RulesEngine 動態規則引擎指南

用途：以 JSON 定義業務規則，執行期動態評估，不需重新編譯部署

NuGet：RulesEngine

授權：MIT

支援：.NET 6+、.NET Framework 4.6.2+

GitHub：microsoft/RulesEngine

什麼是 RulesEngine

RulesEngine 是 Microsoft 開源的輕量級規則引擎。核心概念很簡單：把業務判斷邏輯從程式碼中抽出來，用 JSON 格式定義規則，在執行期動態載入和評估。

傳統做法是把判斷條件寫死在程式碼裡：

// ❌ 每次改條件都要改程式碼 → 重新編譯 → 重新部署
if (temperature > 80 && duration > 30)
{
    await RaiseAlarmAsync(AlarmSeverity.Critical, "溫度過高");
}
else if (temperature > 60 && humidity > 90)
{
    await RaiseAlarmAsync(AlarmSeverity.Warning, "高溫高濕");
}

RulesEngine 的做法是把這些條件放進 JSON：

[{
  "WorkflowName": "AlarmRules",
  "Rules": [
    {
      "RuleName": "HighTemperature",
      "Expression": "Temperature > 80 AND Duration > 30",
      "SuccessEvent": "Critical",
      "ErrorMessage": "溫度 $(Temperature)°C 超過閾值"
    },
    {
      "RuleName": "HighTempHighHumidity",
      "Expression": "Temperature > 60 AND Humidity > 90",
      "SuccessEvent": "Warning",
      "ErrorMessage": "高溫高濕警告"
    }
  ]
}]

規則存在資料庫或設定檔中，修改條件不需要改程式碼。現場工程師可以透過 UI 調整閾值，立即生效。

什麼場景該用 vs 不該用

✅ 適合使用 RulesEngine 的場景

場景	原因
告警規則動態設定	不同設備、不同客戶的告警閾值不同，現場需要自行調整
多租戶不同邏輯	同一套系統，不同客戶 MES 的判斷規則不同
非開發人員需要修改規則	現場工程師改告警條件，不應該需要工程師改程式碼
規則頻繁變更	每週甚至每天都在調整的判斷條件
資料品質檢查	感測器數據的合理性驗證，規則隨設備校正調整

❌ 不適合使用 RulesEngine 的場景

場景	更好的選擇
固定不變的業務邏輯	直接寫 C#，清楚且效能好
簡單的 if-else（< 5 條）	程式碼更直覺，不需要引入框架
型別安全很重要	RulesEngine 用字串表達式，沒有編譯期檢查
已有參數化的條件系統	例如 `EndConditionType` enum + 參數的設計已經夠用
效能敏感的熱路徑	表達式解析有開銷，每秒上萬次評估時考慮其他方案

判斷原則

問自己：「這個規則會不會需要在不部署程式碼的情況下修改？」 如果答案是「是」，就適合用 RulesEngine。如果規則穩定不變，直接寫 C# 更好。

核心概念

概念	說明
Workflow	一組相關規則的容器，每個 Workflow 有自己的名稱
Rule	單一規則，包含名稱、表達式、成功/失敗事件
Expression	C# Lambda 風格的表達式字串（由 System.Linq.Expressions 編譯）
RuleParameter	傳入規則的資料物件（用 `input1`、`input2` 在表達式中存取）
GlobalParams	Workflow 層級的共用計算變數
LocalParams	Rule 層級的區域計算變數
Actions	規則通過/失敗時觸發的動作（內建 OutputExpression 或自訂 Action）

表達式語法

RulesEngine 的表達式基於 C# Lambda 語法，但用字串形式寫入 JSON：

// 比較運算
"Temperature > 80"
"Status == \"Running\""
"ErrorCount >= 3"

// 邏輯運算
"Temperature > 80 AND Pressure < 50"
"IsConnected == false OR ErrorCount > 10"

// 方法呼叫
"DeviceName.Contains(\"CMP\")"
"Tags.Any(t => t == \"Critical\")"

// 數學運算
"(Temperature - BaselineTemp) / BaselineTemp * 100 > 10"

評估流程

呼叫 ExecuteAllRulesAsync(workflowName, input) 後，RulesEngine 會依序走過以下步驟。每條 Rule 都會獨立評估一次，結果彙總為 RuleResultTree 清單：

流程重點：

Rules 會全部跑完（非短路）：ExecuteAllRulesAsync 不會在第一條成功時停止；若只想取第一條通過的規則，需在呼叫端自行 .FirstOrDefault(r => r.IsSuccess)
OnSuccess / OnFailure 可選：不寫 Action 時，規則只回報 IsSuccess 結果；需要執行副作用（log、raise alarm）才寫 Action
LocalParams 與 GlobalParams：可在 Expression 中引用，前者作用範圍限於該 Rule，後者整個 Workflow 共用
例外處理：Expression 編譯錯誤、型別不符等會落在 RuleResultTree.ExceptionMessage，不會中斷其他 Rule

規則結構

以 classDiagram 呈現 Workflow / Rule / Action 的組合關係：

JSON 與 C# 物件的對應：Workflow 對應最外層陣列元素，Rules 內的每個物件對應一個 Rule；執行結果會被包成 RuleResultTree（支援巢狀規則時的樹狀結果）。

安裝

dotnet add package RulesEngine

基本範例

using RulesEngine.Models;
using System.Text.Json;

// 1. 定義規則（通常從 DB 或檔案載入）
var workflowJson = @"[{
    ""WorkflowName"": ""TemperatureCheck"",
    ""Rules"": [
        {
            ""RuleName"": ""CriticalTemperature"",
            ""Expression"": ""Temperature > 80"",
            ""SuccessEvent"": ""Critical""
        },
        {
            ""RuleName"": ""WarningTemperature"",
            ""Expression"": ""Temperature > 60 AND Temperature <= 80"",
            ""SuccessEvent"": ""Warning""
        },
        {
            ""RuleName"": ""NormalTemperature"",
            ""Expression"": ""Temperature <= 60"",
            ""SuccessEvent"": ""Normal""
        }
    ]
}]";

var workflows = JsonSerializer.Deserialize<Workflow[]>(workflowJson)!;

// 2. 建立引擎
var rulesEngine = new RulesEngine.RulesEngine(workflows);

// 3. 準備輸入資料
var sensorData = new {
    Temperature = 85.5,
    Pressure = 101.3,
    DeviceId = "CMP-01"
};

// 4. 執行規則
var results = await rulesEngine.ExecuteAllRulesAsync("TemperatureCheck", sensorData);

foreach (var result in results)
{
    if (result.IsSuccess)
    {
        Console.WriteLine($"規則 {result.Rule.RuleName} 通過 → 事件: {result.Rule.SuccessEvent}");
        // 輸出：規則 CriticalTemperature 通過 → 事件: Critical
    }
}

程式碼量比較：RulesEngine vs 硬寫

當規則數量增長時，差異會越來越明顯：

// ❌ 硬寫：每加一條規則就要改程式碼，改完要部署
public AlarmSeverity EvaluateAlarm(SensorData data)
{
    if (data.Temperature > 80 && data.Duration > 30) return AlarmSeverity.Critical;
    if (data.Temperature > 60 && data.Humidity > 90) return AlarmSeverity.Warning;
    if (data.Pressure < 50 || data.Pressure > 150) return AlarmSeverity.Warning;
    if (data.FlowRate == 0 && data.PumpRunning) return AlarmSeverity.Critical;
    // ... 20 條規則後，這個方法變成噩夢
    return AlarmSeverity.Normal;
}

// ✅ RulesEngine：規則在 JSON/DB 中，程式碼永遠是同一段
public async Task<IEnumerable<AlarmSeverity>> EvaluateAlarmAsync(SensorData data)
{
    var results = await _rulesEngine.ExecuteAllRulesAsync("AlarmRules", data);
    return results
        .Where(r => r.IsSuccess)
        .Select(r => Enum.Parse<AlarmSeverity>(r.Rule.SuccessEvent));
}

什麼是 RulesEngine​

什麼場景該用 vs 不該用​

✅ 適合使用 RulesEngine 的場景​

❌ 不適合使用 RulesEngine 的場景​

核心概念​

表達式語法​

評估流程​

規則結構​

安裝​

基本範例​

程式碼量比較：RulesEngine vs 硬寫​

延伸閱讀​