状态模式：你听过“流程”模式吗？
模式简介
允许对象在改变自身状态时候，更改绑定的特定方法
定义
(源于Design Pattern)：当一个对象的内在状态改变时允许改变其行为，这个对象看起来像是改变了其类。 状态模式主要解决的是当控制一个对象状态的条件表达式过于复杂时的情况。把状态的判断逻辑转移到表示不同状态的一系列类中，可以把复杂的判断逻辑简化。
模式中的角色
1 上下文环境（Context）：它定义了客户程序需要的接口并维护一个具体状态角色的实例，将与状态相关的操作委托给当前的Concrete State对象来处理。
2 抽象状态（State）：定义一个接口以封装使用上下文环境的的一个特定状态相关的行为。
3 具体状态（Concrete State）：实现抽象状态定义的接口。
状态模式的类图：
状态模式的诞生
【产品】：Hello，开发小哥，我们需要开发一款 娃娃机 ，你可以提前想想怎么设计它啦。
【开发】：娃娃机？我想想奥，它需要投币、用户移动、确认抓取、结束这几个动作，好像很好做欸，用一个变量维护它当前的阶段，然后写四个 if 语句就好啦。
【BOSS】：你准备用一个主方法，四个子方法配合 if 语句外加一个状态变量去做吗？
// 伪代码
public void handle() {
if (flag == A) {
a();
}
if (flag == B) {
b();
}
}
【开发】：对啊，老大，你真是我肚子里的蛔虫！
【BOSS】：蛔你个头，这样做 大错特错！ ，你难道想对投币口、按钮、摇杆都绑定同一个方法吗？
【开发】：对哦，它们应该是不同的方法，同时暴露给用户，我再思考思考
HeadFirst 核心代码
「定义状态接口，同时封装变化，利用default关键字封装默认方法」
public interface State {
/** 投币 **/
default void giveMoney() {
System.out.println("无法投币");
}
/** 移动滑杆 **/
default void move() {
System.out.println("无法移动滑杆");
}
/** 抓取 **/
default void grab() {
System.out.println("无法抓取");
}
void changeState();
}
「投币状态 状态的其中之一」
public class MoneyState implements State{
Context context;
public MoneyState(Context context) {
this.context = context;
}
@Override
public void giveMoney() {
System.out.println("已投币!");
changeState();
}
@Override
public void changeState() {
context.setExecute(new MoveState(context));
}
}
为了尽量减少代码，只展示了其中一种状态，我们可以看到在 MoneyState 状态类执行所属的业务方法时，更改了上下文持有的状态类，这就产生了 状态的变更 ，同时上下文更加清晰，即：我只用考虑我下一个状态是什么
状态模式的设计思路：
1、Context 上下文环境，持有状态
2、State 状态顶层接口
3、ConcreteState 具体的状态
简单来说
1、必须清晰的认识到共有多少种不同的状态，并通过接口定义其核心方法，封装变化
2、状态类持有 Context 上下文，在核心方法处理后更改其状态
状态模式的关键
1、明确所有可能发生的状态，及其转换关系
2、明确状态模式中的各个状态是有可能同时暴露给用户的
❝就好像娃娃机运作的多种状态， 投币，移动摇杆，按下确认按钮等等可能不按先后顺序触发❞
整一个 “流程” 模式
每个状态的方法名都一样会如何？
上文中我们大概知道了状态模式的特点，把状态封装成类，在调用状态-核心方法时候更改其状态本身，此时考虑的多种状态方法名可能各不相同，假设我们都起一样的名字会如何？
我们会首先遇到一个问题，我们无法得知它需要调用几次方法（因为可能有重复性 A - B 的情况），但如果无限循环，在适当的地方控制其结束点，和是否继续执行的标识，好像就可以解决了。
来一个流程案例
简单描述下即：开始处理订单
1、正常则进入成功状态，入库，结束执行
2、失败则进入失败状态，检测是否重新执行，扭转状态为处理订单
上代码
「Context 上下文」
public class Context {
/**
* 最大执行次数
*/
public static final Integer FAIL_NUM = 3;
/***
* 失败次数
*/
private int failNum;
/**
* 是否继续执行的标识
*/
private boolean isAbandon;
/***
* 当前状态
*/
private StateInterface stateInterface;
public Context() {
this.stateInterface = new HandleOrder();
this.failNum = 1;
this.isAbandon = false;
}
/***
* 处理方法
*/
public void handle () {
stateInterface.doAction(this);
}
// 省略无用代码...
}
「处理订单状态」
public class HandleOrder implements StateInterface {
@Override
public void doAction(Context context) {
printCurrentState();
// do somethings
int num = (int) (Math.random() * 11);
if (num >= 8) {
System.out.println("处理订单完成, 进入成功状态...");
context.setStateInterface(new SuccessOrder());
} else {
System.out.println("处理订单失败, 进入失败状态...");
context.setStateInterface(new FailOrder());
}
CodeUtils.spilt();
}
@Override
public StateEnums getCurrentState() {
return StateEnums.HANDLE_ORDER;
}
}
「客户端调用方法」
public class App {
public static void main(String[] args) {
// 模拟从队列中取任务按流程循环执行
Context context = new Context();
while (true) {
// 校验是否为废弃 | 已完成任务
if (context.isAbandon()) {
System.out.println("此条任务不再执行... ");
break;
}
context.handle();
}
}
}
测试结果输出：
# 当前状态：订单处理
# 处理订单失败, 进入失败状态...
# ------------------------
# 当前状态：处理订单失败
# 订单处理失败... 当前执行次数: 1
# ------------------------
# 当前状态：订单处理
# 处理订单失败, 进入失败状态...
# ------------------------
# 当前状态：处理订单失败
# 订单处理失败... 当前执行次数: 2
# ------------------------
# 当前状态：订单处理
# 处理订单完成, 进入成功状态...
# ------------------------
# 当前状态：处理订单成功
# 订单处理完成 -> 进入入库逻辑...
# 入库处理完成
# ------------------------
# 此条任务不再执行...
“流程” 模式适用的场景
在这样的设计中，与其说是状态的变更，不如说是 “流程” 的变更更为贴切，因此它可以作为诸多后台任务的解决方案，尤其是面临很多业务流程场景时，可以极大的提高代码的可维护性： 我只用考虑和我有关的 “流程”
遵循的设计原则
1、封装变化：在父级接口中提供 default 方法，子类实现其对应的状态方法即可
2、多用组合，少用继承：状态模式经常和策略模式做对比，它们都是利用组合而非继承增强其变化和能力
什么场景适合使用状态模式
1、一个对象的行为取决于它的状态，并且它必须在运行时刻根据状态改变其行为
2、一个操作中含有庞大的多分支条件语句，且这些分支依赖于该对象的状态
最后
状态模式的UML图：
