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摘要：狀態(tài)機(jī)有三個(gè)特征狀態(tài)總數(shù)是有限的。由于有限狀態(tài)機(jī)的這些特征，我們可以把狀態(tài)轉(zhuǎn)移的過(guò)程做成類似這樣的狀態(tài)轉(zhuǎn)移表。
有限狀態(tài)機(jī)是什么
有限狀態(tài)機(jī)（英語(yǔ)：finite-state machine，縮寫(xiě)：FSM）又稱有限狀態(tài)自動(dòng)機(jī)，簡(jiǎn)稱狀態(tài)機(jī)，是表示有限個(gè)狀態(tài)（State）以及在這些狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移（Transition）和動(dòng)作（Action）等行為的數(shù)學(xué)模型。
狀態(tài)機(jī)有三個(gè)特征：
狀態(tài)（State）總數(shù)是有限的。
在任一時(shí)刻，只處于一種狀態(tài)。
在某種條件（Event）下，會(huì)從某種狀態(tài)轉(zhuǎn)移（Transition）到另一種狀態(tài)，同時(shí)執(zhí)行某個(gè)動(dòng)作（Action）。
從有限狀態(tài)機(jī)的定義和特征我們可以看到它的幾個(gè)重要概念：
狀態(tài)（State）：包括初始狀態(tài)和事件觸發(fā)后的狀態(tài)，同時(shí)必須要有一個(gè)最終狀態(tài)。
事件（Event）：觸發(fā)狀態(tài)機(jī)從一種狀態(tài)切換到另一種狀態(tài)。
轉(zhuǎn)移（Transition）：狀態(tài)切換路徑，包含Event(觸發(fā)該轉(zhuǎn)移的事件)，Source(源狀態(tài)），Target(目的狀態(tài))。
動(dòng)作（Action）：表示在進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移后要執(zhí)行的具體行為。
由于有限狀態(tài)機(jī)的這些特征，我們可以把狀態(tài)轉(zhuǎn)移的過(guò)程做成類似這樣的狀態(tài)轉(zhuǎn)移表。
| 條件當(dāng)前狀態(tài) | 狀態(tài)A | 狀態(tài)B | 狀態(tài)C | 狀態(tài)D |
|---|---|---|---|---|
| 條件X | 狀態(tài)B | 狀態(tài)C | 狀態(tài)D | ... |
| 條件Y | 狀態(tài)C | 狀態(tài)D | ... | ... |
| 條件Z | ... | 狀態(tài)A | 狀態(tài)A | 狀態(tài)A |
可以歸納為一個(gè)公式。
Old State + Event = New State
把上面的狀態(tài)轉(zhuǎn)移表用公式表達(dá)就是
狀態(tài)A + 條件X = 狀態(tài)B
狀態(tài)A + 條件Y = 狀態(tài)C
...
我們小時(shí)候都應(yīng)該玩過(guò)貪吃蛇這個(gè)游戲，游戲規(guī)則不必再說(shuō)，我們看看使用有限狀態(tài)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)游戲。
狀態(tài)轉(zhuǎn)移表：
| 條件當(dāng)前狀態(tài) | GAME_OVER | UP | DOWN | LEFT | RIGHT |
|---|---|---|---|---|---|
| EAT | ... | UP | DOWN | LEFT | RIGHT |
| HIT | ... | GAME_OVER | GAME_OVER | GAME_OVER | GAME_OVER |
| TURN_UP | UP | ... | ... | UP | UP |
| TURN_DOWN | DOWN | ... | ... | DOWN | DOWN |
| TURN_LEFT | LEFT | LEFT | LEFT | ... | ... |
| TURN_RIGHT | RIGHT | RIGHT | RIGHT | ... | ... |
EAT：吃掉食物
HIT：撞墻或自己
TURN_UP：向上轉(zhuǎn)向事件
...
GAME_OVER： 為了簡(jiǎn)便一點(diǎn)，我們讓它既是開(kāi)始又是結(jié)束的狀態(tài)，當(dāng)按下上下左右任一鍵時(shí)開(kāi)始游戲。
UP: 向上前進(jìn)狀態(tài)，此時(shí)可以吃掉食物，也可以撞到墻或自己，同時(shí)可以向左向右轉(zhuǎn)向，但按下向上或向下是不會(huì)觸發(fā)任何動(dòng)作。
...
當(dāng)我們把狀態(tài)轉(zhuǎn)移表定義好之后就會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)游戲剩下的部分非常好寫(xiě)，而且邏輯非常清楚，這就是有限狀態(tài)機(jī)的好處。
有限狀態(tài)機(jī)在編程中有哪些應(yīng)用詞法分析
正則表達(dá)式
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
游戲設(shè)計(jì)
自動(dòng)電話客服
...
我們用有限狀態(tài)機(jī)做什么筆者目前所在的部門(mén)是正在使用OpenStack做電子網(wǎng)絡(luò)靶場(chǎng)的一個(gè)項(xiàng)目，必然少不了對(duì)虛擬機(jī)各項(xiàng)指標(biāo)的采集，因此對(duì)采集進(jìn)行監(jiān)控也是必要的措施，以便在采集故障之后及時(shí)預(yù)警。
整個(gè)監(jiān)控流程是由客戶端（Java微服務(wù)）往Kafka中發(fā)一條采集配置，采集端（Python）收到這條配置后進(jìn)行解析配置，然后進(jìn)行指標(biāo)采集，同時(shí)往Kafka回傳一些運(yùn)行信息，當(dāng)想要停止采集時(shí)需要客戶端再次下發(fā)一條關(guān)閉配置，采集端進(jìn)行執(zhí)行并回傳至Kafka關(guān)閉信息。
看似這個(gè)過(guò)程十分簡(jiǎn)單，像把大象裝進(jìn)冰箱一樣簡(jiǎn)單。
打開(kāi)冰箱門(mén)。
把大象塞進(jìn)行。
關(guān)上冰箱門(mén)。
使用有限狀態(tài)機(jī)來(lái)做其中的狀態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)真的就像是把大象塞進(jìn)冰箱一樣簡(jiǎn)單（其中使用restful接口接收客戶端的開(kāi)始關(guān)閉配置，監(jiān)聽(tīng)kafka指定topic來(lái)處理采集端消息）。
定義狀態(tài)轉(zhuǎn)移表| 條件當(dāng)前狀態(tài) | Idle | processing | wait_close | exception | timeout | closed |
|---|---|---|---|---|---|---|
| start_conf | ||||||
| error_conf | closed | |||||
| pro_start | processing | |||||
| heartbeat | processing | processing | ||||
| error_runtime | exception | |||||
| stop_conf | wait_close | wait_close | wait_close | |||
| pro_stop | closed | closed | closed | |||
| msg_timeout | timeout | timeout | timeout | timeout | ||
| fix | closed |
事件
start_conf：客戶端（Java微服務(wù)）采集配置
error_conf：采集端（Python）配置解析錯(cuò)誤
pro_start：采集端（Python）開(kāi)始采集
heartbeat：采集端（Python）正在采集
error_runtime ：采集端（Python）采集過(guò)程中出錯(cuò)
stop_conf:客戶端（Java微服務(wù)）關(guān)閉配置
pro_stop: 采集端（Python）退出采集
msg_timeout:采集端（Python）消息超時(shí)
fix: 監(jiān)控端 手動(dòng)確認(rèn)任務(wù)已經(jīng)人為修復(fù)
狀態(tài)
Idle：收到采集配置后有限狀態(tài)機(jī)的默認(rèn)狀態(tài)
processing：正在采集
wait_close ：收到關(guān)閉配置后等待關(guān)閉
exception：采集異常
timeout：超時(shí)
closed：采集關(guān)閉
使用狀態(tài)機(jī)進(jìn)行編碼筆者這里使用的庫(kù)是squirrel-foundation，支持多實(shí)例狀態(tài)機(jī)并且和spring進(jìn)行整合也比較簡(jiǎn)單。
總結(jié)有限狀態(tài)機(jī)能使我們從復(fù)雜的狀態(tài)轉(zhuǎn)移判斷中脫離出來(lái)，專心業(yè)務(wù)邏輯，并且避免狀態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程的判斷錯(cuò)誤，是一種很強(qiáng)大的模型。
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摘要：狀態(tài)機(jī)有三個(gè)特征狀態(tài)總數(shù)是有限的。由于有限狀態(tài)機(jī)的這些特征，我們可以把狀態(tài)轉(zhuǎn)移的過(guò)程做成類似這樣的狀態(tài)轉(zhuǎn)移表。 有限狀態(tài)機(jī)是什么 有限狀態(tài)機(jī)（英語(yǔ)：finite-state machine，縮寫(xiě)：FSM）又稱有限狀態(tài)自動(dòng)機(jī)，簡(jiǎn)稱狀態(tài)機(jī)，是表示有限個(gè)狀態(tài)（State）以及在這些狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移（Transition）和動(dòng)作（Action）等行為的數(shù)學(xué)模型。 狀態(tài)機(jī)有三個(gè)特征： 狀態(tài)（St...
摘要：前端與狀態(tài)現(xiàn)在的前端開(kāi)發(fā)中，對(duì)于狀態(tài)的管理是重中之重。有限狀態(tài)機(jī)那么如何更好的管理前端軟件的復(fù)雜度的狀態(tài)機(jī)思想給出了自己的答案。有限狀態(tài)機(jī)并不是一個(gè)復(fù)雜的概念簡(jiǎn)單說(shuō)，它有三個(gè)特征狀態(tài)總數(shù)是有限的。 前提 在現(xiàn)在的前端社區(qū)，關(guān)于MVVM、Model driven view 之類的概念，已經(jīng)算是非常普及了。React/Vue 這類框架可以算是代表。而自己雖然有 React/Vue 的使用經(jīng)...
摘要：有限狀態(tài)機(jī)可以歸納出四個(gè)要素現(xiàn)態(tài)即當(dāng)前的狀態(tài)。但狀態(tài)模式還有一點(diǎn)需要注意到，當(dāng)采用子類繼承實(shí)現(xiàn)多種具體狀態(tài)的時(shí)候，注意控制狀態(tài)的數(shù)量，以免出現(xiàn)子類數(shù)量膨脹的現(xiàn)象在使用或等更完整面向?qū)ο笳Z(yǔ)言時(shí)。 業(yè)務(wù)代碼開(kāi)發(fā)久了，偶爾看看設(shè)計(jì)模式，總會(huì)讓自己有一種清新脫俗的感覺(jué)。總想把這種感覺(jué)記下來(lái)，但一想到要先起個(gè)恰如其分的標(biāo)題和開(kāi)頭，就讓我有一種百爪撓心的糾結(jié)，所以遲遲沒(méi)有開(kāi)始。今天起更新我學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)...
地址的識(shí)別和分析是本地搜索必不可少的技術(shù)，盡管有許多識(shí)別和分析地址的方法，最有效的是有限狀態(tài)機(jī)。一個(gè)有限狀態(tài)機(jī)是一個(gè)特殊的有向圖（參見(jiàn)有關(guān)圖論的系列），它包括一些狀態(tài)（節(jié)點(diǎn)）和連接這些狀態(tài)的有向弧。下圖是一個(gè)識(shí)別中國(guó)地址的有限狀態(tài)機(jī)的簡(jiǎn)單的例子。每一個(gè)有限狀態(tài)機(jī)都有一個(gè)啟始狀態(tài)和一個(gè)終止?fàn)顟B(tài)和若干中間狀態(tài)。每一條弧上帶有從一個(gè)狀態(tài)進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)的條件。比如，在上圖中，當(dāng)前的狀態(tài)是省，如果遇到一個(gè)詞...
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