状态机 Stateless VS StateMachine

状态机应用实践
最新推荐文章于 2025-04-30 09:07:19 发布
原创 最新推荐文章于 2025-04-30 09:07:19 发布 · 1.9k 阅读 · 4 ·
CC 4.0 BY-SA版权
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。

本文介绍了状态机的概念及其在复杂业务场景中的应用。通过对比两款C#状态机库——Stateless和StateMachine，阐述了它们的特点及使用场景。使用状态机能简化代码逻辑，减少状态判断，使代码更加清晰。

【什么是状态机】

一句话概括：

状态机是有限状态自动机的简称，是现实事物运行规则抽象而成的一个数学模型。

来解释什么是“状态”（ State ）。现实事物是有不同状态的，例如一个自动门，就有 open 和 closed 两种状态。我们通常所说的状态机是有限状态机，也就是被描述的事物的状态的数量是有限个，例如自动门的状态就是两个 open 和 closed 。

状态机，也就是 State Machine ，不是指一台实际机器，而是指一个数学模型。说白了，一般就是指一张状态转换图。例如，根据自动门的运行规则，我们可以抽象出下面这么一个图。

自动门有两个状态，open 和 closed ，closed 状态下，如果读取开门信号，那么状态就会切换为 open 。open 状态下如果读取关门信号，状态就会切换为 closed 。

状态机的全称是有限状态自动机，自动两个字也是包含重要含义的。给定一个状态机，同时给定它的当前状态以及输入，那么输出状态时可以明确的运算出来的。例如对于自动门，给定初始状态 closed ，给定输入“开门”，那么下一个状态时可以运算出来的。

这样状态机的基本定义我们就介绍完毕了。重复一下：状态机是有限状态自动机的简称，是现实事物运行规则抽象而成的一个数学模型。

以上内容引用于：https://zhuanlan.zhihu.com/p/47434856，里面有更详细的状态机描述，大家可以移步详细了解

我们为什么使用状态机，我的项目为独立场景的桌面应用程序，包含10种以下个子功能，菜单要明显的显示出当前状态，并且存在功能之间的组合使用等复杂情况，没有状态机的情况下，我们需要在每个功能的开启处添加各种判断，判断当前状态，判断是否能切换到下一个状态，切换时是否要停止当前状态，还需要全局变量标识当前的状态。这时想起了状态机这个东东，但是没有在C#里面使用过，所以又是一段时间的找资料，具体对比使用了下面两款状态机，之后详细的介绍下两者的用法和缺点。使用状态机后，所有的状态变更统一由状态机控制，代码清晰并避免了大量的判断。

【Stateless】

git地址

https://github.com/dotnet-state-machine/stateless

简介：轻量级的C#状态机，优点可判断状态之间的层级关机、可添加多层父类关系，缺点是多层父类关系造成了其关系混乱，状态触发时很难准确的进入到你期望的状态中，没有选择它的原因就是这个。

用法可参照此篇文章，介绍的很详细，此处不再赘述

https://www.cnblogs.com/CKExp/p/11564882.html

【StateMachine】全名Appccelerate.StateMachine

git地址

https://github.com/appccelerate/statemachine

简介：较完善的状态机，优点是状态可定制化强，可定义状态进入的初始子状态，定义状态重复进入时的规则，定义事件触发时的细节判断，可用性强，缺点是无法判断状态之间的关系，状态的层级关系单一，无法扩展。另外的缺点就是中文资料基本没有，Stateless还有两三篇文章可以学习，这款状态机就只能自己参照git的相关资料，动手一步步测试了。我们最终选择的就是这款状态机，业务较为复杂的时候，推荐使用。

抱歉，今天就写到这里，StateMachine的用法之后添加，先立个小目标，14号前写完这篇文章

【MAUI】状态机Stateless
欢迎指错||纠正||建议||水评+点赞&&评论&&关注&&转发
08-08 1328
Stateless框架在软件设计领域，特别是在.NET生态系统中，是一个轻量级的状态机框架，它提供了一种简单的方式来定义和管理状态机。
状态机不同特性使用举例（使用stateless）
星河队长
05-17 897
/ 设置状态进入和离开时的动作.OnEntry(() => Console.WriteLine("开始浏览商品")).OnExit(() => Console.WriteLine("浏览商品结束"));.SubstateOf(State.Browsing) // 继承自Browsing状态.OnEntry(() => Console.WriteLine("商品已添加到购物车")).OnExit(() => Console.WriteLine("离开购物车"));
Appccelerate StateMachine 开源项目教程
gitblog_01086的博客
08-21 1237
Appccelerate StateMachine 开源项目教程 项目介绍 Appccelerate StateMachine 是一个用于构建和运行状态机的开源库。它提供了强大的状态机功能，支持同步和异步操作，适用于多种应用场景。该项目旨在简化状态机的实现和管理，使得开发者能够更专注于业务逻辑的开发。 项目快速启动 安装 首先，你需要通过 NuGet 安装 Appccelerate StateMa...
StateMachineCompiler for C 根据状态表生成【层次状态机】【C代码】
09-24
Python实现，根据状态表生成C代码的【层次状态机】，亦可退化成【平面状态机】。使用C模拟C++的一些特性。 2009.12.3: 里面有readme，在研究之前先读一下。 对于号称“专业研究。。。”的fazai001（无激发）同学，本人表示不屑。 压缩包内有现成的例子，使用如下： 安装python2.5.2 在该目录的cmd下，运行python smc.sm watch.sm 生成两个目录，以及gen_xxx.c, gen_xxx.h几只文件 用vc6创建空的工程，加入gen_xxx.c, watch_hsm.c等三支文件就可以编译运行了 完整的状态机转换图在watch.sm文件中。
SMC - The State machine Compiler
u013961875的专栏
03-26 1011
HomePage This state machine compiler is very interesting.  It defined state file and could generate code for multiple languages.  Also it could generate graph of state.
SMC状态机代码生成工具-一个小demo
m0_53186541的博客
11-29 955
smc状态机生成工具简单理解+一个简单的smc代码实例
探秘神奇的 SMC：状态机编译器
gitblog_00054的博客
06-22 458
探秘神奇的 SMC：状态机编译器 项目简介 SMC（State Machine Compiler） 是一个基于 Java 的应用，它能将状态转换表转化为实现指定状态机的代码，支持包括 Java、C 和 C++ 在内的多种编程语言。只需简单的配置和输入文件，就能自动生成高效运行的状态机代码。 技术解析 SMC 使用一种简洁的语法来描述状态机的行为，如示例中的地铁闸机逻辑： Initial: Lock...
状态机自动生成代码软件
10-16
一个软件。实现： 图形界面上设计状态图，然后自动生成C\C++代码。
浅析C# 状态机Stateless
08-18
C# 状态机 Stateless 详解 C# 状态机 Stateless 是一种轻量级的状态机库，能够帮助开发者轻松地创建状态机，实现状态之间的切换。下面是对 C# 状态机 Stateless 的详细介绍。 什么是状态机？ 状态机（Finite ...
JAVA-stateless4j StateMachine从入门到实战
Jet_qi的博客
06-30 2498
JAVA-stateless4j StateMachine从入门到实战 状态机第一次接触是在研究生课程《计算理论基础》上，里面有一章是讲解-有穷状态机，秦绪佳老师讲解得极其晦涩难懂。有限状态机是一种用来进行对象行为建模的工具=，其作用主要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。在电商场景（订单、物流、售后）、社交（IM消息投递）、分布式集群管理（分布式计算平台任务编排）等场景都有大规模的使用。在商品中心使用场景中，主要涉及审核相关场景：如商品、品牌、SPU在某些事件下的
状态机模式代码生成器 Finite State Machine Compiler
10-21
Robert C. Martin做了两个自动产生FSM代码的工具，for java和for C++各一个。这个工具的输入是纯文本的状态机描述，自动产生符合State Pattern的代码，这样developer的工作只需要维护状态机的文本描述，没必要冒引入bug的风险去维护code。
SMC - 状态机代码生成工具 - Java工程示例
02-25
1、资源内容：Java工程示例的SMC - 状态机的基本格式说明及使用示例； 2、应用场景：SMC可以通过一个配置文件，生成有限状态机所需的所有状态类以及状态机类，同时还包括了所有的状态间的转换逻辑。 3、参考链接：资源配套说明可参考链接 - [SMC - 状态机代码生成工具]:https://blog.csdn.net/weixin_44462773/article/details/123089749
FSM状态机生成工具
08-23
使用JAVA语言编写的FSM状态机生成工具，可以产生C C++ JAVA版本的FSM状态机源程序，状态设计只需填写文本文件即可，非常实用，可以大大缩短状态机编程时间，并保证正确性。
SMC - The State Machine Compiler-开源
04-17
SMC接收存储在.sm文件中的状态机，并以14种编程语言生成状态模式。 包括：默认过渡，过渡arg，过渡防护，推送/弹出过渡和进入/退出操作。 有关更多信息，请参见《用户手册》。
有限状态自动机编译器(smc)
11-13
一个很方便的状态机代码自动生成工具,有Linux和window两个版本.运行的基础是java虚拟机. 详细的说明参看压缩包内的说明吧.这是一个source forgue的项目,具体地址也可以在压缩包内找到. 内含Windows下的所有三个组成部分: 1.二进制可运行包 2.手册 3.源代码包 这个工具出身名门.最早的作者是Bob Martin
Stateless 状态机父子状态深度剖析
品质生活，极致编程。
04-30 701
父状态是一个相对宽泛的状态概念，它可以包含多个子状态。子状态是父状态的细化，代表了在父状态下的不同具体情况。例如，在一个游戏角色的状态管理中，“战斗” 可以作为一个父状态，而 “攻击”“防御”“躲避” 等可以作为 “战斗” 状态下的子状态。首先，我们需要定义父状态和子状态的枚举类型。// 定义父状态Normal,Battle// 定义子状态Idle,Attacking,Defending。
SMC - 状态机代码生成工具
weixin_44462773的博客
02-23 5924
本文包括smc简介、sm文件格式说明、sm文件示例和java - smc的实现及工作流程图形生成的示例
为Linux应用构造有限状态机
Kay's Blog
10-19 2929
前些日子写程序，对一些按钮状态的控制很是费功夫，虽然知道应该使用状态机，但是没有经验无从下手，今天看到一篇linux下使用有限状态机的文章，它主要是介绍采用fsmc来自动构造有限状态机，感觉不过瘾，如果有机会看到模拟delphi中那种类似action的设计模式就好了，原文来自：http://www-900.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-fsmachine/in
一个自动将状态机生成代码的软件
My_Jeff的专栏
10-16 7909
作为程序员，对状态机都有一定的了解，甚至经常使用。         使用状态机的时候，一般都是自己设计程序去实现状态机，但，当要修改和维护时，就会显得不方便，特别是项目比较复杂的时候。         于是一种不用自己写代码去实现的状态机软件就诞生了，图形界面上设计状态图，然后自动生成C\C++代码。生成的代码实现了状态机本身的机制，状态转换的逻辑关系，程序员所要做的是向状态机提交事件，和定义
stateless 动态创建状态机
最新发布
07-18
<think>我们正在讨论的是在无状态（stateless）环境下动态创建状态机的问题。根据引用[1]和[2]，Stateless框架是一个轻量级的状态机框架，它允许我们以简单的方式定义状态机。但是，用户的问题是在无状态环境下动态创建状态机，这意味着我们可能需要在每次请求时重新创建状态机，而不依赖于之前的状态。 引用[2]中展示了一个使用Stateless框架创建状态机的例子，它通过配置状态和触发器的转换关系来定义状态机。但是，这个例子是在代码中静态配置的。如果我们想要动态创建状态机，我们需要在运行时根据某些条件来配置状态机。 引用[4]提到了一个方法：`PermitDynamic`，它允许我们动态选择下一个状态。这提供了一种动态性的方式，但还不够，因为用户需要的是整个状态机的动态创建，而不仅仅是动态选择下一个状态。 因此，我们需要考虑如何在运行时动态地定义状态机的状态和转换规则。我们可以将状态机的配置信息（如状态、触发器、转换规则）存储在外部（如数据库或配置文件），然后在每次创建状态机时从外部源加载配置。 步骤： 1. 定义状态和触发器的枚举（或者使用字符串等动态类型，但Stateless要求状态和触发器是同一类型，且通常使用枚举）。但是，如果我们希望完全动态，我们可以考虑使用字符串来表示状态和触发器。 2. 设计一个存储状态机配置的方式，例如，我们可以有一个配置列表，每个配置项包括：当前状态、触发器、目标状态（或者动态选择目标状态的方法）。 3. 在创建状态机实例时，从存储中读取配置，然后通过Stateless提供的API动态配置状态机。 但是，Stateless框架的状态机配置是在编译时类型安全的，它通常要求状态和触发器是枚举。然而，我们可以通过使用`StateMachine<string, string>`来使用字符串作为状态和触发器，从而实现动态配置。 示例代码（C#）： 假设我们有一个状态机配置的列表，每个配置项包含：当前状态（CurrentState）、触发器（Trigger）、目标状态（NextState）以及是否使用动态选择（如果使用动态选择，则NextState可能是一个函数，但在配置列表中存储函数可能不太现实，所以我们可以考虑另一种方式：存储一个条件表达式或者委托的名称，然后通过反射调用。但这样会复杂，且可能不安全。因此，我们这里只考虑静态配置的转换，动态转换使用`PermitDynamic`，但需要预先注册委托）。 为了简化，我们可以这样设计： 1. 定义一个状态机配置类： public class StateTransitionConfig { public string CurrentState { get; set; } public string Trigger { get; set; } public string NextState { get; set; } // 如果使用静态转换 // 或者，我们可以有一个标志，指示是否动态选择状态，但动态选择需要提供委托，这需要我们在代码中预先定义好委托，然后通过配置触发器的名称来关联。 } 2. 从某个数据源（如数据库）读取配置列表。 3. 创建状态机并配置： var stateMachine = new StateMachine<string, string>("初始状态"); foreach (var config in configList) { // 获取当前状态的配置 var stateConfig = stateMachine.Configure(config.CurrentState); // 静态转换 stateConfig.Permit(config.Trigger, config.NextState); } 但是，如果我们想要动态选择目标状态（即根据运行时条件决定下一个状态），我们可以使用`PermitDynamic`，但需要提供一个委托。这个委托必须预先定义好，我们可以在配置中指定一个委托名称，然后通过一个字典映射到具体的委托方法。 例如： public delegate string DynamicStateSelector(); private Dictionary<string, DynamicStateSelector> _dynamicSelectors = new Dictionary<string, DynamicStateSelector>(); // 注册动态选择器 _dynamicSelectors.Add("Selector1", () => { // 根据一些条件返回状态字符串 return "State1"; }); // 在配置循环中，如果配置项标记为动态，则使用PermitDynamic if (config.IsDynamic) { var selector = _dynamicSelectors[config.SelectorName]; stateConfig.PermitDynamic(config.Trigger, selector); } 这样，我们就可以在运行时动态配置状态机了。 但是，请注意，无状态环境意味着我们不会保存状态机的状态，所以每次请求时，我们可能需要根据某个外部存储的状态值来初始化状态机，然后根据事件（触发器）进行状态转换，并保存新的状态。 总结：在无状态环境下动态创建状态机，我们可以通过以下步骤实现： 1. 将状态机的配置存储在外部（如数据库），包括状态转换规则（静态转换和动态转换的委托名称）。 2. 当需要处理一个事件时，从外部存储获取当前状态，然后根据配置动态构建状态机（使用字符串作为状态和触发器类型）。 3. 对于动态转换，预先定义一组委托（动态状态选择器），并在配置中通过名称引用。 4. 触发事件后，得到新状态，然后将新状态保存回外部存储。 这样，状态机的状态保存在外部存储中，而状态机的转换规则通过动态配置加载，从而实现了无状态环境下的状态机动态创建和使用。 注意：Stateless框架本身并不要求状态机实例是长期存在的，我们可以在每次需要时根据当前状态和配置重新创建状态机实例，然后触发事件，得到新状态，然后销毁状态机实例。这样，应用服务器本身就可以是无状态的。 示例代码： 假设我们有一个服务，它处理订单状态。订单状态存储在数据库中，而状态转换规则也存储在数据库中（或者配置中心）。 伪代码： public class OrderService { // 获取订单的当前状态（从数据库） string currentState = GetOrderState(orderId); // 从配置源加载该订单类型的状态机配置 var configs = LoadStateMachineConfigs(orderType); // 创建状态机 var sm = new StateMachine<string, string>(currentState); // 配置状态机 foreach (var config in configs) { var stateConfig = sm.Configure(config.CurrentState); if (config.IsDynamic) { // 获取预先注册的委托 var selector = GetDynamicSelector(config.SelectorName); stateConfig.PermitDynamic(config.Trigger, selector); } else { stateConfig.Permit(config.Trigger, config.NextState); } } // 触发事件（例如：用户支付） sm.Fire("Pay"); // 获取新状态 string newState = sm.State; // 保存新状态到数据库 SaveOrderState(orderId, newState); } 这样，每次处理事件时，我们都重新创建状态机，然后触发事件，保存新状态。由于状态机配置是从外部加载的，所以我们可以动态修改配置（比如添加新的状态转换规则）而无需重新部署应用。 但是，这种方法在频繁触发事件时可能会有性能问题，因为每次都要重新加载配置并构建状态机。我们可以通过缓存状态机配置来优化。 另外，引用[3]提到了一种动态生成状态机的方法，它使用声明式配置（通过Action类）来动态生成状态机。虽然这是另一个框架（MSM）的做法，但思路类似：将配置与代码分离，在运行时根据配置生成状态机。 因此，在Stateless框架中，我们可以通过上述方式实现动态创建状态机。 相关问题： 1. 动态状态机配置如何存储和管理？ 2. 在无状态环境中，如何保证状态转换的并发安全？ 3. 如何优化动态创建状态机的性能？ 4. Stateless框架支持哪些动态配置方式？ 5. 除了Stateless框架，还有哪些支持动态创建状态机的框架？</think>### 在无状态环境下动态创建状态机的方法 在无状态（Stateless）环境中动态创建状态机，核心思路是**将状态机配置与状态存储分离**，通过外部数据源驱动状态机的动态构建。以下是具体实现方法： --- #### 一、核心实现步骤 1. **状态配置外部化** 将状态转换规则存储在数据库或配置文件中，例如： | 当前状态 | 触发器 | 目标状态 | 动态条件 | |----------|--------|----------|----------| | `草稿` | `提交` | `审核中` | - | | `审核中` | `通过` | `已发布` | `IsAdmin`| | `审核中` | `驳回` | `草稿` | - | 2. **动态加载配置** 初始化时从外部源加载配置，动态构建状态机： ```csharp // 伪代码：从数据库加载配置 var transitions = db.GetTransitions(); var stateMachine = new StateMachine<string, string>("草稿"); foreach (var t in transitions) { stateMachine.Configure(t.CurrentState) .PermitIf(t.Trigger, t.NextState, () => CheckCondition(t.DynamicCondition)); } ``` 3. **使用动态触发器** 通过 `PermitDynamic()` 实现运行时状态决策（引用[4]）： ```csharp // 根据业务数据动态选择目标状态 stateMachine.Configure("审核中") .PermitDynamic("分配", context => context.User.IsAdmin ? "高级处理" : "普通处理" ); ``` 4. **无状态设计** - **状态存储**：将当前状态保存在数据库/缓存中，而非内存 - **实例重建**：每次请求时根据存储的状态重建状态机： ```csharp var currentState = db.GetState(orderId); var sm = new StateMachine<string, string>(currentState); sm.Configure(...); // 动态加载配置 sm.Fire(trigger); // 触发事件 db.SaveState(orderId, sm.State); // 保存新状态 ``` --- #### 二、关键代码示例 ```csharp // 动态构建状态机（引用[2]扩展） public StateMachine<string, string> BuildStateMachine(string initialState) { var sm = new StateMachine<string, string>(initialState); var rules = LoadRulesFromDatabase(); // 从数据库加载配置 foreach (var rule in rules) { sm.Configure(rule.CurrentState) .OnEntry(() => LogEntry(rule.CurrentState)) .PermitDynamic(rule.Trigger, ctx => rule.UseDynamic ? CalculateNextState(ctx) : rule.NextState ); } return sm; } // 使用示例 var orderState = GetOrderStateFromDB(orderId); var sm = BuildStateMachine(orderState); sm.Fire("支付"); // 触发事件 SaveStateToDB(sm.State); // 保存新状态 ``` --- #### 三、解决无状态环境的关键点 1. **状态持久化** 每次操作后立即将新状态保存到外部存储（如数据库），确保下次请求可重建。 2. **配置热更新** 修改数据库中的转换规则即可动态调整状态机逻辑，无需重启服务。 3. **动态条件支持** 通过 `PermitIf` 和 `PermitDynamic` 实现运行时决策（引用[4]）： ```csharp .PermitIf("提交", "审核中", () => DateTime.Now.Hour < 17) // 仅限工作时间提交 ``` 4. **上下文传递** 在触发事件时注入业务上下文： ```csharp sm.Fire("审核", new { User = currentUser }); // 上下文用于动态计算状态 ``` --- #### 四、适用场景 1. 需要运行时修改状态规则的业务（如工作流引擎） 2. 多租户系统中各租户拥有独立状态流 3. 状态转换依赖实时业务数据的场景（如风控系统） > **注意事项**：频繁重建状态机可能影响性能，建议通过缓存配置优化加载速度。对于超复杂状态机，可参考 MSM 的分层状态设计（引用[3]）。 --- ### 相关问题 1. 如何保证动态状态机在高并发场景下的数据一致性？ 2. Stateless 框架的 `PermitDynamic` 与 `PermitIf` 有何本质区别？ 3. 在微服务架构中如何跨服务管理状态机？ 4. 动态状态机配置变更时如何避免版本冲突？ 5. 除了数据库，还有哪些存储方案适合保存状态机配置？
评论 1
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值