实现状态模式

Question

实现状态模式

javalockingstate-pattern

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我正在Java中为我的应用程序实现状态模式，并需要一些澄清。

状态机有5个状态：State 1到State 5。共有5个事件(Event1到Event5)会导致状态转移。并非所有事件都适用于所有状态。如果在特定状态下不适用该事件，则应用程序将抛出异常。

当状态机初始化后，它从state1开始。

以下是接口和上下文类。

/*
 Interface defining the possible events in each state.
 Each Implementer will handle event in a different manner. 
*/
public interface State {
 /*
  Handlers for each event. Each Implementer will handle the vent in a different manner.
 */
 public void handleEvent1(StateContext context);
 public void handleEvent2(StateContext context);
 public void handleEvent3(StateContext context);
 public void handleEvent4(StateContext context);
 public void handleEvent5(StateContext context);
 // Method to enter state and do some action.
 public void enter(StateContext context);
 // Method to exit state and do some clean-up activity on exit .
 public void exit(StateContext context);
}

/*
  Context class which will handle the state change and delegate event to appropriate event handler of current state
*/
Class StateContext {

   private final ReentrantReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();

   private State currentState = null;

   StateContext() {
        currentState = new State1();
   }

   //Handle event1 and pass it to the appropriate event handler for the current state.
   public void handleEvent1() {
      currentState.handleEvent1(); 
   }
       .
       .
       .
   //Handle event5 and pass it to the appropriate event handler for the current state.
   public void handleEvent5() {
      currentState.handleEvent5(); 
   }

   // Method to change the state. 
   // This method will be called by each state when it needs to transit to a new state.
   public void changeState(State newState) {
          accquireLock();
          currentState.exit();
          currentState = newState;
          currentState.enter();           
   }

   // Release read lock and accquire write lock
   public void accquireLock() {
        lock.readLock().unlock()
        lock.writeLock().lock();
   }

   // accquire readlock and release write lock
   public void releaseLock() {
        lock.readLock().lock()
        lock.writeLock().unlock();
   }
}

为了简单起见，我只提供了一个状态的实现。

public class State1 implements State {
       public void handleEvent1(StateContext context) {
          //Hand1e Event 1
       }
              .
              .
              .
      public void handleEvent5(StateContext context) {
          //Handle Event 5
       }


       public void enter(StateContext context) {
           //Release the lock here
           context.releaseLock();
           /*Here is my question. Is it a  good java practice to expose accquire and release lock in Context object. And use the exposed method here to release lock. 
           */

           // Do some action on entering the state. This may take few seconds to finish

       }  
}

我希望只在进入状态后才释放锁。同时，我不想一直持有锁直到enter()函数结束，因为如果我在enter()函数完成之前一直持有锁，我就不能处理其他事件，而且可能会超时。对于一些不真正改变状态的事件，我们需要读取状态并根据状态进行处理或忽略它们。如果我不释放锁，它们就无法被处理。另外，在一些情况下，如果在进入状态时发生了关机事件（该事件会改变状态），则无法处理状态机。在这种情况下，我必须立即关闭状态机，因为在关机事件发生后继续执行enter()函数是不合适的。

我的问题是：将accquireLock和releaseLock公开作为Context类的API并在每个状态类中使用它们是否是良好的Java编程实践？

谢谢， Arun

- Arun

为什么在您的changeState()方法执行完毕后不调用releaseLock()呢？既然您在该方法的开头获取了锁，那么在方法结束时释放锁似乎是一致的设计，不是吗？ - Deactivator2

对于我的应用程序，如果我在 enter() 正在进行时收到关闭事件以关闭机器，我不应该继续进行 enter()。继续可能会导致不良影响或除了浪费资源直到 enter() 完成之外没有任何有益结果。在某些情况下，enter 可能需要超过 5 分钟并发送大量请求。如果我继续请求，请求可能无法到达接收方，或者接收方可能会丢弃我的请求，在这种情况下，我应立即停止并移动到初始状态（需要锁定）。 - Arun

是的，这似乎是一个不错的选择。我会尝试将其融入我的应用程序中。谢谢Deactivator2 :) - Arun

抱歉，我漏掉了一个要点。有些事件只需要读取状态并相应地处理或忽略它们。如果我使用中断机制，由于正在处理enter()的线程持有写锁，因此无法读取状态。我已经编辑了帖子。 - Arun

在你的StateContext类中创建一个方法，用于接收关闭事件。在基础的State类中创建另一个方法，该方法将从第一个方法中调用，并将每个State类中的interrupted布尔值设置为true。然后，在每个State的enter()功能块代码之后，检查interrupted布尔值是否为true，如果是，则退出该方法。 - Deactivator2

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- Deactivator2 · Answer 1

回答这个问题，如果锁被状态“管理器”类持有，那么该类应该控制锁访问，而不是任何实际的状态类。

关于您关于保持锁定直到enter完成的说法，这正是锁的作用：您不希望其他方法介入或中断。相反，您应该开发某种事件队列来捕获所有事件并等待分发它们，如果接收对象忙，则等待分发。要么，为您知道将要中断的任何事件制定特定的异常，以便在触发指定的事件时可以绕过锁定。

如果选择使用一种中断方法，您将不得不在每个State类的enter方法中实现多个检查，以检查是否已触发关闭事件。我看到的唯一另一种工作方式是使每个State扩展Thread，以便您可以随意中断/停止它，尽管在这种情况下听起来不像一个有效的选项。