【设计模式系列】状态模式（二十三）
一、什么是状态模式
状态模式（State Pattern）是一种行为设计模式，其核心目的是管理一个对象在其内部状态改变时的行为变化，其核心理念是将对象的行为和状态分离。这种模式通过将每个状态相关的行为封装在独立的类中，使得对象在不同状态下可以有不同的行为表现，而不需要在对象内部使用大量的条件判断语句。
二、状态模式的角色
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State（状态接口）：定义一个接口，封装与Context的一个特定状态相关的行为。这个接口通常包含一个或多个方法，这些方法将在具体状态类中被实现，以定义不同状态下对象的行为。
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ConcreteState（具体状态）：实现State接口的具体类，每个具体状态类实现State接口中定义的一个或多个方法，定义具体状态对应的行为。当状态变化时，Context对象将改变其状态对象的引用，从而改变对象的行为。
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Context（上下文）：维护一个State类型的引用，这个引用指向当前状态对象，即Context当前的状态。Context定义了客户程序与状态对象交互的接口，同时负责在状态改变时更新其状态对象的引用。
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StateMachine（状态机）（可选）：在一些实现中，可能存在一个单独的状态机角色，它负责管理Context对象的状态转换。状态机可以包含状态转换逻辑，以及触发状态转换的事件处理。
三、状态模式的典型应用
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工作流管理系统：在工作流管理系统中，状态模式可以用来表示和控制工作流程的不同阶段，如待审批、审批中、已批准、已完成等。
四、状态模式在Spring Statemachine中的应用
在Spring Statemachine中，状态模式的角色应用可以具体描述如下：
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上下文（Context）角色：在Spring Statemachine中，上下文角色通常由状态机的上下文对象
StateMachine来扮演。这个对象持有当前状态，并在状态转换发生时更新其状态。上下文对象提供了发送事件和查询状态的方法，是状态模式中与客户端交互的主要接口。 -
状态接口（State）角色：在Spring Statemachine中，状态接口角色由状态枚举
OrderStatus来实现。这个枚举定义了所有可能的状态，每个枚举值对应一个具体的状态。这些状态是状态机可以处于的点。 -
具体状态（Concrete State）角色：在Spring Statemachine中，具体状态角色由状态机配置中的
StateMachineStateConfigurer来定义。具体状态包含了状态机在该状态下应该执行的行为，如进入状态、退出状态时的动作，以及状态机在该状态下可以响应的事件。 -
事件（Event）角色：在Spring Statemachine中，事件角色由事件枚举
OrderEvent来实现。这个枚举定义了所有可能触发状态转换的事件。当这些事件发生时，状态机可以根据配置进行状态转换。
以下是具体的代码示例，展示了这些角色如何在Spring Statemachine中应用：
// 状态枚举，扮演状态接口角色
public enum OrderStatus {
CREATED, PAID, SHIPPED, COMPLETED
}
// 事件枚举，扮演事件角色
public enum OrderEvent {
PAY, SHIP, COMPLETE
}
// 状态机配置，定义具体状态和状态转换
@Configuration
@EnableStateMachine
public class OrderStateMachineConfig extends EnumStateMachineConfigurerAdapter<OrderStatus, OrderEvent> {
@Override
public void configure(StateMachineStateConfigurer<OrderStatus, OrderEvent> states) throws Exception {
states
.withStates()
.initial(OrderStatus.CREATED)
.state(OrderStatus.PAID)
.state(OrderStatus.SHIPPED)
.state(OrderStatus.COMPLETED);
}
@Override
public void configure(StateMachineTransitionConfigurer<OrderStatus, OrderEvent> transitions) throws Exception {
transitions
.withExternal()
.source(OrderStatus.CREATED).target(OrderStatus.PAID).event(OrderEvent.PAY)
.and()
.withExternal()
.source(OrderStatus.PAID).target(OrderStatus.SHIPPED).event(OrderEvent.SHIP)
.and()
.withExternal()
.source(OrderStatus.SHIPPED).target(OrderStatus.COMPLETED).event(OrderEvent.COMPLETE);
}
}
// 状态机服务，扮演上下文角色
@Service
public class OrderService {
private final StateMachine<OrderStatus, OrderEvent> stateMachine;
@Autowired
public OrderService(StateMachine<OrderStatus, OrderEvent> stateMachine) {
this.stateMachine = stateMachine;
}
public void processPayment() {
stateMachine.sendEvent(OrderEvent.PAY);
}
public void processShipping() {
stateMachine.sendEvent(OrderEvent.SHIP);
}
public void processCompletion() {
stateMachine.sendEvent(OrderEvent.COMPLETE);
}
}在这个示例中，OrderStatus枚举和OrderEvent枚举分别扮演了状态接口和事件的角色，而OrderService类中的stateMachine对象则扮演了上下文角色，负责根据事件触发状态转换。每个状态转换都对应于一个具体的状态，这些状态在状态机配置中被定义。这样，状态模式的逻辑就被嵌入到了Spring Statemachine的框架中，使得状态管理变得更加清晰和易于维护。
在客户端代码中，我们将创建OrderService的实例，并使用它来触发状态转换事件，同时打印当前的状态。
import org.springframework.boot.CommandLineRunner;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
@SpringBootApplication
public class OrderApplication implements CommandLineRunner {
private final OrderService orderService;
public OrderApplication(OrderService orderService) {
this.orderService = orderService;
}
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(OrderApplication.class, args);
}
@Override
public void run(String... args) {
// 初始状态
System.out.println("Initial state: " + orderService.getCurrentState());
// 处理支付事件，状态转换为PAID
orderService.processPayment();
System.out.println("State after payment: " + orderService.getCurrentState());
// 处理发货事件，状态转换为SHIPPED
orderService.processShipping();
System.out.println("State after shipping: " + orderService.getCurrentState());
// 处理完成事件，状态转换为COMPLETED
orderService.processCompletion();
System.out.println("State after completion: " + orderService.getCurrentState());
}
}在这个客户端代码中，我们实现了CommandLineRunner接口，这样我们就可以在Spring Boot应用启动后自动执行run方法。在run方法中，我们模拟了订单状态的转换过程，并在每个步骤后打印当前的状态。
这样，我们就完成了状态模式在Spring Statemachine中的应用，包括状态枚举、事件枚举、状态机配置、状态机服务以及客户端代码。这个示例展示了如何使用Spring Statemachine来管理状态和状态转换。
原文地址：https://blog.csdn.net/LHW0621/article/details/144326273
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