理解名词

先来理解状态机。

有限状态机(Finite State Machine)，缩写为 FSM，简称为状态机。状态机有 3 个组成部分：状态（State）、事件（Event）、动作（Action）。其中，事件也称为转移条件（Transition Condition）。事件触发状态的转移及动作的执行。动作不是必须的，也可能只转移状态，不执行任何动作。

作用

状态模式一般用来实现状态机，将事件触发的状态转移和动作执行解耦，拆分到不同的状态类中。

适用场景

存在有限状态的系统，且状态不多，状态转移较简单，但事件触发执行的动作包含的业务逻辑较为复杂。例如：

• 工作流引擎
• 电商下单，外卖下单

不适用场景：

• 对于状态不多，状态转移简单，动作简单的状态机，使用分支逻辑法实现即可。

• 对于状态很多，状态转移比较复杂的状态机，应使用查表法实现。

代码示例

以外卖下单为例，存在的状态有已下单，配送中，配送完成，订单已超时，订单已取消。

首先，定义状态类接口

public interface IOrderState {

    // 响应订单开始配送事件，默认实现为不支持，子类支持该事件时需要重写该方法
    default void onDeliver(OrderStateMachine machine) {
        throw new UnsupportedEventException();
    }
    
    // 响应订单开始配送完成事件，默认实现为不支持，子类支持该事件时需要重写该方法
    default void onDeliverCompleted(OrderStateMachine machine) {
        throw new UnsupportedEventException();
    }
    
    // 响应订单超时事件，默认实现为不支持，子类支持该事件时需要重写该方法
    default void onOrderTimeout(OrderStateMachine machine) {
        throw new UnsupportedEventException();
    }
    
    // 响应订单被取消事件，默认实现为不支持，子类支持该事件时需要重写该方法
    default void onOrderCancel(OrderStateMachine machine) {
        throw new UnsupportedEventException();
    }
}

状态机类实现

public class OrderStateMachine { 
    private IOrderState currentState; 
    
    public OrderStateMachine() { 
        this.currentState = InitOrderState.getInstance(); 
    } 
    
    public void onDeliver() {
        this.currentState.onDeliver(this); 
    }
    
    public void onDeliverCompleted() {
        this.currentState.onDeliverCompleted(this); 
    }
    
    public void onOrderTimeout() {
        this.currentState.onOrderTimeout(this); 
    }
    
    public void onOrderCancel() {
        this.currentState.onOrderCancel(this); 
    }

初始订单状态类实现

public class InitOrderState implements IOrderState {

    // 单例
    private static final InitOrderState instance = new InitOrderState();
    private InitOrderState() {} 
    public static InitOrderState getInstance() { return instance; }
    
    @Override
    public void onDeliver(OrderStateMachine machine) {
        // 开始配送...执行一些动作，例如推送骑手信息到App，开始计时等操作
        machine.setCurrentState(DeliverOrderState.getInstance());
    }
    
    @Override
    public void onOrderCancel(OrderStateMachine machine) {
        // 订单被取消...执行一些动作，例如退款
        machine.setCurrentState(CancelOrderState.getInstance());
    }
}

配送订单状态类实现

public class DeliverOrderState implements IOrderState {

    // 单例
    private static final DeliverOrderState instance = new DeliverOrderState();
    private DeliverOrderState() {} 
    public static DeliverOrderState getInstance() { return instance; }

    
    @Override
    public void onDeliverCompleted(OrderStateMachine machine) {
        // 配送已完成...执行一些动作，例如邀请评价，发放优惠券
        machine.setCurrentState(CompleteOrderState.getInstance());
    }
    
    @Override
    public void onOrderTimeout(OrderStateMachine machine) {
        // 订单配送超时...执行一些动作，例如推送App告知超时，发放超时赔偿
        machine.setCurrentState(TimeoutOrderState.getInstance());
    }
}

业界经典实现

• Spring statemachine