.Net輕量狀態機Stateless
很多業務系統開發中，不可避免的會出現狀態變化，通常採用的情形可能是使用工作流去完成，但是對於簡單場景下，用工作流有點大財小用感覺，比如訂單業務中，訂單狀態的變更，涉及到的狀態量不是很多，即使通過簡單的if-else也能足夠使用，甚至是用上switch去減少if-else的使用，都是可以的，儘管這會喪失某些東西。為更好的優化整個流程，此時會考慮到使用狀態模式來解決一些問題。
Stateless狀態機GitHub：https://github.com/dotnet-state-machine/stateless
一、狀態模式與狀態機
1、狀態模式："允許一個物件在其內部狀態改變時改變它的行為。物件看起來似乎修改了它所屬的類 "。 (State Pattern: "Allow an object to alter its behavior when its internal state changes. The object will appear to change its class ".)
對於這個定義，有點抽象，變通理解一下可以這麼理解：狀態擁有者將變更行為委託給狀態物件，狀態擁有者本身只擁有狀態(當然也可以拋棄狀態物件)，狀態物件履行變更職責。
2、狀態機："依照指定的狀態流程圖，根據當前執行的動作，將當前狀態按照預定的條件變更到新的狀態 "。
狀態機有4個要素，即現態、條件、動作、次態。其中，現態和條件是“因”， 動作和次態是“果”。
- 現態 - 是指當前物件的狀態
- 條件 - 當一個條件滿足時，當前物件會觸發一個動作
- 動作 - 條件滿足之後，執行的動作
- 次態 - 條件滿足之後，當前物件的新狀態。次態是相對現態而言的，次態一旦觸發，就變成了現態
3、狀態遷移圖："在UML建模中，常常可見，用來描述一個特定的物件所有可能的狀態,以及由於各種事件的發生而引起的狀態之間的轉移和變化，也是配置狀態機按照何種行徑的前提 "。
二、Stateless功能介紹
Stateless是一個基於C#建立狀態機的簡單庫。基於.Net Standard實現，在.Net Framework和.Net Core專案中都可以使用。原始碼地址：https://github.com/dotnet-state-machine/stateless。
以一個打電話的使用案例來講講Stateless的功能：
//初始化狀態機
var phoneCall = new StateMachine<State, Trigger>(State.OffHook);
//流程配置
phoneCall.Configure(State.OffHook)
.Permit(Trigger.CallDialled, State.Ringing);
phoneCall.Configure(State.Ringing)
.Permit(Trigger.CallConnected, State.Connected);
phoneCall.Configure(State.Connected)
.OnEntry(() => StartCallTimer())
.OnExit(() => StopCallTimer())
.Permit(Trigger.LeftMessage, State.OffHook)
.Permit(Trigger.PlacedOnHold, State.OnHold);
// ...
//觸發行為
phoneCall.Fire(Trigger.CallDialled);
Assert.AreEqual(State.Ringing, phoneCall.Stat
1、功能特性
狀態機常見功能：
- 支援所有.Net型別的狀態和觸發器(數字、字串、列舉等等)
- 分層狀態
- 狀態的進入和退出事件
- 用衛語句來支援條件轉換
- 內省
提供了一些有用的擴充套件：
- 支援外部的狀態儲存（例如：由ORM跟蹤屬性）
- 引數化觸發器
- 可重入狀態
- 匯出DOT格式圖
2、分層狀態
在以下例子中，OnHold狀態是Connected狀態的子狀態。這意味著電話掛起的時候，還是連線狀態的，通過IsInState()方法，可以判定是否當前狀態處於父狀態下的子狀態，比如IsInState(State.Connected)能夠返回true，說明當前OnHold狀態是處於Connected狀態的。
phoneCall.Configure(State.OnHold) .SubstateOf(State.Connected) .Permit(Trigger.TakenOffHold, State.Connected) .Permit(Trigger.PhoneHurledAgainstWall, State.PhoneDestroyed);
3、狀態的進入和退出事件
在前面的例子中，StartCallTimer()方法會在通話連線時執行，StopCallTimer()方法會在通話結束時執行，對應的便是，進入該狀態與脫離該狀態時候執行的事件。當電話的狀態從已連線(Connected)變為掛起(OnHold)時, 不會觸發StartCallTimer()方法和StopCallTimer()方法， 這是因為OnHold是Connected的子狀態，對於進入和退出事件的處理者，可以傳參提供觸發動作，現狀和次狀資訊。
4、外部狀態儲存
有時候，當前物件的狀態需要來自於一個ORM物件，或者需要將當前物件的狀態儲存到一個ORM物件中，UI框架需要儲存一個狀態到繫結屬性中。為了支援這種外部狀態儲存，StateMachine類的建構函式支援了讀寫狀態值。如程式碼裡，通過使用myState可以去儲存和獲取狀態值。
var stateMachine = new StateMachine<State, Trigger>( () => myState.Value, s => myState.Value = s );
5、內省
該狀態機可以通過StateMachine.PermittedTriggers屬性獲取當前狀態下可以觸發的觸發器列表。並能夠使用StateMachine.GetInfo()獲取狀態相關的配置資訊。
public IEnumerable<TTrigger> PermittedTriggers
{
get
{
return GetPermittedTriggers();
}
}
//返回StateMachineInfo物件，包含狀態及觸發器列表。
_machine.GetInfo();
6、衛語句
狀態機將根據衛語句在多條轉換線路之間進行選擇，衛語句必須是互斥的，多個衛語句不能同時生效。子狀態可以通過重新指定來覆蓋狀態轉換，但是子狀態不能覆蓋父狀態允許的狀態轉換，當觸發器觸發時，衛語句開始評估線路選擇，因此不會帶來其它方面的影響。
phoneCall.Configure(State.OffHook) .PermitIf(Trigger.CallDialled, State.Ringing, () => IsValidNumber) .PermitIf(Trigger.CallDialled, State.Beeping, () => !IsValidNumber)
7、引數化觸發器
支援將強型別引數提供給觸發器，使用方法PermitDynamic()配置狀態機時，能夠通過觸發器引數動態選擇目標狀態。
var assignTrigger = stateMachine.SetTriggerParameters<string>(Trigger.Assign);
stateMachine.Configure(State.Assigned)
.OnEntryFrom(assignTrigger, email => OnAssigned(email));
stateMachine.Fire(assignTrigger, "[email protected]");
8、忽視轉換和重入狀態
如果觸發了一個沒有配置過的線路，將會丟擲一個異常，通過使用Ignore方法，忽視一些觸發，當觸發了此類觸發器時，不會丟擲異常，而改為忽略該次觸發。
phoneCall.Configure(State.Connected)
.Ignore(Trigger.CallDialled);
另外，一個狀態能夠使用PermitReentry方法配置為重複進入(從本狀態到本狀態)，entry和exit事件也會被再次觸發。
stateMachine.Configure(State.Assigned)
.PermitReentry(Trigger.Assigned)
.OnEntry(() => SendEmailToAssignee());
預設情形下，必須明確忽略哪些觸發器. 當未配置的觸發器被觸發時預設是丟擲異常，可以通過使用OnUnhandledTrigger配置狀態機覆寫處理異常情形。
stateMachine.OnUnhandledTrigger((state, trigger) => { });
9、匯出DOT格式圖
執行狀態視覺化狀態機是很有用處的，使用狀態機時，程式碼是命令式的，而狀態圖是副產物。
phoneCall.Configure(State.OffHook)
.PermitIf(Trigger.CallDialled, State.Ringing, IsValidNumber);
string graph = UmlDotGraph.Format(phoneCall.GetInfo());
UmlDotGraph.Format()方法返回代表狀態機的字串，使用DOT graph語言格式。這個可以被支援DOT graph語言的工具渲染。像graphviz.org和viz.js的dot command line工具。
諸如生成的字串在viz.js中解析的狀態機圖形。
10、非同步觸發
該狀態機支援非同步操作，對於Entry/Exit方法等都有相應的非同步方法，帶Async結尾，並且對於觸發也有非同步方法FireAsync()，需要注意的是，儘管使用了非同步，但仍然是單執行緒操作，不能被多個執行緒同時使用。
stateMachine.Configure(State.Assigned)
.OnEntryAsync(async () => await SendEmailToAssignee());
await stateMachine.FireAsync(Trigger.Assigned);
至此，對於狀態機Stateless的功能差不多瞭解完畢了，開始將狀態機融入到專案中實際使用起來，也已經加入到日程中。
2019-09-22,望技術有成後能回來看見自己的腳步