状态模式
HeadFirst里面讲状态模式举了一个自动售卖机的例子，这本书用来理解设计模式可以说是非常棒的了。
定义
Allow an object to alter its behavior when its internal state changes.The object will appear to change its class. 当一个对象内在状态改变时允许其改变行为，这个对象看起来像改变了其类。
类图
图片来自网络
角色结构
State——抽象状态角色：接口或抽象类，负责对象状态定义，并且封装环境角色以实现状态切换。 ConcreteState——具体状态角色：每一个具体状态必须完成两个职责：本状态的行为管理以及趋向状态处理，通俗地说，就是本状态下要做的事情，以及本状态如何过渡到其他状态。 Context——环境角色：定义客户端需要的接口，并且负责具体状态的切换。
实例
大家都知道一个线程的生命周期，从创建开始，是就绪状态（Runnable）->运行状态（Running）->终止（Terminated）,如果在运行状态线程被阻塞，则会进入阻塞状态（Blocked），然后阻塞结束，线程重新进入就绪状态（Runnable）。
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- 创建线程状态抽象类
public abstract class ThreadState {
/**
* 环境角色，描述线程此时的状态
*/
protected ThreadContext threadContext;
public void setThreadContext(ThreadContext threadContext) {
this.threadContext = threadContext;
}
/**
* 线程在该状态下的操作
*/
public abstract void handle();
}
- 创建具体的线程状态类，继承抽象类
public class StartState extends ThreadState {
@Override
public void handle() {
System.out.println("线程创建，调用start()方法，状态转变为就绪状态");
// 设置环境对象的状态为下一个就绪状态
super.threadContext.setThreadState(ThreadContext.RUNNABLE);
}
}
public class RunnableState extends ThreadState {
@Override
public void handle() {
System.out.println("线程就绪状态，随时可以启动，同时状态转变为运行状态");
super.threadContext.setThreadState(ThreadContext.RUNNING);
}
}
public class RunningState extends ThreadState {
@Override
public void handle() {
System.out.println("线程为运行状态，正在运行，同时转为下一个终止状态");
super.threadContext.setThreadState(ThreadContext.Terminated);
}
}
public class TerminatedState extends ThreadState {
@Override
public void handle() {
System.out.println("线程已终止");
}
}
- 创建环境状态，描述线程当前的状态，并调用handle方法
public class ThreadContext {
/**
* 创建状态
*/
public static final ThreadState START = new StartState();
/**
* 就绪状态
*/
public static final ThreadState RUNNABLE = new RunnableState();
/**
* 运行状态
*/
public static final ThreadState RUNNING = new RunningState();
/**
* 终止状态
*/
public static final ThreadState Terminated = new TerminatedState();
/**
* 定义线程此时的状态
*/
private ThreadState threadState;
public void setThreadState(ThreadState threadState) {
this.threadState = threadState;
this.threadState.setThreadContext(this);
}
/**
* 线程在该状态下的操作
*/
public void handle() {
this.threadState.handle();
}
}
- 创建测试类
public class Test {
public static void main(String[] args) {
ThreadContext threadContext = new ThreadContext();
threadContext.setThreadState(new StartState());
threadContext.handle();
threadContext.handle();
threadContext.handle();
threadContext.handle();
}
}
- 测试结果为
线程创建，调用start()方法，状态转变为就绪状态
线程就绪状态，随时可以启动，同时状态转变为运行状态
线程为运行状态，正在运行，同时转为下一个终止状态
线程已终止
状态模式的优缺点
优点
- 结构清晰
- 避免了过多的switch…case或者if…else语句的使用，避免了程序的复杂性,提高系统的可维护性。
- 遵循设计原则
- 很好地体现了开闭原则和单一职责原则，每个状态都是一个子类，你要增加状态就要增加子类，你要修改状态，你只修改一个子类就可以了。
- 封装性非常好
- 这也是状态模式的基本要求，状态变换放置到类的内部来实现，外部的调用不用知道类内部如何实现状态和行为的变换。
缺点
- 类膨胀
使用场景
- 行为随状态改变而改变的场景
- 条件、分支判断语句的替代者
注意事项
- 状态模式适用于当某个对象在它的状态发生改变时，它的行为也随着发生比较大的变化，也就是说在行为受状态约束的情况下可以使用状态模式，而且使用时对象的状态最好不要超过5个。
源代码
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