当前位置：首页 > news >正文

【设计模式系列】状态模式（二十三）

news 来源：原创 2025/7/14 16:34:51

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

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。
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。
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。
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

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：

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> {@Overridepublic void configure(StateMachineStateConfigurer<OrderStatus, OrderEvent> states) throws Exception {states.withStates().initial(OrderStatus.CREATED).state(OrderStatus.PAID).state(OrderStatus.SHIPPED).state(OrderStatus.COMPLETED);}@Overridepublic 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;@Autowiredpublic 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);}@Overridepublic 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PAIDorderService.processPayment();System.out.println("State after payment: " + orderService.getCurrentState());// 处理发货事件，状态转换为SHIPPEDorderService.processShipping();System.out.println("State after shipping: " + orderService.getCurrentState());// 处理完成事件，状态转换为COMPLETEDorderService.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。

一、什么是状态模式

二、状态模式的角色

三、状态模式的典型应用

四、状态模式在Spring Statemachine中的应用

相关文章：