Spring StateMachine框架

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:

org.springframework.boot
spring-boot-starter-parent
1.3.7.RELEASE
org.springframework.boot
spring-boot-starter
org.springframework.statemachine
spring-statemachine-core
1.2.0.RELEASE
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 {
private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());
@Override
public void configure(StateMachineStateConfigurer states)
throws Exception {
states
.withStates()
.initial(States.UNPAID)
.states(EnumSet.allOf(States.class));
}
@Override
public void configure(StateMachineTransitionConfigurer 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 config)
throws Exception {
config
.withConfiguration()
.listener(listener());
}
@Bean
public StateMachineListener listener() {
return new StateMachineListenerAdapter() {
@Override
public void transition(Transition 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)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)
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 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 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 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 config)
throws Exception {
config
.withConfiguration()
.listener(listener());// 指定状态机的处理监听器
}

StateMachineListener 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 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 {
void stateChanged(State to);
void stateEntered(State state);
void stateExited(State state);
void eventNotAccepted(Message event);
void transition(Transition transition);
void transitionStarted(Transition transition);
void transitionEnded(Transition transition);
void stateMachineStarted(StateMachine stateMachine);
void stateMachineStopped(StateMachine stateMachine);
void stateMachineError(StateMachine stateMachine, Exception exception);
void extendedStateChanged(Object key, Object value);
void stateContext(StateContext 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。