點(diǎn)贊再看管行，養(yǎng)成習(xí)慣她倘，公眾號(hào)搜一搜【一角錢技術(shù)】關(guān)注更多原創(chuàng)技術(shù)文章策添。本文 GitHub org_hejianhui/JavaStudy 已收錄，有我的系列文章逸爵。

前言

• 23種設(shè)計(jì)模式速記
• 單例（singleton）模式
• 工廠方法（factory method）模式
• 抽象工廠（abstract factory）模式
• 建造者/構(gòu)建器（builder）模式
• 原型（prototype）模式
• 享元（flyweight）模式
• 外觀（facade）模式
• 適配器（adapter）模式
• 裝飾（decorator）模式
• 觀察者（observer）模式
• 策略（strategy）模式
• 橋接（bridge）模式
• 模版方法（template method）模式
• 責(zé)任鏈（chain of responsibility）模式
• 組合（composite）模式
• 代理（proxy）模式
• 備忘錄（memento）模式
• 命令（command）模式
• 持續(xù)更新中......

23種設(shè)計(jì)模式快速記憶的請(qǐng)看上面第一篇幅疼，本篇和大家一起來(lái)學(xué)習(xí)狀態(tài)模式相關(guān)內(nèi)容。

模式定義

對(duì)有狀態(tài)的對(duì)象堂飞，把復(fù)雜的“判斷邏輯”提取到不同的狀態(tài)對(duì)象中哩簿，允許狀態(tài)對(duì)象在其內(nèi)部狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)改變其行為。

狀態(tài)模式把受環(huán)境改變的對(duì)象行為包裝在不同的狀態(tài)對(duì)象里酝静，其意圖是讓一個(gè)對(duì)象在其內(nèi)部狀態(tài)改變的時(shí)候节榜，其行為也隨之改變。現(xiàn)在我們來(lái)分析其基本結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法别智。

模版實(shí)現(xiàn)如下：

package com.niuh.designpattern.state.v1;

/**
 * <p>
 * 狀態(tài)模式
 * </p>
 */
public class StatePattern {

    public static void main(String[] args) {
        //創(chuàng)建環(huán)境  
        Context context = new Context();
        //處理請(qǐng)求
        context.Handle();
        context.Handle();
        context.Handle();
        context.Handle();
    }
}

//抽象狀態(tài)類
abstract class State {
    public abstract void Handle(Context context);
}

//具體狀態(tài)A類
class ConcreteStateA extends State {
    public void Handle(Context context) {
        System.out.println("當(dāng)前狀態(tài)是 A.");
        context.setState(new ConcreteStateB());
    }
}

//具體狀態(tài)B類
class ConcreteStateB extends State {
    public void Handle(Context context) {
        System.out.println("當(dāng)前狀態(tài)是 B.");
        context.setState(new ConcreteStateA());
    }
}

//環(huán)境類
class Context {
    private State state;

    //定義環(huán)境類的初始狀態(tài)
    public Context() {
        this.state = new ConcreteStateA();
    }

    //設(shè)置新狀態(tài)
    public void setState(State state) {
        this.state = state;
    }

    //讀取狀態(tài)
    public State getState() {
        return (state);
    }

    //對(duì)請(qǐng)求做處理
    public void Handle() {
        state.Handle(this);
    }
}

輸出結(jié)果如下：

當(dāng)前狀態(tài)是 A.
當(dāng)前狀態(tài)是 B.
當(dāng)前狀態(tài)是 A.
當(dāng)前狀態(tài)是 B.

解決的問題

對(duì)象的行為依賴于它的狀態(tài)（屬性）宗苍，并且可以根據(jù)它的狀態(tài)改變而改變它的相關(guān)行為。

模式組成

實(shí)例說明

實(shí)例概況

用“狀態(tài)模式”設(shè)計(jì)一個(gè)多線程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換程序补箍。

分析：多線程存在 5 種狀態(tài)，分別為新建狀態(tài)啸蜜、就緒狀態(tài)坑雅、運(yùn)行狀態(tài)、阻塞狀態(tài)和死亡狀態(tài)衬横，各個(gè)狀態(tài)當(dāng)遇到相關(guān)方法調(diào)用或事件觸發(fā)時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)換到其他狀態(tài)裹粤，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)律如下所示：

現(xiàn)在先定義一個(gè)抽象狀態(tài)類（TheadState），然后為上圖的每個(gè)狀態(tài)設(shè)計(jì)一個(gè)具體狀態(tài)類蜂林，它們是新建狀態(tài)（New）遥诉、就緒狀態(tài)（Runnable ）拇泣、運(yùn)行狀態(tài)（Running）、阻塞狀態(tài)（Blocked）和死亡狀態(tài)（Dead）矮锈，每個(gè)狀態(tài)中有觸發(fā)它們轉(zhuǎn)變狀態(tài)的方法挫酿，環(huán)境類（ThreadContext）中先生成一個(gè)初始狀態(tài)（New），并提供相關(guān)觸發(fā)方法愕难，下圖所示是線程狀態(tài)轉(zhuǎn)換程序的結(jié)構(gòu)圖：

使用步驟

步驟1：定義抽象狀態(tài)類：線程狀態(tài)

abstract class ThreadState {
    //狀態(tài)名
    protected String stateName;
}

步驟2： 定義具體的狀態(tài)類

//具體狀態(tài)類：新建狀態(tài)
class New extends ThreadState {
    public New() {
        stateName = "新建狀態(tài)";
        System.out.println("當(dāng)前線程處于：新建狀態(tài).");
    }

    public void start(ThreadContext hj) {
        System.out.print("調(diào)用start()方法-->");
        if (stateName.equals("新建狀態(tài)")) {
            hj.setState(new Runnable());
        } else {
            System.out.println("當(dāng)前線程不是新建狀態(tài)，不能調(diào)用start()方法.");
        }
    }
}

//具體狀態(tài)類：就緒狀態(tài)
class Runnable extends ThreadState {
    public Runnable() {
        stateName = "就緒狀態(tài)";
        System.out.println("當(dāng)前線程處于：就緒狀態(tài).");
    }

    public void getCPU(ThreadContext hj) {
        System.out.print("獲得CPU時(shí)間-->");
        if (stateName.equals("就緒狀態(tài)")) {
            hj.setState(new Running());
        } else {
            System.out.println("當(dāng)前線程不是就緒狀態(tài)惫霸，不能獲取CPU.");
        }
    }
}

//具體狀態(tài)類：運(yùn)行狀態(tài)
class Running extends ThreadState {
    public Running() {
        stateName = "運(yùn)行狀態(tài)";
        System.out.println("當(dāng)前線程處于：運(yùn)行狀態(tài).");
    }

    public void suspend(ThreadContext hj) {
        System.out.print("調(diào)用suspend()方法-->");
        if (stateName.equals("運(yùn)行狀態(tài)")) {
            hj.setState(new Blocked());
        } else {
            System.out.println("當(dāng)前線程不是運(yùn)行狀態(tài)猫缭，不能調(diào)用suspend()方法.");
        }
    }

    public void stop(ThreadContext hj) {
        System.out.print("調(diào)用stop()方法-->");
        if (stateName.equals("運(yùn)行狀態(tài)")) {
            hj.setState(new Dead());
        } else {
            System.out.println("當(dāng)前線程不是運(yùn)行狀態(tài)，不能調(diào)用stop()方法.");
        }
    }
}

//具體狀態(tài)類：阻塞狀態(tài)
class Blocked extends ThreadState {
    public Blocked() {
        stateName = "阻塞狀態(tài)";
        System.out.println("當(dāng)前線程處于：阻塞狀態(tài).");
    }

    public void resume(ThreadContext hj) {
        System.out.print("調(diào)用resume()方法-->");
        if (stateName.equals("阻塞狀態(tài)")) {
            hj.setState(new Runnable());
        } else {
            System.out.println("當(dāng)前線程不是阻塞狀態(tài)壹店，不能調(diào)用resume()方法.");
        }
    }
}

//具體狀態(tài)類：死亡狀態(tài)
class Dead extends ThreadState {
    public Dead() {
        stateName = "死亡狀態(tài)";
        System.out.println("當(dāng)前線程處于：死亡狀態(tài).");
    }
}

步驟3：定義環(huán)境類

class ThreadContext {
    private ThreadState state;

    ThreadContext() {
        state = new New();
    }

    public void setState(ThreadState state) {
        this.state = state;
    }

    public ThreadState getState() {
        return state;
    }

    public void start() {
        ((New) state).start(this);
    }

    public void getCPU() {
        ((Runnable) state).getCPU(this);
    }

    public void suspend() {
        ((Running) state).suspend(this);
    }

    public void stop() {
        ((Running) state).stop(this);
    }

    public void resume() {
        ((Blocked) state).resume(this);
    }
}

輸出結(jié)果

當(dāng)前線程處于：新建狀態(tài).
調(diào)用start()方法-->當(dāng)前線程處于：就緒狀態(tài).
獲得CPU時(shí)間-->當(dāng)前線程處于：運(yùn)行狀態(tài).
調(diào)用suspend()方法-->當(dāng)前線程處于：阻塞狀態(tài).
調(diào)用resume()方法-->當(dāng)前線程處于：就緒狀態(tài).
獲得CPU時(shí)間-->當(dāng)前線程處于：運(yùn)行狀態(tài).
調(diào)用stop()方法-->當(dāng)前線程處于：死亡狀態(tài).

優(yōu)點(diǎn)

1. 狀態(tài)模式將與特定狀態(tài)相關(guān)的行為局部化到一個(gè)狀態(tài)中猜丹，并且將不同狀態(tài)的行為分割開來(lái)，滿足“單一職責(zé)原則”硅卢。
2. 減少對(duì)象間的相互依賴射窒。將不同的狀態(tài)引入獨(dú)立的對(duì)象中會(huì)使得狀態(tài)轉(zhuǎn)換變得更加明確，且減少對(duì)象間的相互依賴将塑。
3. 有利于程序的擴(kuò)展脉顿。通過定義新的子類很容易地增加新的狀態(tài)和轉(zhuǎn)換。

缺點(diǎn)

1. 狀態(tài)模式的使用必然會(huì)增加系統(tǒng)的類與對(duì)象的個(gè)數(shù)点寥。
2. 狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)都較為復(fù)雜艾疟，如果使用不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致程序結(jié)構(gòu)和代碼的混亂。

應(yīng)用場(chǎng)景

通常在以下情況下可以考慮使用狀態(tài)模式敢辩。

• 當(dāng)一個(gè)對(duì)象的行為取決于它的狀態(tài)蔽莱，并且它必須在運(yùn)行時(shí)根據(jù)狀態(tài)改變它的行為時(shí)，就可以考慮使用狀態(tài)模式戚长。
• 一個(gè)操作中含有龐大的分支結(jié)構(gòu)盗冷，并且這些分支決定于對(duì)象的狀態(tài)時(shí)。

狀態(tài)模式的擴(kuò)展

在有些情況下同廉，可能有多個(gè)環(huán)境對(duì)象需要共享一組狀態(tài)仪糖，這時(shí)需要引入享元模式，將這些具體狀態(tài)對(duì)象放在集合中供程序共享迫肖，其結(jié)構(gòu)圖如下：

分析：共享狀態(tài)模式的不同之處是在環(huán)境類中增加了一個(gè) HashMap 來(lái)保存相關(guān)狀態(tài)乓诽，當(dāng)需要某種狀態(tài)時(shí)可以從中獲取，其程序代碼如下：

package com.niuh.designpattern.state.v3;

import java.util.HashMap;

/**
 * <p>
 * 共享狀態(tài)模式
 * </p>
 */
public class FlyweightStatePattern {
    public static void main(String[] args) {
        //創(chuàng)建環(huán)境 
        ShareContext context = new ShareContext();
        //處理請(qǐng)求
        context.Handle();
        context.Handle();
        context.Handle();
        context.Handle();
    }
}

//抽象狀態(tài)類
abstract class ShareState {
    public abstract void Handle(ShareContext context);
}

//具體狀態(tài)1類
class ConcreteState1 extends ShareState {
    public void Handle(ShareContext context) {
        System.out.println("當(dāng)前狀態(tài)是： 狀態(tài)1");
        context.setState(context.getState("2"));
    }
}

//具體狀態(tài)2類
class ConcreteState2 extends ShareState {
    public void Handle(ShareContext context) {
        System.out.println("當(dāng)前狀態(tài)是： 狀態(tài)2");
        context.setState(context.getState("1"));
    }
}

//環(huán)境類
class ShareContext {
    private ShareState state;
    private HashMap<String, ShareState> stateSet = new HashMap<String, ShareState>();

    public ShareContext() {
        state = new ConcreteState1();
        stateSet.put("1", state);
        state = new ConcreteState2();
        stateSet.put("2", state);
        state = getState("1");
    }

    //設(shè)置新狀態(tài)
    public void setState(ShareState state) {
        this.state = state;
    }

    //讀取狀態(tài)
    public ShareState getState(String key) {
        ShareState s = (ShareState) stateSet.get(key);
        return s;
    }

    //對(duì)請(qǐng)求做處理
    public void Handle() {
        state.Handle(this);
    }
}

輸出結(jié)果如下

當(dāng)前狀態(tài)是： 狀態(tài)1
當(dāng)前狀態(tài)是： 狀態(tài)2
當(dāng)前狀態(tài)是： 狀態(tài)1
當(dāng)前狀態(tài)是： 狀態(tài)2

源碼中的應(yīng)用

#JDK中的狀態(tài)模式：
java.util.Iterator
# 通過FacesServlet控制, 行為取決于當(dāng)前JSF生命周期的階段(狀態(tài)
javax.faces.lifecycle.LifeCycle#execute()

PS：以上代碼提交在 Github ：https://github.com/Niuh-Study/niuh-designpatterns.git

文章持續(xù)更新咒程，可以公眾號(hào)搜一搜「 一角錢技術(shù) 」第一時(shí)間閱讀鸠天， 本文 GitHub org_hejianhui/JavaStudy 已經(jīng)收錄，歡迎 Star帐姻。