定义以及特点

有状态的对象,把复杂的“判断逻辑” 提取到不同的状态对象中,允许对象在其内部状态发生改变时改变其行为。

状态模式主要是 把状态的判断逻辑转移到表示不同状态的一系列类当中,可以把复杂的判断逻辑简化。

优点

  • 结构清晰,状态模式将与特定状态相关的行为局部化到一个状态中,将不同状态的行为分割开来,满足单一职责。
  • 将状态转化显示化,减少对象间的相互依赖。将不同的状态引入独立的对象中会使得状态转换变得更加明确,且减少对象间的相互依赖。
  • 状态职责明确,有利于程序的扩展。通过定义新的子类很容易的添加新的状态和转换。

缺点

  • 使用该模式,必然会增加新的类以及对象的个数。
  • 状态模式的结构和实现都比较复杂,使用不当会导致程序结构和代码比较混乱。
  • 状态模式对开闭原则的支持比较不友好,增加新的状态类需要修改负责状态转换的源码,当修改某个状态时也必须修改对应的源码。

设计模式的代码结构

  • 环境类(Context):也称为上下文,定义了客户端需要的接口,内部维护一个当前状态,并负责具体状态的切换
  • 抽象状态(State):定义一个接口,用以封装环境对象中的特定状态所对应的行为,可以有一个或多个行为。
  • 具体状态(Concrete State): 实现抽象状态所对应的行为,并且在需要的情况下进行状态切换。

背景

利用状态模式来实现多线程的状态转换

抽象状态父类:

  1. public abstract class ThreadState {
  2. protected String stateName;
  3. }

环境类:

  1. @Data
  2. public class ThreadContext {
  3. private ThreadState state;
  4. //初始化状态
  5. public ThreadContext(){
  6. this.state = new NewState();
  7. }
  8. public void start(){
  9. System.out.println("调用start()方法 -->");
  10. if ("新建状态".equals(state.stateName)){
  11. ((NewState)state).start(this);
  12. }else {
  13. System.out.println("当前状态:" + state.stateName + "!!! 不能调用start()方法");
  14. }
  15. }
  16. public void getCPU(){
  17. System.out.println("获得CPU()时间 -->");
  18. if ("就绪状态".equals(state.stateName)){
  19. ((RunnableState)state).getCPU(this);
  20. }else {
  21. System.out.println("当前状态:" + state.stateName + "!!! 不能调用getCPU()方法");
  22. }
  23. }
  24. public void stop(){
  25. System.out.println("调用stop()方法 -->");
  26. if ("运行状态".equals(state.stateName)){
  27. ((RunningState)state).stop(this);
  28. }else {
  29. System.out.println("当前状态:" + state.stateName + "!!! 不能调用stop()方法");
  30. }
  31. }
  32. public void suspend(){
  33. System.out.println("调用suspend()方法 -->");
  34. if ("运行状态".equals(state.stateName)){
  35. ((RunningState)state).suspend(this);
  36. }else {
  37. System.out.println("当前状态:" + state.stateName + "!!! 不能调用suspend()方法");
  38. }
  39. }
  40. public void resume(){
  41. System.out.println("调用start()方法 -->");
  42. if ("阻塞状态".equals(state.stateName)){
  43. ((BlockedState)state).resume(this);
  44. }else {
  45. System.out.println("当前状态:" + state.stateName + "!!! 不能调用resume()方法");
  46. }
  47. }
  48. }

具体状态类:

按照网上的教程写的部门,但是因为在环境类那不能进行类型的强制转换,所以逻辑流程走不到具体的状态类里面,因此将判断逻辑写在了上下文环境类上

  1. public class NewState extends ThreadState {
  2. public NewState(){
  3. stateName = "新建状态";
  4. System.out.println("当前状态:" + stateName);
  5. }
  6. public void start(ThreadContext threadContext){
  7. System.out.println("调用start()方法 -->");
  8. if ("新建状态".equals(stateName)){
  9. threadContext.setState(new RunnableState());
  10. }else {
  11. System.out.println("当前状态:" + stateName + "!!! 不能调用start()方法");
  12. }
  13. }
  14. }
  15. public class RunnableState extends ThreadState {
  16. public RunnableState(){
  17. stateName = "就绪状态";
  18. System.out.println("当前状态:" + stateName);
  19. }
  20. public void getCPU(ThreadContext threadContext){
  21. threadContext.setState(new RunningState());
  22. }
  23. }
  24. public class RunningState extends ThreadState {
  25. public RunningState(){
  26. stateName = "运行状态";
  27. System.out.println("当前状态:" + stateName);
  28. }
  29. public void stop(ThreadContext threadContext){
  30. threadContext.setState(new DeadState());
  31. }
  32. public void suspend(ThreadContext threadContext){
  33. threadContext.setState(new BlockedState());
  34. }
  35. }
  36. public class DeadState extends ThreadState {
  37. public DeadState(){
  38. stateName = "死亡状态";
  39. System.out.println("当前状态:" + stateName);
  40. }
  41. }
  42. public class BlockedState extends ThreadState {
  43. public BlockedState(){
  44. stateName = "阻塞状态";
  45. System.out.println("当前状态:" + stateName);
  46. }
  47. public void resume(ThreadContext threadContext){
  48. threadContext.setState(new RunningState());
  49. }
  50. }

使用:

  1. public class StateThreadSimpleMain {
  2. public static void main(String[] args) {
  3. ThreadContext threadContext = new ThreadContext();
  4. threadContext.start();
  5. threadContext.getCPU();
  6. threadContext.resume();
  7. }
  8. }