springboot【28】状态机的实现-Spring StateMachine框架

         Spring StateMachine框架的第三个Release版本1.2.0增加了对Spring Boot的自动化配置。

快速入门

         假设我们需要实现一个订单的相关流程，其中包括订单创建、订单支付、订单收货三个动作。整个实现过程：

• 创建一个Spring Boot的基础工程，并在pom.xml中加入spring-statemachine-core的依赖，具体如下：

  <parent><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId><version>1.3.7.RELEASE</version><relativePath/> </parent><dependencies><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.statemachine</groupId><artifactId>spring-statemachine-core</artifactId><version>1.2.0.RELEASE</version></dependency></dependencies>

• 根据上面所述的订单需求场景定义状态和事件枚举，具体如下：

  public enum States {    UNPAID,                 // 待支付    WAITING_FOR_RECEIVE,    // 待收货    DONE                    // 结束}public enum Events {    PAY,        // 支付    RECEIVE     // 收货}

  其中共有三个状态（待支付、待收货、结束）以及两个引起状态迁移的事件（支付、收货），其中支付事件PAY会触发状态从待支付UNPAID状态到待收货WAITING_FOR_RECEIVE状态的迁移，而收货事件RECEIVE会触发状态从待收货WAITING_FOR_RECEIVE状态到结束DONE状态的迁移。

• 创建状态机配置类StateMachineConfig.java：

  package com.lyd;@Configuration@EnableStateMachinepublic class StateMachineConfig extends EnumStateMachineConfigurerAdapter<States, Events> {private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());@Overridepublic void configure(StateMachineStateConfigurer<States, Events> states) throws Exception{//定义状态机中的状态states.withStates().initial(States.UNPAID) //初始状态.states(EnumSet.allOf(States.class));}@Overridepublic void configure(StateMachineTransitionConfigurer<States, Events> transitions) throws Exception{transitions.withExternal().source(States.UNPAID).target(States.WAITING_FOR_RECEIVE)  //指定状态来源和目标.event(Events.PAY)//指定触发事件.and().withExternal().source(States.WAITING_FOR_RECEIVE).target(States.DONE).event(Events.RECEIVE);}@Overridepublic void configure(StateMachineConfigurationConfigurer<States, Events> config) throws Exception{config.withConfiguration().listener(listener());  //指定状态机的处理监听器}@Beanpublic StateMachineListener<States, Events> listener(){return new StateMachineListenerAdapter<States, Events>(){@Overridepublic void transition(Transition<States, Events> transition){if(transition.getTarget().getId() == States.UNPAID){logger.info("订单创建，待支付");return;}if(transition.getSource().getId() == States.UNPAID&& transition.getTarget().getId() == States.WAITING_FOR_RECEIVE){logger.info("用户完成支付，待收货");return;}if(transition.getSource().getId() == States.WAITING_FOR_RECEIVE&& transition.getTarget().getId() == States.DONE){logger.info("用户已收货，订单完成");}}};}}

  在该类中定义了较多配置内容，下面对这些内容一一说明：

  • @EnableStateMachine注解用来启用Spring StateMachine状态机功能

  • configure(StateMachineStateConfigurer<States, Events> states)方法用来初始化当前状态机拥有哪些状态，其中initial(States.UNPAID)定义了初始状态为UNPAID，states(EnumSet.allOf(States.class))则指定了使用上一步中定义的所有状态作为该状态机的状态定义。

  • configure(StateMachineTransitionConfigurer<States, Events> transitions)方法用来初始化当前状态机有哪些状态迁移动作，其中命名中我们很容易理解每一个迁移动作，都有来源状态source，目标状态target以及触发事件event。

  • configure(StateMachineConfigurationConfigurer<States, Events> config)方法为当前的状态机指定了状态监听器，其中listener()则是调用了下一个内容创建的监听器实例，用来处理各个各个发生的状态迁移事件。

  • StateMachineListener<States, Events> listener()方法用来创建StateMachineListener状态监听器的实例，在该实例中会定义具体的状态迁移处理逻辑，上面的实现中只是做了一些输出，实际业务场景会会有更负责的逻辑，所以通常情况下，我们可以将该实例的定义放到独立的类定义中，并用注入的方式加载进来。

• 创建应用主类来完成整个流程：

  package com.lyd;import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.boot.CommandLineRunner;import org.springframework.boot.SpringApplication;import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;import org.springframework.statemachine.StateMachine;@SpringBootApplicationpublic class Application implements CommandLineRunner{public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(Application.class, args);}@Autowiredprivate StateMachine<States, Events> stateMachine;@Overridepublic void run(String... args){stateMachine.start();stateMachine.sendEvent(Events.PAY);stateMachine.sendEvent(Events.RECEIVE);}}

  在run函数中，我们定义了整个流程的处理过程，其中start()就是创建这个订单流程，根据之前的定义，该订单会处于待支付状态，然后通过调用sendEvent(Events.PAY)执行支付操作，最后通过掉用sendEvent(Events.RECEIVE)来完成收货操作。在运行了上述程序之后，我们可以在控制台中获得类似下面的输出内容，其中包括了状态监听器中对各个状态迁移做出的处理：

  
  

  
  

通过上面的例子，我们可以对如何使用Spring StateMachine做如下小结：

• 定义状态和事件枚举
• 为状态机定义使用的所有状态以及初始状态
• 为状态机定义状态的迁移动作
• 为状态机指定监听处理器

状态监听器

         可以看到使用Spring StateMachine来实现状态机的时候，代码逻辑变得非常简单并且具有层次化。整个状态的调度逻辑主要依靠配置方式的定义，而所有的业务逻辑操作都被定义在了状态监听器中，其实状态监听器可以实现的功能远不止上面我们所述的内容，它还有更多的事件捕获，我们可以通过查看StateMachineListener接口来了解它所有的事件定义：

注解监听器

对于状态监听器，Spring StateMachine还提供了优雅的注解配置实现方式，所有StateMachineListener接口中定义的事件都能通过注解的方式来进行配置实现。比如，我们可以将之前实现的状态监听器用注解配置来做进一步的简化。下面代码实现了与快速入门中定义的listener()方法创建的监听器相同的功能，但是由于通过注解的方式配置，省去了原来事件监听器中各种if的判断，使得代码显得更为简洁，拥有了更好的可读性：

package com.lyd;import org.slf4j.Logger;import org.slf4j.LoggerFactory;import org.springframework.statemachine.annotation.OnTransition;import org.springframework.statemachine.annotation.OnTransitionEnd;import org.springframework.statemachine.annotation.OnTransitionStart;import org.springframework.statemachine.annotation.WithStateMachine;/** * 该配置实现了com.lyd.StateMachineConfig类中定义的状态机监听器实现。  */@WithStateMachinepublic class EventConfig {private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());@OnTransition(target = "UNPAID")public void create(){logger.info("订单创建，待支付");}@OnTransition(source = "UNPAID", target = "WAITING_FOR_RECEIVE")    public void pay() {        logger.info("用户完成支付，待收货");    }    @OnTransitionStart(source = "UNPAID", target = "WAITING_FOR_RECEIVE")    public void payStart() {        logger.info("用户完成支付，待收货: start");    }    @OnTransitionEnd(source = "UNPAID", target = "WAITING_FOR_RECEIVE")    public void payEnd() {        logger.info("用户完成支付，待收货: end");    }        @OnTransition(source = "WAITING_FOR_RECEIVE", target = "DONE")    public void receive() {        logger.info("用户已收货，订单完成");    }}

注释掉StateMachineConfig.java中监听器配置代码，即可运行：

@Configuration@EnableStateMachinepublic class StateMachineConfig extends EnumStateMachineConfigurerAdapter<States, Events> {private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());@Overridepublic void configure(StateMachineStateConfigurer<States, Events> states) throws Exception{//定义状态机中的状态states.withStates().initial(States.UNPAID) //初始状态.states(EnumSet.allOf(States.class));}@Overridepublic void configure(StateMachineTransitionConfigurer<States, Events> transitions) throws Exception{transitions.withExternal().source(States.UNPAID).target(States.WAITING_FOR_RECEIVE)  //指定状态来源和目标.event(Events.PAY)//指定触发事件.and().withExternal().source(States.WAITING_FOR_RECEIVE).target(States.DONE).event(Events.RECEIVE);}     /*@Overridepublic void configure(StateMachineConfigurationConfigurer<States, Events> config) throws Exception{config.withConfiguration().listener(listener());  //指定状态机的处理监听器}@Beanpublic StateMachineListener<States, Events> listener(){return new StateMachineListenerAdapter<States, Events>(){@Overridepublic void transition(Transition<States, Events> transition){if(transition.getTarget().getId() == States.UNPAID){logger.info("订单创建，待支付");return;}if(transition.getSource().getId() == States.UNPAID&& transition.getTarget().getId() == States.WAITING_FOR_RECEIVE){logger.info("用户完成支付，待收货");return;}if(transition.getSource().getId() == States.WAITING_FOR_RECEIVE&& transition.getTarget().getId() == States.DONE){logger.info("用户已收货，订单完成");}}};}*/}

结果：

下面是完整项目结构：