沉寂与重生：QLExpress4 的诞生与升级量化

张彦峰ZYF2026-01-12 17:46

目录

[一、QLExpress4 的新增能力与面临痛点分析](#一、QLExpress4 的新增能力与面临痛点分析)

（一）主要新增能力

（二）痛点分析：为什么要重构？

二、新能力的应用场景与体验说明

（一）规则归因聚类分析（淘天集团）

（二）模型动态映射（钉钉应用）

（三）开发者体验提升与性能优化说明

[三、 底层原理剖析与体验](#三、 底层原理剖析与体验)

（一）语法分析与执行引擎的重构

[1. Antlr4 加持](#1. Antlr4 加持)

[2. 表达式追踪设计](#2. 表达式追踪设计)

[3. JSON 语法一等支持](#3. JSON 语法一等支持)

[（二）快速体验与验证：Java8 可否直接运行？](#（二）快速体验与验证：Java8 可否直接运行？)

（三）总结：沉寂后的重生定义了规则引擎的未来

四、新版和旧版的主要不同说明

（一）默认安全策略

（二）定义映射

（三）全局变量污染上下文

（四）分号可省略

（五）严格换行模式

[（六）获得 char 类型](#（六）获得 char 类型)

[五、QLExpress4 升级风险与决策整合分析](#五、QLExpress4 升级风险与决策整合分析)

（一）升级风险量化

（二）升级决策流程

（三）升级策略与落地执行

（四）总结

六、总结

阅读与参考链接

干货分享，感谢您的阅读！

在阿里电商体系中，规则引擎长期扮演着"业务逻辑最后一公里"的角色：促销计算、风控判断、策略路由、配置化 DSL，本质上都依赖一套可解释、可演进、可被业务人员理解的规则执行能力。QLExpress 正是在这样的背景下诞生------它并非一门通用脚本语言，而是一种面向业务表达式的嵌入式 Java 规则引擎。

然而，随着时间推移，QLExpress3 的设计逐渐暴露出解析能力不足、调试手段有限、可解释性弱、对新一代业务形态支持不足等问题。在规则规模、复杂度和自动化程度不断提升的背景下，旧有架构已难以支撑新的业务诉求。

2025 年发布的 QLExpress4，并不是一次简单的版本升级，而是一次围绕 "可解释性、可观测性与 AI 时代规则协同" 的系统性重构。从解析引擎到执行模型，从语法能力到调试体系，从安全策略到性能模型，QLExpress4 重新定义了规则引擎在现代业务系统中的位置。

本文将结合官方设计思路与真实业务实践，系统梳理 QLExpress4 的核心能力、重构动机、典型应用场景与升级决策模型，并尝试回答一个更本质的问题：在 AI 与自动化并行演进的时代，规则引擎是否仍然具有长期价值？

一、QLExpress4 的新增能力与面临痛点分析

（一）主要新增能力

以下内容基于 官方发布的重构路线文（来自阿里云开发者社区）：

🔹 全面重构解析与执行引擎

  • 基于 Antlr4 重写语法分析器，提升解析准确度与可维护性。

  • 表达式链路使用新虚拟机指令集，提供更佳内存与执行效率。

🔹 表达式追踪（Expression Trace）

  • 在执行过程中记录每个子表达式的值，用树结构返回，以便进行归因分析与可解释性调试。

  • 不仅对开发者有用，也能显著提升 AI 调试规则时的反馈信息。GitHub

🔹 原生支持 JSON 语法

  • 支持 JSON 数组映射到 List，JSON 对象映射到 Map，同时可直接初始化复杂对象。

  • 无需再通过 Java 反射或手写构造器实现复杂对象构造。CSDN博客

🔹 便捷字符串模板 & 插值支持

  • 内置 ${expression} 语法方便字符串动态渲染。

  • 可以作为轻量级模板引擎使用。CSDN博客

🔹 函数式编程支持

  • 支持 Lambda、函数作为一等公民，与 Java Stream API 等特性友好结合。GitHub

🔹 更精准的错误提示机制

  • 编译与执行时报错给出 token 级别 的定位信息，提高调试效率。53ai.com

（二）痛点分析：为什么要重构？

  1. 旧版本技术债累积

    QLExpress3 及更早版本代码久远，维护难度大，难以修复积累的问题。阿里云开发者社区

  2. AI 时代对规则执行透明度要求更高

    AI 生成规则需要更可解释的执行反馈，旧版本缺乏可追踪性。53ai.com

  3. 表达式语法扩展限制

    不原生支持 JSON 或复杂对象构造，导致业务侧大量重复实现。CSDN博客

  4. 性能提升的迫切需求

    面对高并发业务场景，编译与执行性能不足显现。阿里云开发者社区

二、新能力的应用场景与体验说明

（一）规则归因聚类分析（淘天集团）

在业务人员完成规则脚本的配置后，很难对其线上执行情况进行感知。比如电商的促销规则，要求用户满足规则 isVip && 未登录10天以上。到底有多少线上用户是被 vip 条件拦截，又有多少用户是因为登录条件被拦截？这还是只是仅仅两个条件的简单规则，实际线上情况则更加复杂。

线上规则执行情况的追踪，不仅仅可以帮助业务人员了解线上的实际情况，排查和修复问题。其沉淀的数据也非常有价值，可以用于后续的规则优化和业务决策。

淘天集团利用 QLExpress4 新版本的表达式追踪能力，对物流时效规则计算结果的原因进行分析聚合，产出的报表对于业务分析有很大价值：

归因分析的原理在于利用 QLExpress4 的表达式追踪能力，获得表达式在计算过程中每个中间结果的值， 据此判断表达式最终运行结果产生的原因。具体使用方法参考文档：++表达式计算追踪++[1]

QLExpress4 的表达式追踪能力能输出整棵执行树 及每一步的结果，便于分析、聚类与优化算法决策。阿里云开发者社区

（二）模型动态映射（钉钉应用）

QLExpress4 原生支持 JSON 语法，可以快捷定义复杂的数据结构。JSON 数组代表列表（List），而 JSON 对象代表映射（Map），也可以直接定义复杂对象。

产品上可以基于该特性实现 JSON 映射规则。让用户可以便捷地定义从一个模型向另一个模型的映射关系。以下是钉钉连接平台基于该能力实现的模型映射产品图：

具体使用方法参考文档：++方便语法元素++ [2]，这种灵活性大幅降低业务开发成本。阿里云开发者社区

（三）开发者体验提升与性能优化说明

直接体验总结：

✔ 直观的错误定位（token 精准报错）

✔ 更自然的脚本编写体验（Java-like + JSON + 函数式）

✔ 能集成至 IDE / 自动化工具链

在多种场景下进行性能基准测试表明，关闭编译缓存时，QLExpress4能比3有接近10倍性能提升；开启编译缓存，也有一倍性能提升。

以下为不同场景的性能对比，详细性能测试见文档 ++QLExpress性能测试++[4]

|------------|------|---------------------------------------------------------------------------------------|
| 场景 | 关注点 | 对比图 |
| 长脚本 | 编译性能 | |
| 简单计算（编译缓存） | 计算性能 | |
| 斐波那契数列 | 递归性能 | |

结合淘天时效产品在线上的测试结果，脚本平均RT在 100us 以内：

|------|---------|-----|---------|---------------------------------------------------------------------------------------|
| 场域 | 总量 | 成功率 | RT | 相关截图 |
| 商品详情 | 400w/s | 6个9 | <40us | |
| 下单渲染 | 36.4w/s | 5个9 | <100us | |
| 交易创单 | 16.3w/s | 5个9 | <100us | |

QLExpress 脚本的执行链路由编译和执行两部分组成。用户输入一段脚本文本后，会先通过语法分析将脚本解析成自定义的指令集，之后通过虚拟机执行指令集，得到执行结果。可以通过缓存指令集，跳过编译部分，提升脚本的执行效率。

QLExpress4对编译和执行两个链路都进行了充分的优化

在编译链路上，我们将原本自研的自动语法分析器更换成了生态和性能更好的 Antlr4。Antlr4基于ALL算法实现，能够自动将探测过的路径缓存成 DFA 状态机，缓存到表中，下次碰到相同前缀就直接查表。第二次再走过这个路径时，性能就逼近手写状态机。缺点就是第一次走解析路径时性能会较差，不过我们在类初始化时会对常见路径进行一次初始化，保证第一次运行时，性能也是可接受的。

执行路径上，一方面优化了超时检测的逻辑：旧版本虚拟机会在指令执行的主循环中，每条执行前获取一次系统时间，并进行检测。在指令很多的情况下（即使是简单表达式也会产生大量的指令），反复获取系统时间就会造成大量的性能损耗

另一方面，老版本采用的类汇编指令集虽然精简通用，但是却会导致指令冗余复杂，一个简单的表达式就会产生几十条指令，给内存和执行性能都造成巨大压力。新版本将常见场景包装成单独的复杂指令集，一条指令就能代替原来数条指令执行的内容，大大降低内存压力，提升执行效率。

三、 底层原理剖析与体验

（一）语法分析与执行引擎的重构

1. Antlr4 加持

QLExpress4 抛弃原有自研解析器，引入 Antlr4：

  • 自动生成 DFA 状态机

  • 可缓存路径已探测的解析结果

  • 欢迎处理更复杂语法（如 JSON、函数式等）

👉 Antlr4 对比传统手写解析器常见评测：解析复杂语法时更稳定、更易扩展

2. 表达式追踪设计

QLExpress4 的执行返回不仅返回最终结果，还返回一棵 执行树：

java 复制代码 
public class QLResult {
    private Object result;
    private List<ExpressionTrace> expressionTraces;
}

每一个 ExpressionTrace 节点包含：

  • 操作类型（运算符、函数、变量、值）

  • 计算结果

  • 子节点列表

这使规则执行不仅是静默的结果，还包含中间推理过程。GitHub

3. JSON 语法一等支持

无需转换器或绑定器，脚本中就可以构造 JSON 映射数据结构

优势包括：

  • 大幅简化脚本

  • 降低业务方与 AI 之间的语法 cognitive load

  • 可直接反映复杂业务结构

（二）快速体验与验证：Java8 可否直接运行？

✅ Java8 兼容性分析

  • 官方仓库中表明 QLExpress4 支持兼容 Java8 平台。GitHub

  • Java8 被广泛作为基础平台； 无需 Java11+ 特性 就能运行。

  • 若遇到类加载器、模块化等平台问题，通常与 Java8 本身无关（而是类路径 / 环境问题）。

验证建议：

✔ 构建一个最简单的 Maven 项目

✔ 引入 QLExpress4 最新版本依赖

✔ 在 Java8 环境中运行标准表达式

示例依赖：

html 复制代码 
<dependency>
  <groupId>com.ql.util</groupId>
  <artifactId>qlExpress</artifactId>
  <version>4.0.x</version>
</dependency>

（三）总结：沉寂后的重生定义了规则引擎的未来

指标 QLExpress3 QLExpress4
语法能力 基本 Java-like 支持 JSON + 函数式
调试体验 简单错误提示 Token 级错误、追踪树
性能 一般 编译提升≈10 倍、执行提升≈2 倍
可解释性 无 强执行可视化
AI 友好 稍弱 原生支持与高交互性

四、新版和旧版的主要不同说明

QLExpress 的上一版本因为多年的迭代停滞，在各项特性上和业界产生了较大差距。

QLExpress4 的目标之一就是一次性弥补这些差距，因此选择进行了大刀阔斧的升级，而有意放弃了部分兼容性。当然，基础的功能和体验还是和上一版本保持了对齐。

  • 如果系统已经使用老版本的 QLExpress，升级之前务必要进行一次全面的回归测试，确保这些脚本都能在新版中正常执行，再进行升级。
  • 如果没有时间或者方法对它们一一验证，那么不建议进行升级。
  • 如果是新系统，建议直接采用 QLExpress4，未来 QLExpress4 的生态建设会越来越完善，而 3 会被逐渐抛弃。

从官方来看，当前主要的不同主要如下：

（一）默认安全策略

如果完全使用默认选项，获取 Java 对象的字段（o.field），或者调用成员方法（o.method()），则会分别抛出 FIELD_NOT_FOUND 和 METHOD_NOT_FOUND 错误。

这是因为 3 可以没有限制地通过反射访问 Java 应用系统中的任意字段和方法，这在嵌入式脚本中被认为是不安全的。

如果想兼容 3 的行为，则在新建 Express4Runner 时， 要将安全策略设置为 "开放"，参考代码如下：

java 复制代码 
// only for QLExpress 3.x

String express = "a=3;a+1";
ExpressRunner runner = new ExpressRunner(false, true);
DefaultContext<String, Object> context = new DefaultContext<>();

Object res = runner.execute(express, context, null, true, true);
// The result of the script execution should be 4 (a+1)
Assert.assertEquals(4, res);
// The variable 'a' defined in the script is also stored in the context
Assert.assertEquals(3, context.get("a"));

详细参考 安全策略 章节。

（二）定义映射

QLExpress 老版本支持通过 NewMap(key:value) 的方式快速创建映射，虽然在文档中没有详细讨论，但是很多用户通过单元测试和询问的方式，知晓并使用了这个语法。

不过这种语法过于定制，也和业界的规范相差很大，因此在新版中将其移除。

新版原生支持 JSON 语法，直接采用 JSON 字典的格式（{key:value}）即可快速创建映射，更加直观。

详细参考 方便语法元素

（三）全局变量污染上下文

QLExpress 支持在执行脚本时传入一个全局的上下文，即 context 参数。

在老版本中，如果脚本中定义了全局变量，则这些变量也会写入到 context。在脚本执行结束后，可以通过 context 获取到脚本中定义的全局变量的值。

一个老版本的列子如下：

java 复制代码 
// only for QLExpress 3.x

String express = "a=3;a+1";
ExpressRunner runner = new ExpressRunner(false, true);
DefaultContext<String, Object> context = new DefaultContext<>();

Object res = runner.execute(express, context, null, true, true);
// The result of the script execution should be 4 (a+1)
Assert.assertEquals(4, res);
// The variable 'a' defined in the script is also stored in the context
Assert.assertEquals(3, context.get("a"));

根据调研和反馈，我们认为这会导致全局上下文被脚本 "污染"，存在安全性问题。

因此在 QLExpress4 中，全局变量默认不会写入到 context 中。

如果想要兼容 3 的特性，需要将 polluteUserContext 选项设置为 true，参考代码如下：

java 复制代码 
Express4Runner express4Runner = new Express4Runner(InitOptions.DEFAULT_OPTIONS);
QLOptions populateOption = QLOptions.builder().polluteUserContext(true).build();
Map<String, Object> populatedMap = new HashMap<>();
populatedMap.put("b", 10);
express4Runner.execute("a = 11;b = a", populatedMap, populateOption);
assertEquals(11, populatedMap.get("a"));
assertEquals(11, populatedMap.get("b"));

// no population
Map<String, Object> noPopulatedMap1 = new HashMap<>();
express4Runner.execute("a = 11", noPopulatedMap1, QLOptions.DEFAULT_OPTIONS);
assertFalse(noPopulatedMap1.containsKey("a"));

Map<String, Object> noPopulatedMap2 = new HashMap<>();
noPopulatedMap2.put("a", 10);
assertEquals(19, express4Runner.execute("a = 19;a", noPopulatedMap2, QLOptions.DEFAULT_OPTIONS).getResult());
assertEquals(10, noPopulatedMap2.get("a"));

（四）分号可省略

java 复制代码 
// 在 QLExpress3 中合法的脚本，但在 QLExpress4 中不是
商家应收=
    价格
   - 饭卡商家承担
   + 平台补贴

"分号可省略" 已经是现代脚本语言的一个标配，QLExpress4 也跟进了这个特性，分号是可以省略的。

具体参考 分号 章节。

（五）严格换行模式

由于 QLExpress4 支持分号可省略，解释器需要通过换行符来判断语句是否结束。因此，QLExpress4 对换行的要求比 QLExpress3 更加严格。

下面的脚本在 QLExpress3 中是合法的，但在 QLExpress4 中不是：

bash 复制代码 
// 在 QLExpress3 中合法的脚本，但在 QLExpress4 中不是
商家应收=
    价格
   - 饭卡商家承担
   + 平台补贴

在 QLExpress4 中，上述脚本会被解析为两个独立的语句： 1. 商家应收 = 价格 2. - 饭卡商家承担 + 平台补贴（第二个语句会报语法错误）

如果要在 QLExpress4 中实现同样的效果，需要将操作符放在行尾，而不是行首：

bash 复制代码 
// QLExpress4 中正确的写法
商家应收=
    价格 -
    饭卡商家承担 +
    平台补贴

这样解释器就知道当前行的表达式还未结束，会继续读取下一行。

如果您需要兼容 QLExpress3 的换行特性，可以设置 strictNewLines 选项为 false：

java 复制代码 
        Express4Runner express4Runner = new Express4Runner(InitOptions.builder().strictNewLines(false).build());
        String script = "商家应收=\n    价格\n   - 饭卡商家承担\n   + 平台补贴";
        Map<String, Object> context = new HashMap<>();
        context.put("价格", 10);
        context.put("饭卡商家承担", 3);
        context.put("平台补贴", 5);
        QLResult result = express4Runner.execute(script, context, QLOptions.DEFAULT_OPTIONS);
        Assert.assertEquals(12, ((Number)result.getResult()).intValue());

注意：非严格换行模式会让解释器忽略所有换行符，可能会影响代码的可读性和错误提示的准确性。建议仅在需要兼容旧代码时使用。

（六）获得 char 类型

在 QLExpress 3 中，单引号包裹的单个字符会被解析为 char 类型，而不是 String。

这个给用户带来了不少困惑，比如 "a"=='a' 的判断结果是 false。

所以后来 QLExpress 3 中新增了 ExpressRunner.setIgnoreConstChar 选项，设置为 true 后，所有的单引号和双引号包裹的字符都会被解析为 String 类型。但是这个选项默认是关闭的，需要用户手动开启。

考虑到脚本用户很少会使用到 char 这种底层类型，我们在 QLExpress 4 中直接取消了这个选项，所有的单引号和双引号包裹的字符都会被解析为 String 类型。

如果您在脚本还是需要使用 char 类型，可以通过两种方法获得：

  • 类型强转：(char) 'a'

  • 类型声明：char a = 'a'

五、QLExpress4 升级风险与决策整合分析

在非阿里公司环境中，QLExpress4 升级涉及 业务风险、兼容性问题、验证流程和回退策略，为了让升级过程可控，我们将升级分析整合成 风险量化 + 决策流程 + 升级策略 三部分。

（一）升级风险量化

我们首先对各业务模块的升级风险进行量化，明确风险等级、潜在影响及缓解措施：

序号 业务模块 升级风险类型 风险等级 潜在影响 缓解措施
1 核心计算规则（财务/风控/计费） 语法不兼容 / 执行逻辑变化 高 核心业务执行错误 沙箱验证，单条脚本回归测试，保留旧版本回退
2 JSON 数据映射 / 对象构造 解析器差异 中 脚本异常或对象生成错误 单元测试覆盖 JSON 边界，结果对比旧版本
3 自定义函数库 类加载 / 接口变更 中 自定义逻辑执行失败 验证函数签名与返回值，隔离类加载器
4 表达式模板 / 插值 语法解析差异 低 模板渲染异常 测试覆盖模板特殊字符
5 Lambda / 函数式表达式 执行逻辑差异 中 规则计算结果不同 回归测试 + 表达式追踪树验证
6 并发 / 批量规则执行 性能 / 线程安全 中 高并发下错误或阻塞 压测并发性能，监控 CPU/内存
7 外部扩展函数 / SDK 兼容性 / API 变化 低 脚本报错 单元接口调用验证
8 日志 / 调试功能 追踪输出格式变化 低 调试数据异常 验证执行树与日志输出
9 高并发批量规则执行 性能副作用 中 批量任务延迟或错误 压测 + 监控异常率
10 AI / 自动生成规则 新特性未验证 中 自动生成规则失败 沙箱验证 + 旧版本比对

⚠️ 高风险模块必须在 沙箱或隔离环境 完整验证通过后再进入生产环境。

（二）升级决策流程

整合风险量化后，我们制定了清晰的 升级流程，从评估到回退全链路可控：

流程说明：

  • 高风险模块优先沙箱验证

  • 低/中风险模块可直接在测试环境验证

  • 每阶段升级都要考虑回退方案

（三）升级策略与落地执行

结合 风险量化 + 流程图，我们得出落地执行建议：

优先级 业务模块 风险等级 升级验证方法 回退策略
1 核心计算规则 高 沙箱验证 + 回归测试 保留旧版本并行执行
2 JSON 数据映射 中 单元测试 + 对比旧版本结果 自动回退脚本
3 Lambda / 函数式表达式 中 回归测试 + 表达式追踪验证 并行验证旧版本
4 并发 / 批量规则执行 中 压测 + 监控 保留旧版本或分批执行
5 表达式模板 / 插值 低 测试覆盖特殊字符 回退脚本
6 日志 / 调试输出 低 验证追踪树和日志格式 回退脚本
7 外部扩展函数 / SDK 低 单元接口调用 保留旧版本
8 AI / 自动生成规则 中 沙箱全量验证 并行验证旧版本

（四）总结

  • 整合风险量化 + 决策流程 + 升级策略，让升级全链路可控

  • 高风险模块优先沙箱验证，低/中风险模块分阶段验证

  • 保留旧版本并行执行、回退方案 是升级前提

  • 流程化执行可显著降低升级引入的新问题风险，同时充分利用 QLExpress4 新特性

这样一整套方案，非阿里公司也可以在生产环境中安全地评估和升级 QLExpress4。

但是本人通过升级后，内部尝试了一下感觉：

  • 非阿里公司不必盲目升级。

  • 如果现有版本能满足业务需求，且业务脚本稳定，可以暂缓升级，先关注安全与性能测试。

  • 如果业务需要 更高可解释性、JSON 原生支持或动态规则生成，升级 QLExpress4 长远收益明显。

  • 升级前务必做好 测试、回退和监控策略。

  • 最后，如果是刚开始使用的话，直接用新的就成，但是坑的话，只能实践中感悟了。

六、总结

综合功能演进、架构调整与真实业务验证结果可以看到，QLExpress4 并不是"对旧版本的修补"，而是一次明确取舍后的重新出发。它选择以牺牲部分历史兼容性为代价，换取长期可维护性、安全边界清晰度以及更强的表达与解释能力。

对于已经大规模使用 QLExpress3 的系统而言，升级并非"必选项"，而是一项需要被认真评估的工程决策；但对于新系统、新业务，QLExpress4 已经具备成为默认选择的成熟度。尤其是在规则可观测、规则归因分析、自动生成规则与 AI 协同等方向，其能力边界已经明显超越传统规则引擎的定义。

规则引擎并不会被 AI 取代，但一定会被 AI 重塑。QLExpress4 给出的答案是：让规则变得可解释、可分析、可演进，从而真正融入智能系统，而不是成为黑盒的一部分。

也期待 QLExpress4 在未来的生态建设中，持续补齐工具链、IDE 支持与社区实践沉淀，让规则工程成为一门更"工程化"、更"可复用"的技术体系。

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