彻底搞懂Spring状态机原理，实现订单与物流解耦

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原创最新推荐文章于 2026-08-07 10:21:40 发布 614 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

订单有限状态机架构设计有限状态机 有限状态机（Finite-state machine, FSM），是表示有限个状态以及在这些状态之间的转移和动作等行为的数学模型。主要用来是描述对象在它的生命周期内所经历的状态序列，以及如何响应来自外界的各种事件。 状态机可归纳为4个要素，即现态、条件、动作、新态。其中“现态”和“条件”是因，“动作”和“次态”是果。 **现态：**是指当前所处的状态。 **事件：**又称为“条件”。当一个事件发生，将会触发一个动作，或者执行一次状态的迁移。 **动作：**条件满足后执行的动作。动作执阅读详情

1　状态模式的UML类图#

状态模式的UML类图如下图所示。

2　使用状态模式实现登录状态自由切换#

当我们在社区阅读文章时，如果觉得文章写得很好，我们就会评论、收藏两连发。如果处于登录情况下，则可以直接做评论、收藏这些行为。否则，跳转到登录界面，登录后再继续执行先前的动作。这里涉及的状态有两种：登录与未登录；行为有两种：评论和收藏。下面使用状态模式来实现这个逻辑，代码如下。
首先创建抽象状态角色UserState类。


public abstract class UserState {
    protected AppContext context;

    public void setContext(AppContext context) {
        this.context = context;
    }

    public abstract void favorite();

    public abstract void comment(String comment);
}

然后创建登录状态LogInState类。


public class LoginInState extends UserState {
    @Override
    public void favorite() {
        System.out.println("收藏成功！");
    }

    @Override
    public void comment(String comment) {
        System.out.println(comment);
    }
}

创建未登录状态UnloginState类。


public class UnLoginState extends UserState {
    @Override
    public void favorite() {
        this.switch2Login();
        this.context.getState().favorite();
    }

    @Override
    public void comment(String comment) {
        this.switch2Login();
        this.context.getState().comment(comment);
    }

    private void switch2Login() {
        System.out.println("跳转到登录页面!");
        this.context.setState(this.context.STATE_LOGIN);
    }
}

创建上下文角色AppContext类。


public class AppContext {
    public static final UserState STATE_LOGIN = new LoginInState();
    public static final UserState STATE_UNLOGIN = new UnLoginState();
    private UserState currentState = STATE_UNLOGIN;
    {
        STATE_LOGIN.setContext(this);
        STATE_UNLOGIN.setContext(this);
    }

    public void setState(UserState state) {
        this.currentState = state;
        this.currentState.setContext(this);
    }

    public UserState getState() {
        return this.currentState;
    }

    public void favorite() {
        this.currentState.favorite();
    }

    public void comment(String comment) {
        this.currentState.comment(comment);
    }
}

最后编写客户端测试代码。


public static void main(String[] args) {
        AppContext context = new AppContext();
        context.favorite();
        context.comment("评论: 好文章，360个赞!");
}

运行结果如下图所示。

3　使用状态机实现订单状态流转控制#

状态机是状态模式的一种应用，相当于上下文角色的一个升级版。在工作流或游戏等各种系统中有大量使用，如各种工作流引擎，它几乎是状态机的子集和实现，封装状态的变化规则。Spring也提供了一个很好的解决方案。Spring中的组件名称就叫作状态机（StateMachine）。状态机帮助开发者简化状态控制的开发过程，让状态机结构更加层次化。下面用Spring状态机模拟一个订单状态流转的过程。

3.1 添加依赖。#


<dependency>
    <groupId>org.springframework.statemachine</groupId>
    <artifactId>spring-statemachine-core</artifactId>
    <version>2.0.1.RELEASE</version>
</dependency>

3.2 创建订单实体Order类。#


public class Order {
    private int id;
    private OrderStatus status;
    public void setStatus(OrderStatus status) {
        this.status = status;
    }

    public OrderStatus getStatus() {
        return status;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "订单号：" + id + ", 订单状态：" + status;
    }
}

3.3 创建订单状态枚举类和状态转换枚举类。#


/**
 * 订单状态
 */
public enum OrderStatus {
    //待支付，待发货，待收货，订单结束
    WAIT_PAYMENT, WAIT_DELIVER, WAIT_RECEIVE, FINISH;
}

/**
 * 订单状态改变事件
 */
public enum OrderStatusChangeEvent {
    //支付，发货，确认收货
    PAYED, DELIVERY, RECEIVED;
}

3.4 添加状态流转配置。#


/**
 * 订单状态机配置
 */
@Configuration
@EnableStateMachine(name = "orderStateMachine")
public class OrderStateMachineConfig extends StateMachineConfigurerAdapter<OrderStatus, OrderStatusChangeEvent> {
 
    /**
     * 配置状态
     * @param states
     * @throws Exception
     */
    public void configure(StateMachineStateConfigurer<OrderStatus, OrderStatusChangeEvent> 	states) throws Exception {
        states
                .withStates()
                .initial(OrderStatus.WAIT_PAYMENT)
                .states(EnumSet.allOf(OrderStatus.class));
    }
 
    /**
     * 配置状态转换事件关系
     * @param transitions
     * @throws Exception
     */
    public void configure(StateMachineTransitionConfigurer<OrderStatus, OrderStatusChangeEvent> 	transitions) throws Exception {
        transitions
                .withExternal().source(OrderStatus.WAIT_PAYMENT).target(OrderStatus.WAIT_DELIVER)
                .event(OrderStatusChangeEvent.PAYED)
                .and()
                .withExternal().source(OrderStatus.WAIT_DELIVER).target(OrderStatus.WAIT_RECEIVE)
                .event(OrderStatusChangeEvent.DELIVERY)
                .and()
                .withExternal().source(OrderStatus.WAIT_RECEIVE).target(OrderStatus.FINISH)
                .event(OrderStatusChangeEvent.RECEIVED);
    }
 
    /**
     * 持久化配置
     * 在实际使用中，可以配合Redis等进行持久化操作
     * @return
     */
    @Bean
    public DefaultStateMachinePersister persister(){
        return new DefaultStateMachinePersister<>(new StateMachinePersist<Object, Object, 			Order>() {
            @Override
            public void write(StateMachineContext<Object, Object> context, Order order) throws 			Exception {
                //此处并没有进行持久化操作
            }
 
            @Override
            public StateMachineContext<Object, Object> read(Order order) throws Exception {
                //此处直接获取Order中的状态，其实并没有进行持久化读取操作
                return new DefaultStateMachineContext(order.getStatus(), null, null, null);
            }
        });
    }
}

3.5 添加订单状态监听器。#


@Component("orderStateListener")
@WithStateMachine(name = "orderStateMachine")
public class OrderStateListenerImpl{
 
    @OnTransition(source = "WAIT_PAYMENT", target = "WAIT_DELIVER")
    public boolean payTransition(Message<OrderStatusChangeEvent> message) {
        Order order = (Order) message.getHeaders().get("order");
        order.setStatus(OrderStatus.WAIT_DELIVER);
        System.out.println("支付，状态机反馈信息：" + message.getHeaders().toString());
        return true;
    }
 
    @OnTransition(source = "WAIT_DELIVER", target = "WAIT_RECEIVE")
    public boolean deliverTransition(Message<OrderStatusChangeEvent> message) {
        Order order = (Order) message.getHeaders().get("order");
        order.setStatus(OrderStatus.WAIT_RECEIVE);
        System.out.println("发货，状态机反馈信息：" + message.getHeaders().toString());
        return true;
    }
 
    @OnTransition(source = "WAIT_RECEIVE", target = "FINISH")
    public boolean receiveTransition(Message<OrderStatusChangeEvent> message){
        Order order = (Order) message.getHeaders().get("order");
        order.setStatus(OrderStatus.FINISH);
        System.out.println("收货，状态机反馈信息：" + message.getHeaders().toString());
        return true;
    }
}

3.6 创建IOrderService接口。#


public interface IOrderService {
    //创建新订单
    Order create();
    //发起支付
    Order pay(int id);
    //订单发货
    Order deliver(int id);
    //订单收货
    Order receive(int id);
    //获取所有订单信息
    Map<Integer, Order> getOrders();
}

3.7 在Service业务逻辑中应用。#


@Service("orderService")
public class OrderServiceImpl implements IOrderService {

    @Autowired
    private StateMachine<OrderStatus, OrderStatusChangeEvent> orderStateMachine;
 
    @Autowired
    private StateMachinePersister<OrderStatus, OrderStatusChangeEvent, Order> persister;
 
    private int id = 1;
    private Map<Integer, Order> orders = new HashMap<>();

    public Order create() {
        Order order = new Order();
        order.setStatus(OrderStatus.WAIT_PAYMENT);
        order.setId(id++);
        orders.put(order.getId(), order);
        return order;
    }

    public Order pay(int id) {
        Order order = orders.get(id);
        System.out.println("线程名称：" + Thread.currentThread().getName() + " 尝试支付，订单号：" + id);
        Message message = MessageBuilder.withPayload(OrderStatusChangeEvent.PAYED).
setHeader("order", order).build();
        if (!sendEvent(message, order)) {
            System.out.println("线程名称：" + Thread.currentThread().getName() + " 支付失败, 状态异常，订单号：" + id);
        }
        return orders.get(id);
    }

    public Order deliver(int id) {
        Order order = orders.get(id);
        System.out.println("线程名称：" + Thread.currentThread().getName() + " 尝试发货，订单号：" + id);
        if (!sendEvent(MessageBuilder.withPayload(OrderStatusChangeEvent.DELIVERY)
.setHeader("order", order).build(), orders.get(id))) {
            System.out.println("线程名称：" + Thread.currentThread().getName() + " 发货失败，状态异常，订单号：" + id);
        }
        return orders.get(id);
    }

    public Order receive(int id) {
        Order order = orders.get(id);
        System.out.println("线程名称：" + Thread.currentThread().getName() + " 尝试收货，订单号：" + id);
        if (!sendEvent(MessageBuilder.withPayload(OrderStatusChangeEvent.RECEIVED)
.setHeader("order", order).build(), orders.get(id))) {
            System.out.println("线程名称：" + Thread.currentThread().getName() + " 收货失败，状态异常，订单号：" + id);
        }
        return orders.get(id);
    }
 

    public Map<Integer, Order> getOrders() {
        return orders;
    }
 
 
    /**
     * 发送订单状态转换事件
     *
     * @param message
     * @param order
     * @return
     */
    private synchronized boolean sendEvent(Message<OrderStatusChangeEvent> message, Order order) {
        boolean result = false;
        try {
            orderStateMachine.start();
            //尝试恢复状态机状态
            persister.restore(orderStateMachine, order);
            //添加延迟用于线程安全测试
            Thread.sleep(1000);
            result = orderStateMachine.sendEvent(message);
            //持久化状态机状态
            persister.persist(orderStateMachine, order);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            orderStateMachine.stop();
        }
        return result;
    }
}

3.8 编写客户端测试代码。#



@SpringBootApplication
public class Test {
    public static void main(String[] args) {

        Thread.currentThread().setName("主线程");

        ConfigurableApplicationContext context = SpringApplication.run(Test.class,args);

        IOrderService orderService = (IOrderService)context.getBean("orderService");

        orderService.create();
        orderService.create();

        orderService.pay(1);

        new Thread("客户线程"){
            @Override
            public void run() {
                orderService.deliver(1);
                orderService.receive(1);
            }
        }.start();

        orderService.pay(2);
        orderService.deliver(2);
        orderService.receive(2);

        System.out.println("全部订单状态：" + orderService.getOrders());

    }
}

通过这个真实的业务案例，相信小伙伴们已经对状态模式有了一个非常深刻的理解。

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