Spring Boot教程（十八）使用Spring StateMachine框架实现状态机

快速入门

依照之前的风格，我们通过一个简单的示例来对Spring StateMachine有一个初步的认识。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。

下面我们来详细的介绍整个实现过程：

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：

@Configuration
@EnableStateMachine
public class StateMachineConfig extends EnumStateMachineConfigurerAdapter<States, Events> {

private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());

@Override
public void configure(StateMachineStateConfigurer<States, Events> states)
throws Exception {
states
.withStates()
.initial(States.UNPAID)
.states(EnumSet.allOf(States.class));
}

@Override
public void configure(StateMachineTransitionConfigurer<States, Events> transitions)
throws Exception {
transitions
.withExternal()
.source(States.UNPAID).target(States.WAITING_FOR_RECEIVE)
.event(Events.PAY)
.and()
.withExternal()
.source(States.WAITING_FOR_RECEIVE).target(States.DONE)
.event(Events.RECEIVE);
}

@Override
public void configure(StateMachineConfigurationConfigurer<States, Events> config)
throws Exception {
config
.withConfiguration()
.listener(listener());
}

@Bean
public StateMachineListener<States, Events> listener() {
return new StateMachineListenerAdapter<States, Events>() {

@Override
public 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");
return;
}
}

};
}

}

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。

@Override
public 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));
}

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

。

@Override
public 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);
}

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。

@Override
public void configure(StateMachineConfigurationConfigurer<States, Events> config)
throws Exception {
config
.withConfiguration()
.listener(listener());	// 指定状态机的处理监听器
}

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：

@SpringBootApplication
public class Application implements CommandLineRunner {

public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class, args);
}

@Autowired
private StateMachine<States, Events> stateMachine;

@Override
public void run(String... args) throws Exception {
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：

INFO 2312 --- [           main] eConfig$$EnhancerBySpringCGLIB$$a05acb3d : 订单创建，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 : 用户完成支付，待收货
INFO 2312 --- [           main] eConfig$$EnhancerBySpringCGLIB$$a05acb3d : 用户已收货，订单完成

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

通过上面的入门示例以及最后的小结，我们可以看到使用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：

public interface StateMachineListener<S,E> {

void stateChanged(State<S,E> from, State<S,E> to);

void stateEntered(State<S,E> state);

void stateExited(State<S,E> state);

void eventNotAccepted(Message<E> event);

void transition(Transition<S, E> transition);

void transitionStarted(Transition<S, E> transition);

void transitionEnded(Transition<S, E> transition);

void stateMachineStarted(StateMachine<S, E> stateMachine);

void stateMachineStopped(StateMachine<S, E> stateMachine);

void stateMachineError(StateMachine<S, E> stateMachine, Exception exception);

void extendedStateChanged(Object key, Object value);

void stateContext(StateContext<S, E> stateContext);

}

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：

@WithStateMachine
public 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");
}

@OnTransition(source = "WAITING_FOR_RECEIVE", target = "DONE")
public void receive() {
logger.info("用户已收货，订单完成");
}

}

上述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。


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