状态机 - 简书

状态机

参考文档：状态机的两种实现模式

理论上if-else可以解决所有的业务逻辑，但当规则继续增加复杂度，或者规则总是变化，需要增加扩展性时，状态机是解决方案之一
因为状态机只是一种思想，具体的实现方式有很多，对于我而言，最容易理解的就是从图的角度进行理解和实现

一、从图中抽象出对象

image.png

从图中可以抽象出以下对象
1.State
状态机的目的就是完成一系列复杂的状态变化
它的属性应该包含一系列的Transition，也就是图中的边

2.Transition
转变，从图中可以了解到，Transition的属性是 source和target，即起始的状态和结束的状态

此时我们考虑一个问题，状态的转变是如何发生的？
经典的状态机例子是自动售货机，里面有一个个的事件，如投币，摇杆等，一个个的时间促成的了状态的转变，因此这次隐含了一个事件的对象

3.Event
事件，一个个事件触发的状态的改变。
不同的事件，可能导致的状态转变是一样的，看图中，Transition4和红边，可以想象有一个天平，原来的状态是平衡，往左边加砝码和右边加砝码，都导致了不平衡

*此时我们在思考一个问题，状态转变的事情会不会有其他影响，还是自动售货机的问题，一系列状态转变后，自动售货机复位了，它吐出了一瓶饮料，这就是发生了其他的影响，我们可以把这些统统叫做动作，即一个事件，可能引发了状态的改变，也可能引发了一系列动作

4.Action
动作，由事件带来了影响（不包含状态改变）

二、代码设计

看到网上好多的代码实现，但每个人初衷不同，要不要使用接口，要不要定义实现类等，都是根据实际情况来的，我的建议是，一开始的时候，框架要清晰，其他的尽可能简单的来，后续有需求了，再改造

以下以电灯开关为例
1.首先定义event
状态机中，事件一般都是固定的，比较适合使用枚举类

public enum EventEnum {
    TURN_ON("开灯"),TURN_OFF("关灯");

    private String  name;

    EventEnum(String name) {
        this.name = name;
    }
}

2.定义State

String name;
    Map<EventEnum, Transition> map = new HashMap<>();

3.定义Transition

public class Transition {
    String name;
    State source;
    State target;
    EventEnum event;
}

4.定义StateMachine

public class StateMachine {
    private State currentState;
    private State turnOnState=new State("灯亮着");
    private State turnOffState=new State("灯不亮");

    public StateMachine(State currentState) {
        this.currentState = currentState;
        init();
    }
    public StateMachine() {
        init();
    }

    void init() {
        Transition t1 = new Transition("t1", turnOnState, turnOffState, EventEnum.TURN_OFF);
        turnOnState.getMap().put(t1.getEvent(),t1);

        Transition t2 = new Transition("t2", turnOffState, turnOnState, EventEnum.TURN_ON);
        turnOffState.getMap().put(t2.getEvent(),t2);
    }

    State transit(State sourceState,EventEnum event){
        Transition t = sourceState.getMap().get(event);
        return t.getTarget();
    }
    State transit(EventEnum event){
        Transition t = currentState.getMap().get(event);
        return currentState=t.getTarget();
    }
}

5.测试案例

public class StateMachineTest {

    @Test
    void testStateMchine(){
        StateMachine machine=new StateMachine();
        machine.setCurrentState(machine.getTurnOffState());

        System.out.println(machine.transit(EventEnum.TURN_ON).getName());
        System.out.println(machine.transit(EventEnum.TURN_OFF).getName());

    }

}
灯亮着
灯不亮

二、代码扩展点

第二部分的代码还有很多扩展的点，可以根据实际需求和编码习惯进行改造
但有一点强调一下，状态机里有一个currentState，意味着状态机可以自身保持状态，可以用，也可以不用
比如直接每次使用的时候传入上一次的状态，这样状态就由外界保存，状态机本身无状态。
用的话，就直接传入事件，状态在状态机内保存

此外这个例子，没有涉及到Action，可以简单加个告警的动作，灯亮就告警。我觉得动作属性可以加在state里，这样每到一个状态，如果有action属性，则执行

最后编辑于：2020.05.28 09:47:22