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设计模式之状态模式

作者：凡人多烦事01 | 2024-03-20 14:27:26

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设计模式之状态模式

经典案例：任务状态流转的过程

  1. private String state = StateEnum.INIT.getStateValue();
  2. public String update(ActionEnum actionEnum){
  3.  
  4.         if (StateEnum.INIT.getStateValue().equals(state)) {
  5.             //初始化 -> 进行中
  6.             if (ActionEnum.START == actionEnum) {
  7.                 state = StateEnum.ONGOING.getStateValue();
  8.             }
  9.         } else if (StateEnum.ONGOING.getStateValue().equals(state)) {
  10.             //进行中 -> 已完成   进行中 -> 暂停中   进行中 -> 已过期
  11.             if (actionEnum == ActionEnum.ACHIEVE) {
  12.                 state = StateEnum.FINISHED.getStateValue();
  13.             }else if (actionEnum == ActionEnum.STOP){
  14.                 state = StateEnum.PAUSED.getStateValue();
  15.             }else if (actionEnum == ActionEnum.EXPIRE){
  16.                 state = StateEnum.EXPIRED.getStateValue();
  17.             }
  18.         }else if (StateEnum.PAUSED.getStateValue().equals(state)) {
  19.             //暂停中 -> 进行中   暂停中 -> 已过期
  20.             if (actionEnum == ActionEnum.START) {
  21.                 state = StateEnum.ONGOING.getStateValue();
  22.             }else if (actionEnum == ActionEnum.EXPIRE){
  23.                 state = StateEnum.EXPIRED.getStateValue();
  24.             }
  25.         }else if (StateEnum.FINISHED.getStateValue().equals(state)) {
  26.  
  27.         }else if (StateEnum.EXPIRED.getStateValue().equals(state)) {
  28.  
  29.         }
  30.         return state;
  31. }

        不难看出，状态流转的过程使用了大量的if-else做判断，条件复杂或者状态太多时，条件判断语句会过于臃肿，可读性差，且不具备扩展性，维护难度也大。且增加新的状态时要添加新的if-else语句，这违背了开闭原则，不利于程序的扩展。那么可以使用状态模式解决以上的问题，参考美团：设计模式二三事。

        

状态模式：对有状态的对象，把复杂的“判断逻辑”提取到不同的状态对象中，允许状态对象在其内部状态发生改变时改变其行为。状态模式包含以下主要角色：

  • 环境类（Context）角色：也称为上下文，它定义了客户端需要的接口，内部维护一个当前状态，并负责具体状态的切换。

  • 抽象状态（State）角色：定义一个接口，用以封装环境对象中的特定状态所对应的行为，可以有一个或多个行为。

  • 具体状态（Concrete State）角色：实现抽象状态所对应的行为，并且在需要的情况下进行状态切换。

  1. /**
  2.  * @author maoyouhua
  3.  * @time 2024/3/19
  4.  * @jdkversion jdk21
  5.  * 
  6.  *     枚举类
  7.  */
  8. @AllArgsConstructor
  9. @Getter
  10. public enum ActionEnum {
  11.     START( "开始"),
  12.     STOP("暂停"),
  13.     ACHIEVE("完成"),
  14.     EXPIRE("过期")
  15.     ;
  16.  
  17.     private final String actionValue;
  18. }
  19. @AllArgsConstructor
  20. @Getter
  21. public enum StateEnum {
  22.     INIT("初始化"),
  23.     ONGOING( "进行中"),
  24.     PAUSED("暂停中"),
  25.     FINISHED("已完成"),
  26.     EXPIRED("已过期")
  27.     ;
  28.  
  29.     private final String stateValue;
  30.  
  31.     public String getStateValue() {
  32.         return stateValue;
  33.     }
  34. }
  1. /**
  2.  * @author maoyouhua
  3.  * @time 2024/3/19
  4.  * @jdkversion jdk21
  5.  *  
  6.  *      抽象状态
  7.  */
  8. public abstract interface State {
  9.  
  10.     void update(TaskService taskService, ActionEnum actionEnum);
  11.     String getCurrentState();
  12. }
  13. public abstract class AbstractState implements State {
  14.  
  15. }
  1. /**
  2.  * @author maoyouhua
  3.  * @time 2024/3/19
  4.  * @jdkversion jdk21
  5.  * 
  6.  *      具体状态
  7.  *      此处有spring循环依赖的问题 需要加配置 spring.main.allow-circular-references=true
  8.  */
  9. @Component
  10. public class InitState extends AbstractState {
  11.  
  12.     @Autowired
  13.     private OnGoingState onGoingState;
  14.     public static final String stateValue = StateEnum.INIT.getStateValue();
  15.     @Override
  16.     public void update(TaskService taskService, ActionEnum actionEnum) {
  17.         //初始化 -> 进行中
  18.         if (actionEnum == ActionEnum.START) {
  19.             taskService.setTaskState(onGoingState);
  20.         }
  21.     }
  22.  
  23.     @Override
  24.     public String getCurrentState() {
  25.         return stateValue;
  26.     }
  27. }
  28. @Component
  29. public class OnGoingState extends AbstractState {
  30.     @Autowired
  31.     private FinishedState finishedState;
  32.     @Autowired
  33.     private ExpiredState expiredState;
  34.     @Autowired
  35.     private PausedState pausedState;
  36.     public static final String stateValue = StateEnum.ONGOING.getStateValue();
  37.     @Override
  38.     public void update(TaskService taskService, ActionEnum actionEnum) {
  39.         //进行中 -> 已完成   进行中 -> 暂停中   进行中 -> 已过期
  40.         if (actionEnum == ActionEnum.ACHIEVE) {
  41.             taskService.setTaskState(finishedState);
  42.         }else if (actionEnum == ActionEnum.STOP){
  43.             taskService.setTaskState(pausedState);
  44.         }else if (actionEnum == ActionEnum.EXPIRE){
  45.             taskService.setTaskState(expiredState);
  46.         }
  47.     }
  48.  
  49.     @Override
  50.     public String getCurrentState() {
  51.         return stateValue;
  52.     }
  53. }
  54. @Component
  55. public class PausedState extends AbstractState {
  56.     @Autowired
  57.     private OnGoingState onGoingState;
  58.     @Autowired
  59.     private ExpiredState expiredState;
  60.     public static final String stateValue = StateEnum.PAUSED.getStateValue();
  61.     @Override
  62.     public void update(TaskService taskService, ActionEnum actionEnum) {
  63.         // 暂停中 -> 进行中      暂停中 -> 已过期
  64.         if (actionEnum == ActionEnum.START) {
  65.             taskService.setTaskState(onGoingState);
  66.         }else if (actionEnum == ActionEnum.EXPIRE){
  67.             taskService.setTaskState(expiredState);
  68.         }
  69.     }
  70.  
  71.     @Override
  72.     public String getCurrentState() {
  73.         return stateValue;
  74.     }
  75. }
  76. @Component
  77. public class FinishedState extends AbstractState {
  78.  
  79.     public static final String stateValue = StateEnum.FINISHED.getStateValue();
  80.     @Override
  81.     public void update(TaskService taskService, ActionEnum actionEnum) {}
  82.  
  83.     @Override
  84.     public String getCurrentState() {
  85.         return stateValue;
  86.     }
  87. }
  88. @Component
  89. public class ExpiredState extends AbstractState {
  90.  
  91.     public static final String stateValue = StateEnum.EXPIRED.getStateValue();
  92.     @Override
  93.     public void update(TaskService taskService, ActionEnum actionEnum) {}
  94.     @Override
  95.     public String getCurrentState() {
  96.         return stateValue;
  97.     }
  98. }
  1. /**
  2.  * @author maoyouhua
  3.  * @time 2024/3/19
  4.  * @jdkversion jdk21
  5.  *
  6.  *          多线程不安全
  7.  */
  8. public interface TaskService {
  9.     void updateState(ActionEnum actionEnum);
  10.     State getTaskState();
  11.     void setTaskState(State state);
  12. }
  13. @Component
  14. public class TaskServiceImpl implements TaskService {
  15.  
  16.     private State state;
  17.  
  18.     @Autowired
  19.     public TaskServiceImpl(InitState initState) {
  20.         this.state = initState;
  21.     }
  22.  
  23.     @Override
  24.     public void updateState(ActionEnum actionEnum){
  25.         state.update(this,actionEnum);
  26.     }
  27.  
  28.     @Override
  29.     public State getTaskState() {
  30.         return state;
  31.     }
  32.  
  33.     @Override
  34.     public void setTaskState(State state) {
  35.         this.state = state;
  36.     }
  37.  
  38. }
  1. /**
  2.  * @author maoyouhua
  3.  * @time 2024/3/19
  4.  * @jdkversion jdk21
  5.  */
  6. @RestController
  7. @RequestMapping("/task")
  8. public class TaskController {
  9.     
  10.     private String state = StateEnum.INIT.getStateValue();
  11.  
  12.     @Autowired
  13.     private TaskService taskService;
  14.  
  15.     @RequestMapping("/test")
  16.     public String test(){
  17.         return "任务测试";
  18.     }
  19.  
  20.     /**
  21.      *
  22.      * @param actionEnum  START、STOP、ACHIEVE、EXPIRE
  23.      * @return
  24.      */
  25.     @RequestMapping("/update")
  26.     public String update(ActionEnum actionEnum){
  27.  
  28.         if (StateEnum.INIT.getStateValue().equals(state)) {
  29.             //初始化 -> 进行中
  30.             if (ActionEnum.START == actionEnum) {
  31.                 state = StateEnum.ONGOING.getStateValue();
  32.             }
  33.         } else if (StateEnum.ONGOING.getStateValue().equals(state)) {
  34.             //进行中 -> 已完成   进行中 -> 暂停中   进行中 -> 已过期
  35.             if (actionEnum == ActionEnum.ACHIEVE) {
  36.                 state = StateEnum.FINISHED.getStateValue();
  37.             }else if (actionEnum == ActionEnum.STOP){
  38.                 state = StateEnum.PAUSED.getStateValue();
  39.             }else if (actionEnum == ActionEnum.EXPIRE){
  40.                 state = StateEnum.EXPIRED.getStateValue();
  41.             }
  42.         }else if (StateEnum.PAUSED.getStateValue().equals(state)) {
  43.             //暂停中 -> 进行中   暂停中 -> 已过期
  44.             if (actionEnum == ActionEnum.START) {
  45.                 state = StateEnum.ONGOING.getStateValue();
  46.             }else if (actionEnum == ActionEnum.EXPIRE){
  47.                 state = StateEnum.EXPIRED.getStateValue();
  48.             }
  49.         }else if (StateEnum.FINISHED.getStateValue().equals(state)) {
  50.  
  51.         }else if (StateEnum.EXPIRED.getStateValue().equals(state)) {
  52.  
  53.         }
  54.         return state;
  55.     }
  56.  
  57.     @RequestMapping("/updateByStateMode")
  58.     public String updateByStateMode(ActionEnum actionEnum){
  59.         taskService.updateState(actionEnum);
  60.         return taskService.getTaskState().getCurrentState();
  61.     }
  62. }
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