在我的上一個博客中，我說我真的以為某些“四人行”（GOF）模式已經過時了，如果不是過時的話肯定不受歡迎。 特別是我說過StateMachine不是那么有用，因為您通常會想到另一種更簡單的方式來執行您正在執行的事情，而不是使用它。 為了進行修改，無論是為了宣講過時的內容還是我在上一個博客末尾附加的丑陋的“ C”代碼，我都認為我將展示StateMachine在將Twitter推文轉換為HTML中的用法。

這個場景只是一次，不是虛構的，也不是難以捉摸的，但這是我前幾天要做的事情。 在這種情況下，我有一個應用程序剛剛為經過身份驗證的Twitter用戶下載了大量時間軸推文。 解析了XML（或JSON）并掌握了我需要格式化以進行顯示的推文。 問題在于它們是純文本格式，我需要將它們轉換為HTML，并添加錨標記以生成類似于twitter在twitter主頁上格式化相同內容時所執行的操作的方式。

僅供參考，可以使用Twitter API通過以下URL檢索用戶Tweets：

<a href="https://api.twitter.com/1/statuses/user_timeline.xml?include_entities=true&include_rts=true&screen_name=BentleyMotors&count=2" target="new">https://api.twitter.com/1/statuses/user_timeline.xml?include_entities=true&include_rts=true&screen_name=BentleyMotors&count=2</a>

…在這種情況下，用戶名是“ BentleyMotors”。 如果您在URL中指定XML格式，則會在文本標簽中返回一條tweet，其外觀如下所示：

Deputy PM Nick Clegg visits #Bentley today to tour Manufacturing facilities. #RegionalGrowthFund http://t.co/kX81aZmY http://t.co/Eet31cCA

……這需要轉換成如下形式：

Deputy PM Nick Clegg visits <a href=\"https://twitter.com/#!/search/%23Bentley\">#Bentley</a> today to tour Manufacturing facilities. <a href=\"https://twitter.com/#!/search/%23RegionalGrowthFund\">#RegionalGrowthFund</a> <a href=\"http://t.co/kX81aZmY\">t.co/kX81aZmY</a> <a href=\"http://t.co/Eet31cCA\">t.co/Eet31cCA</a>

解決此問題¹的一個好主意是使用狀態機 ，該狀態機一次讀取一個輸入流，以查找主題標簽，用戶名和URL，并將其轉換為HTML錨標簽。 例如，從#Bentley上方的完整推文中

變成

<a href=\"https://twitter.com/#!/search/%23Bentley\"> #Bentley </a>

和http://t.co/Eet31cCA

變成

<a href=\"http://t.co/Eet31cCA\"> t.co/Eet31cCA </a> 。

這意味著代碼必須找到每個以“＃”或“ @”開頭的單詞或以“ http：//”開頭的URL。

該狀態機的URL圖如下所示：

此實現與下面的GOF圖確實不同，在該應用程序中，我將狀態與事件/動作分開了。 這具有改善去耦的好處，并且動作可以與多個狀態關聯。

聚集你的狀態

構建任何狀態機時，要做的第一件事就是將您的狀態收集在一起。 在最初的GOF模式中，狀態是抽象類。 但是，為了簡化起見，我更喜歡使用更多現代枚舉。 該狀態機的狀態為：

public enum TweetState {OFF("Off - not yet running"), //RUNNING("Running - happily processing any old byte bytes"), //READY("Ready - found a space, so there's maybe soemthing to do, but that depends upon the next byte"), //HASHTAG("#HashTag has been found - process it"), //NAMETAG("@Name has been found - process it"), //HTTPCHECK("Checking for a URL starting with http://"), //URL("http:// has been found so capture the rest of the URL");private final String description;TweetState(String description) {this.description = description;}@Overridepublic String toString() {return "TweetState: " + description;}}

讀取字節

接下來需要的是一個類，該類一次讀取一個輸入流一個字節，獲取與機器當前狀態相關聯的動作類，并使用該動作處理該字節。 這是通過StateMachine類完成的，如下所示：

public class StateMachine<T extends Enum<?>> {private final byte[] inputBuffer = new byte[32768];private T currentState;private final Map<T, AbstractAction<T>> stateActionMap = new HashMap<T, AbstractAction<T>>();public StateMachine(T startState) {this.currentState = startState;}/*** Main method that loops around and processes the input stream*/public void processStream(InputStream in) {// Outer loop - continually refill the buffer until there's nothing// left to readtry {processBuffers(in);terminate();} catch (Exception ioe) {throw new StateMachineException("Error processing input stream: "+ ioe.getMessage(), ioe);}}private void processBuffers(InputStream in) throws Exception {for (int len = in.read(inputBuffer); (len != -1); len = in.read(inputBuffer)) {// Inner loop - process the contents of the Bufferfor (int i = 0; i < len; i++) {processByte(inputBuffer[i]);}}}/*** Deal with each individual byte in the buffer*/private void processByte(byte b) throws Exception {// Get the set of actions associated with this stateAbstractAction<T> action = stateActionMap.get(currentState);// do the action, get the next statecurrentState = action.processByte(b, currentState);}/*** The buffer is empty. Make sue that we tidy up*/private void terminate() throws Exception {AbstractAction<T> action = stateActionMap.get(currentState);action.terminate(currentState);}/*** Add an action to the machine and associated state to the machine. A state* can have more than one action associated with it*/public void addAction(T state, AbstractAction<T> action) {stateActionMap.put(state, action);}/*** Remove an action from the state machine*/public void removeAction(AbstractAction<T> action) {stateActionMap.remove(action); // Remove the action - if it's there}}

這里的關鍵方法是processByte（...）

/*** Deal with each individual byte in the buffer*/private void processByte(byte b) throws Exception {// Get the set of actions associated with this stateAbstractAction<T> action = stateActionMap.get(currentState);// do the action, get the next statecurrentState = action.processByte(b, currentState);}

對于每個字節，此方法都將從stateActionMap獲取與當前狀態關聯的動作。 然后調用該動作并執行更新當前狀態的操作，以準備下一個字節。

整理好狀態和狀態機之后，下一步就是編寫操作。 在這一點上，我通過創建一個AbstractAction類來更緊密地遵循GOF模式，該類使用以下方法處理每個事件：

public abstract T processByte(byte b, T currentState) throws Exception;

給定當前狀態，此方法將處理一個信息字節，并使用該字節返回下一個狀態。 AbstractAction的完整實現是：

public abstract class AbstractAction<T extends Enum<?>> {/*** This is the next action to take - See the Chain of Responsibility Pattern*/protected final AbstractAction<T> nextAction;/** Output Stream we're using */protected final OutputStream os;/** The output buffer */protected final byte[] buff = new byte[1];public AbstractAction(OutputStream os) {this(null, os);}public AbstractAction(AbstractAction<T> nextAction, OutputStream os) {this.os = os;this.nextAction = nextAction;}/*** Call the next action in the chain of responsibility* * @param b* The byte to process* @param state* The current state of the machine.*/protected void callNext(byte b, T state) throws Exception {if (nextAction != null) {nextAction.processByte(b, state);}}/*** Process a byte using this action* * @param b* The byte to process* @param currentState* The current state of the state machine* * @return The next state*/public abstract T processByte(byte b, T currentState) throws Exception;/*** Override this to ensure an action tides up after itself and returns to a* default state. This may involve processing any data that's been captured* * This method is called when the input stream terminates*/public void terminate(T currentState) throws Exception {// blank}protected void writeByte(byte b) throws IOException {buff[0] = b; // Write the data to the output directoryos.write(buff);}protected void writeByte(char b) throws IOException {writeByte((byte) b);}}

構建狀態機

到目前為止，我編寫的所有代碼都是通用的，可以一次又一次地重復使用² ，所有這些都意味著下一步是編寫一些特定于域的代碼。 從上面的UML圖表中，您可以看到特定于域的操作是： DefaultAction ， ReadyAction和CaptureTags 。 在繼續描述它們的作用之前，您可能已經猜到我需要將某些動作注入StateMachine并將它們與TweetState關聯。 下面的JUnit代碼顯示了此操作的完成方式…

StateMachine<TweetState> machine = new StateMachine<TweetState>(TweetState.OFF);// Add some actions to the statemachine// Add the default actionmachine.addAction(TweetState.OFF, new DefaultAction(bos));machine.addAction(TweetState.RUNNING, new DefaultAction(bos));machine.addAction(TweetState.READY, new ReadyAction(bos));machine.addAction(TweetState.HASHTAG, new CaptureTag(bos, new HashTagStrategy()));machine.addAction(TweetState.NAMETAG, new CaptureTag(bos, new UserNameStrategy()));machine.addAction(TweetState.HTTPCHECK, new CheckHttpAction(bos));machine.addAction(TweetState.URL, new CaptureTag(bos, new UrlStrategy()));

從上面的代碼中，您可以看到DefaultAction被鏈接為OFF和RUNNING狀態， ReadyAction被鏈接為READY狀態， CaptureTag操作被鏈接到HASHTAG，NAMETAG和URL狀態，而HttpCheckAction被鏈接到HTTPCHECK狀態。

您可能已經注意到， CaptureTag操作鏈接到一個以上的狀態。 這很好，因為CaptureTag采用了Strategy模式來即時更改其行為。 因此，我使用一些通用代碼執行一個操作，在注入一個策略對象之后，它可以完成三件事。

寫作動作

回到編寫動作，首先要編寫的動作通常是DefaultAction ，這是在沒有有趣的事情發生時調用的動作。 這個動作愉快地獲取輸入字符并將它們放入輸出流，同時尋找某些字符或字符/狀態組合。 DefaultAction的核心是processByte（...）方法中的switch語句。

public class DefaultAction extends AbstractAction<TweetState> {public DefaultAction(OutputStream os) {super(os);}/*** Process a byte using this action* * @param b* The byte to process* @param currentState* The current state of the state machine*/@Overridepublic TweetState processByte(byte b, TweetState currentState) throws Exception {TweetState retVal = TweetState.RUNNING;// Switch state if a ' ' charif (isSpace(b)) {retVal = TweetState.READY;writeByte(b);} else if (isHashAtStart(b, currentState)) {retVal = TweetState.HASHTAG;} else if (isNameAtStart(b, currentState)) {retVal = TweetState.NAMETAG;} else if (isUrlAtStart(b, currentState)) {retVal = TweetState.HTTPCHECK;} else {writeByte(b);}return retVal;}private boolean isSpace(byte b) {return b == ' ';}private boolean isHashAtStart(byte b, TweetState currentState) {return (currentState == TweetState.OFF) && (b == '#');}private boolean isNameAtStart(byte b, TweetState currentState) {return (currentState == TweetState.OFF) && (b == '@');}private boolean isUrlAtStart(byte b, TweetState currentState) {return (currentState == TweetState.OFF) && (b == 'h');}}

從上面的代碼中，您可以看到中央switch語句正在檢查每個字節。 如果該字節是一個空格，則下一個字節可能是一個特殊字符：“＃”表示井號標簽的開頭，“ @”表示名稱標簽的開頭，“ h”表示URL的開頭； 因此，如果找到空間，則DefaultAction將返回READY狀態，因為可能還有更多工作要做。 如果找不到空格，則它將返回RUNNING狀態，該狀態告訴StateMachine在讀取下一個字節時調用DefaultAction 。

DefaultAction還會在一行的開頭檢查特殊字符，作為推文的第一個字符，例如“＃”，“ @”或“ h”。

現在，控制已傳遞回StateMachine對象，該對象從輸入流中讀取下一個字節。 由于狀態現在為READY ，因此對processByte（...）的下一次調用將檢索ReadyAction 。

@Overridepublic TweetState processByte(byte b, TweetState currentState) throws Exception {TweetState retVal = TweetState.RUNNING;switch (b) {case '#':retVal = TweetState.HASHTAG;break;case '@':retVal = TweetState.NAMETAG;break;case 'h':retVal = TweetState.HTTPCHECK;break;default:super.writeByte(b);break;}return retVal;}

在ReadyAction的switch語句中，您可以看到它的責任是通過分別檢查'＃'，'@'和'h'來確認代碼已找到井號，名稱或URL。 如果找到一個，則返回以下狀態之一： HASHTAG ， NAMETAG或HTTPCHECK到StateMachine

假設ReadyAction找到了一個'＃'字符并返回了HASHTAG狀態，則StateMachine在讀取下一個字節時，將從stateActionMap中 插入帶有注入的HashTagStrategy類的CaptureTag類。

public class CaptureTag extends AbstractAction<TweetState> {private final ByteArrayOutputStream tagStream;private final byte[] buf;private final OutputStrategy output;private boolean terminating;public CaptureTag(OutputStream os, OutputStrategy output) {super(os);tagStream = new ByteArrayOutputStream();buf = new byte[1];this.output = output;}/*** Process a byte using this action* @param b* The byte to process* @param currentState* The current state of the state machine*/@Overridepublic TweetState processByte(byte b, TweetState currentState)throws Exception {TweetState retVal = currentState;if (b == ' ') {retVal = TweetState.READY; // fix 1output.build(tagStream.toString(), os);if (!terminating) {super.writeByte(' ');}reset();} else {buf[0] = b;tagStream.write(buf);}return retVal;}/*** Reset the object ready for processing*/public void reset() {terminating = false;tagStream.reset();}@Overridepublic void terminate(TweetState state) throws Exception {terminating = true;processByte((byte) ' ', state);}}

CaptureTag代碼背后的想法是，它捕獲字符并將它們添加到ByteArrayOutputStream中，直到檢測到空格或輸入緩沖區為空。 當檢測到空間時， CaptureTag調用其OutputStrategy接口，在這種情況下，該接口由HashTagStrategy實現。

public class HashTagStrategy implements OutputStrategy {/*** @see state_machine.tweettohtml.OutputStrategy#build(java.lang.String,* java.io.OutputStream)*/@Overridepublic void build(String tag, OutputStream os) throws IOException {String url = "<a href=\"https://twitter.com/#!/search/%23" + tag + "\">#" + tag + "</a>";os.write(url.getBytes());} }

HashTagStrategy構建一個標簽搜索URL，并將其寫入輸出流。 將URL寫入流后， CaptureTag返回READY狀態-檢測到空格并將控制權返回給StateMachine 。

StateMachine讀取下一個字節，因此該過程繼續。

處理主題標簽只是該代碼可以處理的幾種可能方案之一，在演示此方案時，我試圖演示如何使用狀態機一次處理一個字節的輸入流，以實現一些預定義的解決方案。 。 如果您對其他場景的處理方式感興趣，請查看github上的源代碼。

綜上所述

總而言之，這不是您想定期使用的技術。 它很復雜，很難實現并且容易出錯，而且通常有一種更簡單的方法來解析傳入的數據。 但是，有用的時候卻很少，盡管它很復雜，但卻是一個好的解決方案，所以我建議將其保存在隱喻工具箱中，以備不時之需。

¹有幾種方法可以解決這個難題，其中某些方法可能比State Machine更簡單，更簡單

²此版本的StateMachine于2006年編寫，用于處理XML。 在這種情況下，代碼必須解壓縮一些Base 64 XML字段，并且由于該模式是可重用的，所以我只是從我的代碼示例工具箱中將其挖掘出來，用于Tweet to HTML的情況。

³完整項目可在github上找到 ……

參考 ： Captain Debug的Blog博客上的JCG合作伙伴 Roger Hughes提供了將狀態機模式實現為流處理器 的信息 。

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2012/05/implementing-state-machine-pattern-as.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的将状态机模式实现为流处理器的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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