设计模式-状态模式 golang实现

一 什么是有限状态机 

有限状态机，英⽂翻译是 Finite State Machine，缩写为 FSM，简称为状态机。

状态机不是指一台实际机器，而是指一个数学模型。说白了，一般就是指一张状态转换图。

已订单交易为例：

1.1四大概念

下面来给出状态机的四大概念。

1. State ，状态。一个状态机至少要包含两个状态。例如上商家交易有 已下单、已支付、已发货等多种状态。
2. Event，事件。事件也称为转移条件（Transition Condition）。例如 客户下单、 客户完成支付、商家发货 都是一个事件。
3. Action ，动作。事件发生以后要执行动作。例如用户支付，扣减用户余额就是动作。编程的时候，一个 Action 一般就对应一个函数。不过动作不是必须的，也可能只转移状态，不执⾏任何动作。
4. Transition ，变换。也就是从一个状态变化为另一个状态。例如 订单从“已支付”转换到“已发货”。

二 状态机的实现方法

将上面业务流程翻译成骨架代码：

type State int64const StateWaitingPayment State = 1 //等待支付
const StateWaitingShip State = 2    //支付成功待发货// 订单状态机
type LeaseStateMachine struct {State State //订单状态
}// 订单支付成功
func (p *LeaseStateMachine) EventPaySuccess() {//todo
}// 取消了订单
func (p *LeaseStateMachine) EventCancelOrder() {//todo
}// 商家发货
func (p *LeaseStateMachine) EventShipped() {//todo
}// 确认收货
func (p *LeaseStateMachine) EventConfirmReceipt() {//todo
}

2.1 分支逻辑

最简单直接的实现⽅式是，参照状态转移 图，将每⼀个状态转移，直译成代码。这样编写的代码会包含⼤量的 if-else 或 switch-case 分⽀判断逻辑。

type State int64const StateWaitingPayment State = 1      //等待支付
const StateWaitingShip State = 2         //支付成功待发货
const StateWaitingShipped State = 3      //发货成功
const StateWaitingOrderSuccess State = 4 //订单结束
const StateWaitingOrderCancel State = 5  //订单取消// 租赁订单状态机
type LeaseStateMachine struct {State State //订单状态
}// 订单支付成功
func (p *LeaseStateMachine) EventPaySuccess() {if p.State == StateWaitingPayment {p.State = StateWaitingShip}
}// 取消了订单
func (p *LeaseStateMachine) EventCancelOrder() {if p.State == StateWaitingShip ||p.State == StateWaitingPayment {p.State = StateWaitingOrderCancel}
}// 商家发货
func (p *LeaseStateMachine) EventShipped() {if p.State == StateWaitingShip {p.State = StateWaitingShipped}
}// 确认收货
func (p *LeaseStateMachine) EventConfirmReceipt() {if p.State == StateWaitingShipped {p.State = StateWaitingOrderSuccess}
}

2.2 查表法

除了⽤状态转移图来表示之外，状态机还可以⽤⼆维表来表示;将上面的状态图转换成二维表如下

使用查表表修改上述代码：
 

type State int64const StateWaitingPayment State = 1      //等待支付
const StateWaitingShip State = 2         //支付成功待发货
const StateWaitingShipped State = 3      //发货成功
const StateWaitingOrderSuccess State = 4 //订单结束
const StateWaitingOrderCancel State = 5  //订单取消type Event int64const (EventPay            Event = 1 //支付事件EventShip           Event = 2 //发货 事件EventCancel         Event = 3 //取消订单 事件EventConfirmReceipt Event = 4 //确认收货
)// 状态二维表配置
var StateTable map[State]map[Event]State = map[State]map[Event]State{StateWaitingPayment: {EventPay: StateWaitingShip, //待支付订单 ，支付事件 => 已支付},StateWaitingShip: {EventShip:   StateWaitingShipped,EventCancel: StateWaitingOrderCancel,},//.......
}// 租赁订单状态机
type LeaseStateMachine struct {State State //订单状态}// 订单支付成功
func (p *LeaseStateMachine) EventPaySuccess() {p.ExecEventConfirmReceipt(EventPay)
}// 取消了订单
func (p *LeaseStateMachine) EventCancelOrder() {p.ExecEventConfirmReceipt(EventCancel)
}// 商家发货
func (p *LeaseStateMachine) EventShipped() {p.ExecEventConfirmReceipt(EventShip)
}// 确认收货
func (p *LeaseStateMachine) EventConfirmReceipt() {p.ExecEventConfirmReceipt(EventConfirmReceipt)
}// 执行事件
func (p *LeaseStateMachine) ExecEventConfirmReceipt(event Event) {EventNewStateTable, ok := StateTable[p.State]if ok {newState, ok := EventNewStateTable[event]if ok {p.State = newState}}
}

在查表法的代码实现中，事件触发的动作只是简单状态变换，所以⽤⼀个 int 类型 的⼆维数组 actionTable 就能表示。但是，如果要执⾏ 动作并⾮这么简单，⽽是⼀系列复杂的逻辑操作（⽐如加减积分、写数据库，还有可能发 送消息通知等等），我们就没法⽤如此简单的⼆维数组来表示了。

2.3状态模式

状态模式通过将事件触发的状态转移和动作执⾏，拆分到不同的状态类中，来避免分⽀判断

type ILeaseState interface {//定义事件EventPay() //支付事件EventShip() //发货事件EventCancel() //取消订单事件EventConfirmReceipt() //确认收货事件
}

//==================================================================
// 待支付状态
type StateWaitingPaymentImp struct{}// 订单支付成功
func (p *StateWaitingPaymentImp) EventPay() {//todo 更新订单状态
}// 发货
func (p *StateWaitingPaymentImp) EventShip() {//不做处理
}// 取消
func (p *StateWaitingPaymentImp) EventCancel() {//todo 取消
}// 确认收货事件
func (p *StateWaitingPaymentImp) EventConfirmReceipt() {//不做处理
}
//==================================================================
// 支付成功 状态
type StateWaitingShipImp struct{}// 订单支付成功
func (p *StateWaitingShipImp) EventPay() {//不做任何处理
}// 发货
func (p *StateWaitingShipImp) EventShip() {//更新订单未发货
}// 取消
func (p *StateWaitingShipImp) EventCancel() {//更新订单未发货
}// 确认收货事件
func (p *StateWaitingShipImp) EventConfirmReceipt() {//不做处理
}
//===============================================================
//........其他状态对应的事件

三 总结

实现方法对比

像电商下单这种状态并不多，状态转移也⽐较简单，但事件触发执⾏的动作包含的业务逻辑可能会⽐较复杂，更加推荐使⽤状态模式来实现。

像游戏⽐较复杂的状态机，包含的状态⽐较多，优先推荐使⽤查表法，