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JAVA-stateless4j StateMachine从入门到实战「建议收藏」

老牧童 • • java • 阅读 208

JAVA-stateless4j StateMachine从入门到实战「建议收藏」JAVA-stateless4jStateMachine从入门到实战状态机第一次接触是在研究生课程《计算理论基础》上，里面有一章是讲解-有穷状态机，秦绪佳老师讲解得极其晦涩难懂。有限状态机是一种用来进行对象行为建模的工具=，其作用主要是描述对象在它的生命周期内所经历的状态序列，以及如何响应来自外界的各种事件。在电商场景（订单、物流、售后）、社交（IM消息投递）、分布式集群管理（分布式计算平台任务编排）等场景都有大规模的使用。在商品中心使用场景中，主要涉及审核相关场景：如商品、品牌、SPU在某些事件下的

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JAVA-stateless4j StateMachine从入门到实战

状态机第一次接触是在研究生课程《计算理论基础》上，里面有一章是讲解-有穷状态机，秦绪佳老师讲解得极其晦涩难懂。有限状态机是一种用来进行对象行为建模的工具，其作用主要是描述对象在它的生命周期内所经历的状态序列，以及如何响应来自外界的各种事件。在电商场景（订单、物流、售后）、社交（IM消息投递）、分布式集群管理（分布式计算平台任务编排）等场景都有大规模的使用。本文讲解了有限状态机的理论知识及实战演练，在实战部分，讲解了状态机在商品中心的使用，主要涉及审核相关场景：如商品、品牌、SPU在某些事件下的审核状态变更。

文章目录

1、入门

1.1、为什么引入有限状态机？

最近做一个项目，项目中很多实体(Entity)，每个实体都有很多状态(State)，各状态会经过不同事件(Event)触发后转换到另一个状态。这些事件包括但不限于：用户页面点击触发，生效时间或失效时间到达，其他依赖实体状态变更等。在状态变更后还会有一系列动作(Action)处理。一旦相互依赖实体或实体本身状态增多，状态转换变多，处理这些状态的业务代码也会分散在各处，代码处理很容易漏掉，维护成本很高。所以考虑引入有限状态机。

1.2、什么是有限状态机？

有限状态机,也称为FSM(Finite State Machine)，其在任意时刻都处于有限状态集合中的某一状态。当其获得一个输入字符时，将从当前状态转换到另一个状态，或者仍然保持在当前状态。任何一个FSM都可以用状态转换图来描述，图中的节点表示FSM中的一个状态，有向（方向表示从一个初态转换到次态）加权（权表示事件）边表示输入字符时状态的变化。如果图中不存在与当前状态与输入字符对应的有向边，则FSM将进入“消亡状态(Doom State)”，此后FSM将一直保持“消亡状态”。状态转换图中还有两个特殊状态：状态1称为“起始状态”，表示FSM的初始状态。状态6称为“结束状态”。

在启动一个FSM时，首先必须将FSM置于“起始状态”，然后触发一系列时间，最终，FSM会到达“结束状态”或者“消亡状态”。
在这里插入图片描述
说明：
在通常的FSM模型中，一般还存在一个“接受状态”，并且FSM可以从“接受状态”转换到另一个状态，只有在识别最后一个字符后，才会根据最终状态来决定是否接受所输入的字符串。此外，也可以将“起始状态”也作为接受状态，因此空的输入序列也是可以接受的。

TCP协议中的有限状态机
在这里插入图片描述

1.3、状态机要素

状态机可归纳为4个要素，即现态、条件、动作、次态。“现态”和“条件”是因，“动作”和“次态”是果。详解如下：
①现态：是指当前所处的状态。
②条件：又称为“事件”。当一个条件被满足，将会触发一个动作，或者执行一次状态的迁移。
③动作：条件满足后执行的动作。动作执行完毕后，可以迁移到新的状态，也可以仍旧保持原状态。动作不是必需的，当条件满足后，也可以不执行任何动作，直接迁移到新状态。
④次态：条件满足后要迁往的新状态。“次态”是相对于“现态”而言的，“次态”一旦被激活，就转变成新的“现态”了。
我们可以用状态表了表示整个过程，如下图所示。
在这里插入图片描述
2. 有限状态机表示方法
①状态转换图，例如图1
②状态转换表，例如图2

2、实战

有限状态机实现方式

2.1. Java switch case 或者 Scala 模式匹配实现

2.2、Java枚举实现

Java枚举实现有限状态机

2.3、设计模式：状态模式实现

2.4、使用stateless4j实现

github地址
使用浅析1
使用浅析2
使用浅析3

2.5、Spring Statemachine实现

github地址

2.6、Akka FSM 状态机实现

github地址

2.7、通过squirrel-foundation实现

github地址

自己做了些实例及封装

3、在项目中的应用

3.1 状态机在商品状态的转换

业务场景：

/** * 商品审核状态枚举 */
public enum GoodsAuditStateEnum { 
   
    // 商品审核状态
    NORMAL(0, "正常"),
    IN_CREATE(1, "申请新增中"),
    IN_UPDATE(2, "申请变更中"),
    IN_DELETE(3, "申请删除中"),
    IN_ON_SHELF(4, "申请上架中"),
    IN_UNDER_SHELF(5, "申请下架中"),
    IN_FROZEN(6, "申请冻结中"),
    IN_UNFREEZE(7, "申请解冻中");
}

/** * 触发动作 */
 private enum Trigger { 
   
     CREATE,
     UPDATE,
     DELETE,
     ON_SHELF,
     UNDER_SHELF,
     FROZEN,
     UNFREEZE,
     PASS,
     REJECT,
     REVOKE
 }

package cn.gov.zcy.service.agreement.item.fsm;

import cn.gov.zcy.service.agreement.item.enums.GoodsAuditStateEnum;
import com.googlecode.stateless4j.StateMachine;
import io.terminus.common.exception.ServiceException;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

/** * 商品审核状态机 */
@Slf4j
public class GoodsAuditStateFSM { 
   

	private StateMachine<GoodsAuditStateEnum, GoodsAuditStateFSM.Trigger> stateMachine;
	private GoodsAuditStateFSM(GoodsAuditStateEnum state) throws Exception { 
   
        this.stateMachine = new StateMachine<>(state);
		stateMachine.Configure(GoodsAuditStateEnum.IN_CREATE).Permit(Trigger.PASS, GoodsAuditStateEnum.NORMAL).Permit(Trigger.REJECT, GoodsAuditStateEnum.NORMAL).Permit(Trigger.REVOKE, GoodsAuditStateEnum.NORMAL);
        stateMachine.Configure(GoodsAuditStateEnum.IN_UPDATE).Permit(Trigger.PASS, GoodsAuditStateEnum.NORMAL).Permit(Trigger.REJECT, GoodsAuditStateEnum.NORMAL).Permit(Trigger.REVOKE, GoodsAuditStateEnum.NORMAL);
        stateMachine.Configure(GoodsAuditStateEnum.IN_DELETE).Permit(Trigger.PASS, GoodsAuditStateEnum.NORMAL).Permit(Trigger.REJECT, GoodsAuditStateEnum.NORMAL).Permit(Trigger.REVOKE, GoodsAuditStateEnum.NORMAL);
        stateMachine.Configure(GoodsAuditStateEnum.IN_ON_SHELF).Permit(Trigger.PASS, GoodsAuditStateEnum.NORMAL).Permit(Trigger.REJECT, GoodsAuditStateEnum.NORMAL).Permit(Trigger.REVOKE, GoodsAuditStateEnum.NORMAL);
        stateMachine.Configure(GoodsAuditStateEnum.IN_UNDER_SHELF).Permit(Trigger.PASS, GoodsAuditStateEnum.NORMAL).Permit(Trigger.REJECT, GoodsAuditStateEnum.NORMAL).Permit(Trigger.REVOKE, GoodsAuditStateEnum.NORMAL);
        stateMachine.Configure(GoodsAuditStateEnum.IN_FROZEN).Permit(Trigger.PASS, GoodsAuditStateEnum.NORMAL).Permit(Trigger.REJECT, GoodsAuditStateEnum.NORMAL).Permit(Trigger.REVOKE, GoodsAuditStateEnum.NORMAL);
        stateMachine.Configure(GoodsAuditStateEnum.IN_UNFREEZE).Permit(Trigger.PASS, GoodsAuditStateEnum.NORMAL).Permit(Trigger.REJECT, GoodsAuditStateEnum.NORMAL).Permit(Trigger.REVOKE, GoodsAuditStateEnum.NORMAL);
        stateMachine.Configure(GoodsAuditStateEnum.NORMAL)
                .Permit(Trigger.CREATE, GoodsAuditStateEnum.IN_CREATE)
                .Permit(Trigger.UPDATE, GoodsAuditStateEnum.IN_UPDATE)
                .Permit(Trigger.DELETE, GoodsAuditStateEnum.IN_DELETE)
                .Permit(Trigger.ON_SHELF, GoodsAuditStateEnum.IN_ON_SHELF)
                .Permit(Trigger.UNDER_SHELF, GoodsAuditStateEnum.IN_UNDER_SHELF)
                .Permit(Trigger.FROZEN, GoodsAuditStateEnum.IN_FROZEN)
                .Permit(Trigger.UNFREEZE, GoodsAuditStateEnum.IN_UNFREEZE);
    }
}

import com.github.oxo42.stateless4j.StateMachine;
import org.junit.Test;
/** * Created by qiwenjie on 2021/06/30. * * 状态机测试类 */
public class RunStateMachine { 
   
    private static StateMachine<CurrentState,Trigger> stateMachine = new StateMachine<CurrentState, Trigger>(CurrentState.SMALL,GoodsAuditStateFSM.config);

    @Test
    public void testStateMachine(){ 
   
        stateMachine.Fire(Trigger.UPDATE);
        System.out.println("currentState-->"+stateMachine.getState());
    }
}

3.2 状态机在品牌状态的转换

业务场景：

/** * 品牌审核状态 */
public enum BrandAuditStatus { 
   
    AUDIT_FAILED(-1, "审核不通过"),

    WAIT_SUBMIT(0, "待提交"),
    
    WAIT_AUDIT(1, "待审核"),
    
    AUDIT_PASSED(3, "审核通过");
}

/** * 品牌审核动作枚举 */
public enum BrandAuditTrigger { 
   
    /** * 提交审核 */
    SUBMIT_AUDIT(0, "提交审核"),
    /** * 审核通过 */
    AUDIT_APPROVE(1, "审核通过"),
    /** * 审核不通过 */
    AUDIT_REJECT(2, "审核不通过"),

    /** 审核不通过再次提交 */
    SUBMIT_AUDIT_AGAIN(3, "审核不通过再次提交");
}


package cn.gov.zcy.audit.internal;

import com.googlecode.stateless4j.StateMachine;
import cn.gov.zcy.audit.enums.BrandAuditStatus;
import cn.gov.zcy.audit.enums.BrandAuditTrigger;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

/** * 注册trigger */
@Slf4j
public class BrandAuditFSM { 
   

    private final StateMachine<BrandAuditStatus, BrandAuditTrigger> stateMachine;
    
    public BrandAuditFSM(BrandAuditStatus status) { 
   
        this.stateMachine = new StateMachine<>(status);
        /** * [待提交]----------[提交审核]----------[待审核] */
        stateMachine.Configure(BrandAuditStatus.WAIT_SUBMIT)
                .Permit(BrandAuditTrigger.SUBMIT_AUDIT, BrandAuditStatus.WAIT_AUDIT);
        /** * [待审核]----------[审核通过]----------[审核通过] * * [待审核]----------[审核不通过]----------[审核不通过] */
        stateMachine.Configure(BrandAuditStatus.WAIT_AUDIT)
                .Permit(BrandAuditTrigger.AUDIT_APPROVE,BrandAuditStatus.AUDIT_PASSED)
                .Permit(BrandAuditTrigger.AUDIT_REJECT,BrandAuditStatus.AUDIT_FAILED);

        /** * [审核不通过]----------[不通过再次修改]----------[待提交] */
        stateMachine.Configure(BrandAuditStatus.AUDIT_FAILED)
                .Permit(BrandAuditTrigger.SUBMIT_AUDIT_AGAIN, BrandAuditStatus.WAIT_SUBMIT);
    }



import com.github.oxo42.stateless4j.StateMachine;
import org.junit.Test;

/** * Created by qiwenjie on 2021/06/30. * * 状态机测试类 */
public class RunStateMachine { 
   
    private static StateMachine<CurrentState,Trigger> stateMachine = new StateMachine<CurrentState, Trigger>(CurrentState.SMALL,BrandAuditFSM.config);

    @Test
    public void testStateMachine(){ 
   
        stateMachine.Fire(BrandAuditTrigger.AUDIT_APPROVE);
        System.out.println("currentState-->"+stateMachine.getState());
    }
}

3.3 状态机在SPU状态的转换

业务场景

/** * spu审核状态 */
public enum SpuAuditStatus { 
   
    AUDIT_FAILED(-1, "审核不通过"),

    WAIT_SUBMIT(0, "待提交"),
    
    WAIT_AUDIT(1, "待审核"),
    
    AUDIT_PASSED(3, "审核通过");
}

/** * spu审核动作枚举 */
public enum SpuAuditTrigger { 
   
    /** * 提交审核 */
    SUBMIT_AUDIT(0, "提交审核"),
    /** * 审核通过 */
    AUDIT_APPROVE(1, "审核通过"),
    /** * 审核不通过 */
    AUDIT_REJECT(2, "审核不通过");
}

package cn.gov.zcy.audit.internal;

import cn.gov.zcy.audit.enums.SpuAuditStatus;
import cn.gov.zcy.audit.enums.SpuAuditTrigger;
import com.googlecode.stateless4j.StateMachine;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

@Slf4j
public class SpuAuditFSM { 
   
    private final StateMachine<SpuAuditStatus, SpuAuditTrigger> stateMachine;

    public SpuAuditFSM(SpuAuditStatus status) throws Exception { 
   
        this.stateMachine = new StateMachine<>(status);
        /** * [待提交]----------[提交审核]----------[待审核] */
       stateMachine.Configure(SpuAuditStatus.WAIT_SUBMIT).Permit(SpuAuditTrigger.SUBMIT_AUDIT,
            SpuAuditStatus.WAIT_AUDIT);

        /** * [待审核]----------[审核通过]----------[审核通过] * * [待审核]----------[审核被拒]----------[审核不通过] */
        stateMachine.Configure(SpuAuditStatus.WAIT_AUDIT)
            .Permit(SpuAuditTrigger.AUDIT_APPROVE, SpuAuditStatus.AUDIT_PASSED)
            .Permit(SpuAuditTrigger.AUDIT_REJECT, SpuAuditStatus.AUDIT_FAILED);
    }
}

import com.github.oxo42.stateless4j.StateMachine;
import org.junit.Test;

/** * Created by qiwenjie on 2021/06/30. * * 状态机测试类 */
public class RunStateMachine { 
   
    private static StateMachine<CurrentState,Trigger> stateMachine = new StateMachine<CurrentState, Trigger>(CurrentState.SMALL,SpuAuditFSM.config);

    @Test
    public void testStateMachine(){ 
   
        stateMachine.Fire(SpuAuditTrigger.AUDIT_APPROVE);
        System.out.println("currentState-->"+stateMachine.getState());
    }
}

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