浅析Java设计模式【3.7】——状态

1. 概念

软件开发领域，应用程序中的部分对象可能会根据不同的情况做出不同的行为，把这种对象称为有状态的对象，而把影响对象行为的一个或多个动态变化的属性称为状态。当有状态的对象与外部事件产生互动时，其内部状态就会发生改变，从而使其行为也发生改变。

对这种有状态的对象编程，传统的解决方案是：将这些所有可能发生的情况全都考虑到，然后使用 if-else 或 switch-case 语句来做状态判断，再进行不同情况的处理。但是显然这种做法对复杂的状态判断存在天然弊端，条件判断语句会过于臃肿，可读性差，且不具备扩展性，维护难度也大。且增加新的状态时要添加新的 if-else 语句，这违背了 开闭原则 ，不利于程序的扩展。

以上问题如果采用 状态模式 就能很好地得到解决。

2. 适用场景

当定义或者声明实例状态转换的条件过于复杂时，把状态的转换逻辑移到表示不同状态的一系列类中，目的是为了简化逻辑。

消除了 if-else 、switch-case 等冗余语句，代码更有层次性，并且具备良好的扩展力。

用电商中的订单来举例，订单状态每次发⽣变更，都要执⾏不同的操作。

• 订单完成⽀付：

  • ⽴即通知商家发货，
  • 减库存
  • 生成积分

• 订单执⾏取消：

  • 执⾏库存回滚，
  • 执⾏退款操作
  • 积分账户扣减
  • 如果订单已⽀付，还需要执⾏退款操作，⽆论是通知商

3. 优缺点

3.1. 优点

• 封装了转换规则。
• 将所有与某个状态有关的⾏为放到⼀个类中，并且可以⽅便地增加新的状态，只需要改变对象状态即可改变对象的⾏为。
• 允许状态转换逻辑与状态对象合成⼀体，⽽不是某⼀个巨⼤的条件语句块。

3.2. 缺点

• 状态模式的使⽤必然会增加系统类和对象的个数。
• 状态模式对 开闭原则 的⽀持并不太好，对于可以切换状态的状态模式，增加新的状态类需要修改那些负责状态转换的源代码，否则⽆法切换到新增状态，⽽且修改某个状态类的⾏为也需修改对应类的源代码。

4. 样例

4.1. 状态

public interface State {

    /** 变更状态
     * @author <a href="https://github.com/rothschil">Sam</a>
     * @date 2022/8/5-14:09
     * @param order
     **/
    void doAction(Order order);

    /** 执⾏⾏为
     * @author <a href="https://github.com/rothschil">Sam</a>
     * @date 2022/8/5-14:09
     **/
    void execute();

}

4.2. 订单支付

@Slf4j
public class PaymentConfirmNoticeBehavior implements State{

    @Override
    public void doAction(Order order) {
        log.warn("订单支付");
        order.setState(this);
    }

    @Override
    public void execute() {
        log.warn("通知商家发货");
        log.warn("通知减库存");
        log.warn("通知积分新增");
    }
}

4.3. 订单取消

@Slf4j
public class PaymentCancelNoticeBehavior implements State{

    @Override
    public void doAction(Order order) {
        log.warn("订单取消支付");
        order.setState(this);
    }

    @Override
    public void execute() {
        log.warn("订单取消，执行库存回滚");
        log.warn("订单取消，执行退款");
        log.warn("订单取消，回退积分收益");
    }
}

4.4. 客户端

    @DisplayName("状态模式")
    @Test
    public void testState() {
        OrderService orderService = new OrderService();
        Order order =orderService.find(2021L);

        PaymentConfirmNoticeBehavior behavior = new PaymentConfirmNoticeBehavior();
        behavior.doAction(order);
        order.getState().execute();
    }

4.5. 效果

2022-08-05 16:55:53,131 WARN (PaymentConfirmNoticeBehavior.java:11)- 订单支付
2022-08-05 16:55:53,134 WARN (PaymentConfirmNoticeBehavior.java:17)- 通知商家发货
2022-08-05 16:55:53,135 WARN (PaymentConfirmNoticeBehavior.java:18)- 通知减库存
2022-08-05 16:55:53,135 WARN (PaymentConfirmNoticeBehavior.java:19)- 通知积分新增