(xiě)能力的人即可編寫(xiě)服務(wù)端數(shù)據(jù)接口，使項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)中測(cè)試工程師、前端工程師也可根據(jù)實(shí)際的業(yè)務(wù)場(chǎng)景參與數(shù)據(jù)接口的開(kāi)發(fā)，提高工作效率。系統(tǒng)除用于服務(wù)端開(kāi)發(fā)外，也可用于數(shù)據(jù)分析師提取和處理數(shù)據(jù)等。

雖然系統(tǒng)能在一定程度上降低了數(shù)據(jù)接口的開(kāi)發(fā)難度，但是系統(tǒng)的邏輯運(yùn)算支持有限，跨聯(lián)表查詢(xún)及復(fù)雜數(shù)據(jù)邏輯處理能力不足，需要進(jìn)一步優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)（References）：

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