02-状态模式

1 意图

允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为,对象看起来似乎修改了它的类。(这里的对象指的就是模型中的Context,行为指的就是State的子类)

2 动机

考虑一个问题:实现一个表示网络连接的类TCPConnection,它的对象的状态处于若干不同状态之一:连接已建立(Established)、正在监听(Listening)、连接已关闭(Closed)。当一个TCPConection对象收到其他对象的请求时,他根据自身的状态做出不同的反应。例如,一个Open请求的结果依赖于该连接时处于连接已关闭还是连接已建立的状态。状态模式描述了TCPConnextion如何在每一个状态下表现出不同的行为。

实现方法:关键思想是在TCPConnection引入一个TCPState的抽象类来表示网络连接的状态。TCPState类为各个不同的状态声明了一个(或一套)公共的接口。针对每个状态的行为实现TCPState的子类。例如,TCPEstablished和TCPClosed类分别实现了特定于TCPConnection的连接已建立状态和连接已关闭状态的行为。
TCPConnection -TCPState tpcState; open() acknowledge() close() <<interface>> TCPState open() acknowledge() close() TCPOpen open() acknowledge() close() TCPEstablished open() acknowledge() close() TCPClosed open() acknowledge() close()

TCPConnection类维护一个表示TCP连接当前状态的状态对象(一个TCPState子类的实例)。TCPConnection类将所有与状态相关的请求委托给这个状态的对象。TCPConnection使用它 的TCPState子类实例来执行特定于连接状态的操作。

一旦连接状态改变,TCPConnection对象就会改表它所使用的状态对象。例如当连接从已建立状态转位已关闭状态时,TCPConnection会用一个TCPClosed的实例来代替原来的TCPConnextion的实例,至于怎么替换,一般是在一个状态结束的时候掉用给TCPConnextion的TCPState变量设置成另外一个状态类实例。

使用场景

  • 对象的行为取决于它的状态。并且它必须在运行的时根据状态改变它的行为。
  • 一个操作中含有大量的多分支的条件语句,并且这些分支依赖于该对象的状态。这个状态通常有一个或者多个枚举常量表示。通常,多个操作包含这一相同的条件结构。State模式将每个条件分支放入一个独立的类中。

结构

Context -State state <<interface>> State +operate() StateA +operate() StateB +operate() StateC +operate()

结构和策略模式一摸一样,但实际上实现起来并不一样,策略模式各个子类间可以说是完全独立的,而状态模式各个子类间是紧密关联的,各个状态子类之间组合出一个完整的行为,通常来说他们之间还会互相依赖,因为Context从一个状态到另一个状态的转变时需要在状态子类中实现。

应用

java 中 spring提供的状态机框架Spring Statemachine,就是对状态模式思想的一种实现;还有很多工作流的框架都是基于状态模式实现的

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