在看蓝牙源码的时候，发现蓝牙的连接状态以及绑定状态是通过StateMachine(状态机)来实现的。通过StateMachine来管理不同状态下的行为动作，提高灵活性。除了蓝牙，wifi、wps同样是通过StateMachine来处理状态。
先举两个个例子来看看StateMachine是如何使用的，例子是从源码注释里头直接copy来的。在StateMachine源码中可以看到它被@Hide了，所以开发中，我们是用不了。
- 例1
class HelloWorld extends StateMachine {
HelloWorld(String name) {
super(name);
addState(mState1);
setInitialState(mState1);
}
public static HelloWorld makeHelloWorld() {
HelloWorld hw = new HelloWorld("hw");
hw.start();
return hw;
}
class State1 extends State {
@Override
public void enter() {
super.enter();
log("State1 enter");
}
@Override
public void exit() {
super.exit();
log("State1 exit");
}
Override
public boolean processMessage(Message message) {
log("Hello World");
return HANDLED;
}
}
State1 mState1 = new State1();
}
// 测试代码
void testHelloWorld() {
HelloWorld hw = makeHelloWorld();
hw.sendMessage(hw.obtainMessage());
}
执行结果：
State1 enter
Hello World
从这个例子中可以了解到StateMachine的使用流程分三步走：
1. `add(state)` 添加状态，将所有的状态都add进去;
2. `setInitialState(state)` 设置初始状态
3. `start()` 启动状态机
从日志上可以看出，状态机启动之后，初始状态的enter()方法会被执行，然后往状态机里头发送message，初始状态的processMessage(msg)方法会被执行。由于没有切换到其他状态，所以exit()方法未被执行。
- 例2
class Hsm1 extends StateMachine {
public static final int CMD_1 = 1;
public static final int CMD_2 = 2;
public static final int CMD_3 = 3;
public static final int CMD_4 = 4;
public static final int CMD_5 = 5;
public static Hsm1 makeHsm1() {
log("makeHsm1 E");
Hsm1 sm = new Hsm1("hsm1");
sm.start();
log("makeHsm1 X");
return sm;
}
Hsm1(String name) {
super(name);
log("ctor E");
// Add states, use indentation to show hierarchy
addState(mP1);
addState(mS1, mP1);
addState(mS2, mP1);
addState(mP2);
// Set the initial state
setInitialState(mS1);
log("ctor X");
}
class P1 extends State {
Override
public void enter() {
log("mP1.enter");
}
Override
public boolean processMessage(Message message) {
boolean retVal;
log("mP1.processMessage what=" + message.what);
switch(message.what) {
case CMD_2:
// CMD_2 will arrive in mS2 before CMD_3
sendMessage(obtainMessage(CMD_3));
deferMessage(message);
transitionTo(mS2);
retVal = HANDLED;
break;
default:
// Any message we don't understand in this state invokes unhandledMessage
retVal = NOT_HANDLED;
break;
}
return retVal;
}
Override
public void exit() {
log("mP1.exit");
}
}
class S1 extends State {
Override
public void enter() {
log("mS1.enter");
}
Override
public boolean processMessage(Message message) {
log("S1.processMessage what=" + message.what);
if (message.what == CMD_1) {
// Transition to ourself to show that enter/exit is called
transitionTo(mS1);
return HANDLED;
} else {
// Let parent process all other messages
return NOT_HANDLED;
}
}
Override
public void exit() {
log("mS1.exit");
}
}
class S2 extends State {
Override
public void enter() {
log("mS2.enter");
}
Override
public boolean processMessage(Message message) {
boolean retVal;
log("mS2.processMessage what=" + message.what);
switch(message.what) {
case(CMD_2):
sendMessage(obtainMessage(CMD_4));
retVal = HANDLED;
break;
case(CMD_3):
deferMessage(message);
transitionTo(mP2);
retVal = HANDLED;
break;
default:
retVal = NOT_HANDLED;
break;
}
return retVal;
}
Override
public void exit() {
log("mS2.exit");
}
}
class P2 extends State {
Override
public void enter() {
log("mP2.enter");
sendMessage(obtainMessage(CMD_5));
}
Override
public boolean processMessage(Message message) {
log("P2.processMessage what=" + message.what);
switch(message.what) {
case(CMD_3):
break;
case(CMD_4):
break;
case(CMD_5):
transitionToHaltingState();
break;
}
return HANDLED;
}
Override
public void exit() {
log("mP2.exit");
}
}
Override
void onHalting() {
log("halting");
synchronized (this) {
this.notifyAll();
}
}
P1 mP1 = new P1();
S1 mS1 = new S1();
S2 mS2 = new S2();
P2 mP2 = new P2();
}
// 测试代码
Hsm1 hsm = makeHsm1();
synchronize(hsm) {
hsm.sendMessage(obtainMessage(hsm.CMD_1));
hsm.sendMessage(obtainMessage(hsm.CMD_2));
try {
// wait for the messages to be handled
hsm.wait();
} catch (InterruptedException e) {
loge("exception while waiting " + e.getMessage());
}
}
这个例子中有4个状态，5条命令，多次的状态切换。
-
step1: 构建状态机并添加状态,添加完状态之后的状态树如下：
mP1 mP2 / \ 初始值->mS1 mS2其中mP1是mS1和mS2的父状态。
-
step2: 调用
start()方法，启动状态机，此时会打印如下日志：makeHsm1 E ctor E ctor X mP1.enter mS1.enter makeHsm1 X虽然设置的初始状态是mS1，但是mP1的
enter()方法也被调用，具体原因会在原理分析中说明。 -
step3: 发送
CMD_1指令，当前状态是S1，并且S1会处理该指令事件，通过方法transitionTo(mS1)将状态重新切换到S1，此时会打印的日志如下：mS1.processMessage what=1 mS1.exit mS1.enter调用
transitionTo()方法的时候，上一个状态会先调用exit()方法，然后新的状态调用enter()方法：oldState.exit() -> newState.enter()。 -
step4: 发送
CMD_2指令，此时的日志如下：mS1.processMessage what=2 mP1.processMessage what=2S1中是不处理
CMD_2的，但是它的父状态会处理，那么就交给P1去处理，具体原因后面分析。 -
step5：P1接收到
CMD_2指令之后，发送CMD_3指令，并且通过deferMessage(CMD_2)方法将CMD_2放到消息队列的顶端，然后切换到S2状态，日志如下：mS1.exit mS2.enter mS2.processMessage what=2 mS2.processMessage what=3上个状态是S1，切换到S2，所以S1
exit(), S2enter(),由于S1和S2是父状态都是P1，那么P1维持不变。 -
step6：S2依次接收到
CMD_2、CMD_3指令，先后执行发送CMD_4指令、defermessage(CMD_3)、切换到P2状态，日志如下:mS2.exit mP1.exit mP2.enter mP2.processMessage what=3 mP2.processMessage what=4S2切换到P2，S2先
exit()，然后它父状态P1exit()，最后P2执行enter()，接着陆续处理CMD_3、CMD_4事件。 -
step6：P2在执行
enter()方法的时候，发送了CMD_5指令，CMD_5指令是停止状态机，那么就将执行P2的exit()。日志如下：mP2.exit halting
StateMachine使用总结
- 在状态机的构造方法里头，通过
addState()方法构建状态树； - 通过
setInitialState()设置初始状态； - 通过
start()方法启动状态机，初始状态执行enter()方法； -
sendMessage(msg)给状态机发送消息之后，当前状态会执行processMessage(msg)，来处理消息，如果当前状态处理不了，则交给父状态处理，如果都处理不了，交给状态机处理； - 通过
transitionTo(state)来切换状态，oldState执行exit()，newState执行enter()； -
deferMessage(msg)暂时将当前消息保存到消息队列的顶端， 一旦切换到新的状态，首先处理该消息； - 切换到某个状态的时候，先会从当前状态开始往根状态依次执行各状态的
exit()方法，直到与新状态相同的父状态Px为止。然后依次执行从Px到新状态路径下各状态的enter()方法(需要注意的是，公共父状态的enter和exit方法不会执行)。
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