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Apache Commons SCXML：有限状态机实现

發(fā)布時(shí)間：2023/12/3 asp.net 53 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 Apache Commons SCXML：有限状态机实现小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

本文提到有限狀態(tài)機(jī)（FSM），SCXML（狀態(tài)圖可擴(kuò)展標(biāo)記語言）和Apache Common的SCXML庫(kù)。本文還提供了基本的ATM有限狀態(tài)機(jī)示例代碼。

有限狀態(tài)機(jī)：

您可能還記得計(jì)算機(jī)科學(xué)課程中的有限狀態(tài)機(jī)。 FSM用于設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)程序或數(shù)字電路。

有限狀態(tài)機(jī)樣本[2]

FSM只是一種抽象機(jī)器，可以處于有限狀態(tài)中的一種。該機(jī)器一次僅處于一種狀態(tài)；

它在任何給定時(shí)間所處的狀態(tài)稱為當(dāng)前狀態(tài)。

當(dāng)由觸發(fā)事件或條件啟動(dòng)時(shí)，它可以從一種狀態(tài)更改為另一種狀態(tài)，這稱為過渡。

特定的FSM由來自每個(gè)當(dāng)前狀態(tài)的可能過渡狀態(tài)列表以及每個(gè)過渡的觸發(fā)條件定義。

SCXML語言：

可以使用稱為SCXML （用于控制抽象的狀態(tài)機(jī)表示法，由W3C出版）的工作草案來描述復(fù)雜的狀態(tài)機(jī)。 SCXML是基于xml的通用狀態(tài)機(jī)語言。它仍然是草案，最新版本是2012年2月16日。單擊此處以獲取有關(guān)SCXML文檔的五分鐘介紹。

Apache Commons SCXML庫(kù)：

Apache的實(shí)現(xiàn)旨在創(chuàng)建和維護(hù)Java SCXML引擎，該引擎能夠執(zhí)行使用SCXML文檔定義的狀態(tài)機(jī)，同時(shí)抽象出環(huán)境接口。最新的穩(wěn)定版本是0.9。

圖書館網(wǎng)站： http : //commons.apache.org/scxml/index.html
Eclipse插件： http ： //commons.apache.org/sandbox/gsoc/2010/scxml-eclipse/ （仍在開發(fā)中）
用例： http : //commons.apache.org/scxml/usecases.html

SCXML編輯器：

Apache的Eclipse插件旨在提供一個(gè)可視化編輯器來編輯SCXML文件，但它仍在開發(fā)中。還有一個(gè)非常成功的scxml gui（ http://code.google.com/p/scxmlgui/ ）。您也可以查看State Forge的可視狀態(tài)機(jī)圖： http : //www.stateforge.com/StateMachineDiagram/StateMachineDiagram.html

代碼示例：

在本文的這一部分中，我們將實(shí)現(xiàn)一個(gè)基本的ATM狀態(tài)狀態(tài)機(jī)。作為簡(jiǎn)要信息，我們假設(shè)ATM可以具有以下狀態(tài)。：

空閑：當(dāng)ATM沒有任何活動(dòng)時(shí)，只是將其關(guān)閉
加載：當(dāng)空閑的atm嘗試連接到ATM服務(wù)器時(shí)，配置和信息開始加載
服務(wù)中斷：如果ATM加載失敗或ATM關(guān)閉
在服務(wù) ：如果ATM老丁是成功或ATM被啟動(dòng)
斷開連接：如果ATM未連接到網(wǎng)絡(luò)

很抱歉缺少有關(guān)ATM狀態(tài)的信息。這只是一個(gè)例子。首先使用scxmlgui程序繪制狀態(tài)機(jī)。一個(gè)人可以編寫自己的scxml文件，但是scxmlgui會(huì)為您完成這項(xiàng)艱巨的任務(wù)。這是描述ATM的狀態(tài)變化的狀態(tài)圖：

以及輸出SCXML文件，該文件描述了上圖中的轉(zhuǎn)換：

我們的FSM實(shí)現(xiàn)在AtmStatusFSM類中。

AtmStatusFSM類擴(kuò)展了org.apache.commons.scxml.env.AbstractStateMachine。
通過向超級(jí)構(gòu)造函數(shù)提供scxml文件（ atm_status.xml ）路徑來配置FSM。
ATM狀態(tài)更改由事件控制。當(dāng)使用相關(guān)事件名稱[例如fireEvent（'atm.connected'）]調(diào)用fireEvent方法時(shí)，FSM狀態(tài)將自動(dòng)更新。您可以隨時(shí)獲取當(dāng)前狀態(tài)。
您還可以編寫具有FSM狀態(tài)名稱的公共方法。當(dāng)相應(yīng)狀態(tài)被激活時(shí)，將調(diào)用這些方法。

package net.javafun.example.atmstatusfsm;import java.util.Collection; import java.util.Set;import org.apache.commons.scxml.env.AbstractStateMachine; import org.apache.commons.scxml.model.State;/*** Atm Status Finite State Machine* * @see Apache Commons Scxml Library * @author ozkansari.com**/ public class AtmStatusFSM extends AbstractStateMachine {/*** State Machine uses this scmxml config file*/private static final String SCXML_CONFIG_ATM_STATUS = "net/javafun/example/atmstatusfsm/atm_status.xml";/** CONSTRUCTOR(S) */public AtmStatusFSM() {super(AtmStatusFSM.class.getClassLoader().getResource(SCXML_CONFIG_ATM_STATUS));}/** HELPER METHOD(S) *//*** Fire the event*/public void firePreDefinedEvent(AtmStatusEventEnum eventEnum){System.out.println("EVENT: " + eventEnum);this.fireEvent(eventEnum.getEventName());}public void callState(String name){this.invoke(name);}/*** Get current state ID as string*/public String getCurrentStateId() {Set states = getEngine().getCurrentStatus().getStates();State state = (State) states.iterator().next();return state.getId();}/*** Get current state as apache's State object*/public State getCurrentState() {Set states = getEngine().getCurrentStatus().getStates();return ( (State) states.iterator().next());}/*** Get events belongs to current status of the FSM*/public Collection getCurrentStateEvents() {return getEngine().getCurrentStatus().getEvents();}/** STATES */// Each method below is the activity corresponding to a state in the// SCXML document (see class constructor for pointer to the document).public void idle() {System.out.println("STATE: idle");}public void loading() {System.out.println("STATE: loading");}public void inService() {System.out.println("STATE: inService");}public void outOfService() {System.out.println("STATE: outOfService");}public void disconnected() {System.out.println("STATE: disconnected");} }

我們有以下枚舉文件來描述我們的事件。您不必編寫此類代碼，但這可能有助于定義事件。您還可以使用getEngine（）。getCurrentStatus（）。getEvents（）代碼片段動(dòng)態(tài)獲取這些事件。

package net.javafun.example.atmstatusfsm;/*** Atm Status Change Events* * @author ozkansari.com**/ public enum AtmStatusEventEnum {CONNECT("atm.connected"), CONNECTION_CLOSED("atm.connClosed"),CONNECTION_LOST("atm.connLost"),CONNECTION_RESTORED("atm.connRestored"),LOAD_SUCCESS("atm.loadSuccess"),LOAD_FAIL("atm.loadFail"),SHUTDOWN("atm.shutdown"),STARTUP("atm.startup");private final String eventName;private AtmStatusEventEnum(String eventName) {this.eventName = eventName;}public String getEventName() {return eventName;}public static String getNamesAsCsv(){StringBuilder sb = new StringBuilder();for (AtmStatusEventEnum e : AtmStatusEventEnum.values()) {sb.append(e.name());sb.append(",");}return sb.substring(0,sb.length()-2);}}

您可以在下面看到基本的GUI代碼。 GUI首先顯示可能觸發(fā)的事件。選擇并提交事件后，將顯示當(dāng)前的ATM狀態(tài)，并更新事件列表。

package net.javafun.example.atmstatusfsm;import java.awt.BorderLayout; import java.awt.event.ActionEvent; import java.awt.event.ActionListener; import java.util.List;import javax.swing.JButton; import javax.swing.JComboBox; import javax.swing.JFrame; import javax.swing.JLabel; import javax.swing.JPanel;import org.apache.commons.scxml.model.Transition;/*** Atm Status Change GUI* * @author ozkansari.com**/ public class AtmDisplay extends JFrame implements ActionListener {private static final long serialVersionUID = -5083315372455956151L;private AtmStatusFSM atmStatusFSM;private JButton button;private JLabel state;private JComboBox eventComboBox = new JComboBox();public static void main(String[] args) {new AtmDisplay();}public AtmDisplay() {super("ATM Display Demo");atmStatusFSM = new AtmStatusFSM();setupUI();}@SuppressWarnings("deprecation")private void setupUI() {JPanel panel = new JPanel();panel.setLayout(new BorderLayout());setContentPane(panel);button = makeButton("FIRE_EVENT", AtmStatusEventEnum.getNamesAsCsv(), "Submit" );panel.add(button, BorderLayout.CENTER);state = new JLabel(atmStatusFSM.getCurrentStateId());panel.add(state, BorderLayout.SOUTH);initEvents();panel.add(eventComboBox, BorderLayout.NORTH);pack();setLocation(200, 200);setResizable(false);setSize(300, 125);show();setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);}@SuppressWarnings("unchecked")private void initEvents() {eventComboBox.removeAllItems();List transitionList = atmStatusFSM.getCurrentState().getTransitionsList();for (Transition transition : transitionList) {eventComboBox.addItem(transition.getEvent() );}}public void actionPerformed(ActionEvent e) {String command = e.getActionCommand();if(command.equals("FIRE_EVENT")) {checkAndFireEvent();}}private boolean checkAndFireEvent() {atmStatusFSM.fireEvent(eventComboBox.getSelectedItem().toString());state.setText(atmStatusFSM.getCurrentStateId());initEvents();repaint();return true;}private JButton makeButton(final String actionCommand, final String toolTipText, final String altText) {JButton button = new JButton(altText);button.setActionCommand(actionCommand);button.setToolTipText(toolTipText);button.addActionListener(this);button.setOpaque(false);return button;}}

我們的簡(jiǎn)單程序的輸出：

下圖給出了Eclipse中顯示的項(xiàng)目文件（帶有必需的庫(kù)）：有關(guān)完整的源代碼，請(qǐng)?jiān)L問https://github.com/ozkansari/atmstatemachine

參考：來自Java Fun博客的JCG合作伙伴 Ozkan SARI的Apache Commons SCXML輕松有限狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn) 。

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2012/06/apache-commons-scxml-finite-state.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Apache Commons SCXML：有限状态机实现的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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