使用Spring StateMachine框架實現狀態機

Spring StateMachine框架可能對於大部分使用Spring的開發者來說還比較生僻,該框架目前差不多也才剛滿一歲多。它的主要功能是幫助開發者簡化狀態機的開發過程,讓狀態機結構更加層次化。前幾天剛剛發佈了它的第三個Release版本1.2.0,其中增加了對Spring Boot的自動化配置,既然一直在寫Spring Boot的教程,所以乾脆就將該內容也納入進來吧,希望對有需求的小夥伴有一定的幫助。

快速入門

依照之前的風格,我們通過一個簡單的示例來對Spring StateMachine有一個初步的認識。假設我們需要實現一個訂單的相關流程,其中包括訂單創建、訂單支付、訂單收貨三個動作。

下面我們來詳細的介紹整個實現過程:

  • 創建一個Spring Boot的基礎工程,並在pom.xml中加入spring-statemachine-core的依賴,具體如下:
使用Spring StateMachine框架實現狀態機

  • 根據上面所述的訂單需求場景定義狀態和事件枚舉,具體如下:
使用Spring StateMachine框架實現狀態機

  • 其中共有三個狀態(待支付、待收貨、結束)以及兩個引起狀態遷移的事件(支付、收貨),其中支付事件PAY會觸發狀態從待支付UNPAID狀態到待收貨WAITING_FOR_RECEIVE狀態的遷移,而收貨事件RECEIVE會觸發狀態從待收貨WAITING_FOR_RECEIVE狀態到結束DONE狀態的遷移。
  • 創建狀態機配置類:
使用Spring StateMachine框架實現狀態機

  • 在該類中定義了較多配置內容,下面對這些內容一一說明:
  • @EnableStateMachine註解用來啟用Spring StateMachine狀態機功能

  • configure(StateMachineStateConfigurer<states> states)方法用來初始化當前狀態機擁有哪些狀態,其中initial(States.UNPAID)定義了初始狀態為UNPAID,states(EnumSet.allOf(States.class))則指定了使用上一步中定義的所有狀態作為該狀態機的狀態定義。/<states>
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  • configure(StateMachineTransitionConfigurer<states> transitions)方法用來初始化當前狀態機有哪些狀態遷移動作,其中命名中我們很容易理解每一個遷移動作,都有來源狀態source,目標狀態target以及觸發事件event。/<states>
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  • configure(StateMachineConfigurationConfigurer<states> config)方法為當前的狀態機指定了狀態監聽器,其中listener()則是調用了下一個內容創建的監聽器實例,用來處理各個各個發生的狀態遷移事件。/<states>
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  • StateMachineListener<states> listener()方法用來創建StateMachineListener狀態監聽器的實例,在該實例中會定義具體的狀態遷移處理邏輯,上面的實現中只是做了一些輸出,實際業務場景會會有更負責的邏輯,所以通常情況下,我們可以將該實例的定義放到獨立的類定義中,並用注入的方式加載進來。/<states>
  • 創建應用主類來完成整個流程:
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  • 在run函數中,我們定義了整個流程的處理過程,其中start()就是創建這個訂單流程,根據之前的定義,該訂單會處於待支付狀態,然後通過調用sendEvent(Events.PAY)執行支付操作,最後通過掉用sendEvent(Events.RECEIVE)來完成收貨操作。在運行了上述程序之後,我們可以在控制檯中獲得類似下面的輸出內容:
INFO 2312 --- [ main] eConfig$$EnhancerBySpringCGLIB$$a05acb3d : 訂單創建,待支付
INFO 2312 --- [ main] o.s.s.support.LifecycleObjectSupport : started org.springframework.statemachine.support.DefaultStateMachineExecutor@1d2290ce
INFO 2312 --- [ main] o.s.s.support.LifecycleObjectSupport : started DONE UNPAID WAITING_FOR_RECEIVE / UNPAID / uuid=c65ec0aa-59f9-4ffb-a1eb-88ec902369b2 / id=null
INFO 2312 --- [ main] eConfig$$EnhancerBySpringCGLIB$$a05acb3d : 用戶完成支付,待收貨
INFO 2312 --- [ main] eConfig$$EnhancerBySpringCGLIB$$a05acb3d : 用戶已收貨,訂單完成
  • 其中包括了狀態監聽器中對各個狀態遷移做出的處理。

通過上面的例子,我們可以對如何使用Spring StateMachine做如下小結:

  • 定義狀態和事件枚舉
  • 為狀態機定義使用的所有狀態以及初始狀態
  • 為狀態機定義狀態的遷移動作
  • 為狀態機指定監聽處理器

狀態監聽器

通過上面的入門示例以及最後的小結,我們可以看到使用Spring StateMachine來實現狀態機的時候,代碼邏輯變得非常簡單並且具有層次化。整個狀態的調度邏輯主要依靠配置方式的定義,而所有的業務邏輯操作都被定義在了狀態監聽器中,其實狀態監聽器可以實現的功能遠不止上面我們所述的內容,它還有更多的事件捕獲,我們可以通過查看StateMachineListener接口來了解它所有的事件定義:

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註解監聽器

對於狀態監聽器,Spring StateMachine還提供了優雅的註解配置實現方式,所有StateMachineListener接口中定義的事件都能通過註解的方式來進行配置實現。比如,我們可以將之前實現的狀態監聽器用註解配置來做進一步的簡化:

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上述代碼實現了與快速入門中定義的listener()方法創建的監聽器相同的功能,但是由於通過註解的方式配置,省去了原來事件監聽器中各種if的判斷,使得代碼顯得更為簡潔,擁有了更好的可讀性。

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