最近由于項目需要，開始研究狀態(tài)機(jī)。其實原來就做過狀態(tài)機(jī)相關(guān)的東西，畢竟在手機(jī)實時系統(tǒng)上狀態(tài)是個很常見也很重要的東西。但是狀態(tài)機(jī)的設(shè)計和實現(xiàn)的好壞直接影響整個系統(tǒng)的性能及可維護(hù)性。從設(shè)計上講，無非是畫狀態(tài)圖，理清各個狀態(tài)之間的遷移關(guān)系；從編碼上講，對于非層次式有限狀態(tài)自動機(jī)（FSM）一般有以下幾種實現(xiàn)方法：
1、最簡單的switch-case方法，設(shè)若干個變量保存當(dāng)前狀態(tài)，針對每個狀態(tài)switch-case各種signal輸入進(jìn)行判斷分別處理。說起來很容易理解，但是實際做起來卻遠(yuǎn)不是這么簡單。這種實現(xiàn)將所有狀態(tài)的處理全部雜糅在一起，如果系統(tǒng)稍微復(fù)雜一些，那么維護(hù)起來將相當(dāng)困難，我原來接觸過的一個項目其中的主服務(wù)層的內(nèi)部就有10多個變量標(biāo)示各種不同類別的狀態(tài)，十幾層switch-case和if/else錯綜復(fù)雜，經(jīng)常是一大段處理找不到他的輸入signal在哪里，在什么情況下進(jìn)行該處理。曾經(jīng)安排我來維護(hù)這個，那個吐血...
2、狀態(tài)表。以輸入signal作索引，相應(yīng)操作的函數(shù)指針和狀態(tài)遷移作表元素，建立一個狀態(tài)表。這樣做的好處首先是速度快，完全避免了判斷分支；所有狀態(tài)遷移時的處理以獨立函數(shù)的形式分離，在邏輯上比較清晰。但是該方法的缺點是即使可能某些狀態(tài)并不接受某些signal輸入，還是需要針對所有的signal輸入和所有的狀態(tài)列出所有可能的處理情況。并且由于c中沒有現(xiàn)成的hash表，所以構(gòu)造出的狀態(tài)表通常是稀疏的，空間浪費(fèi)比較大。另外由于將所有情況線性列舉，如果對原狀態(tài)圖進(jìn)行修改，在維護(hù)上也相對困難（需要在一個大的方陣中找出修改所影響的行列）。
3、狀態(tài)模式。這個是基于面向?qū)ο蟮慕鉀Q方法，基類中定義所有事件的處理接口，對于新狀態(tài)通過派生基類的子類來擴(kuò)展，在子類中重寫該狀態(tài)所涉及到的事件處理方法。這種方法可以很方便的擴(kuò)展新狀態(tài)，將不同狀態(tài)處理獨立開來，邏輯清晰。但是由于需要最大化基類接口數(shù)量，似乎不是很符合OO的設(shè)計原則，而且也需要枚舉所有的signal輸入，設(shè)計粒度太細(xì)。
4、不太好歸納該方法的名字，姑且叫綜合方法吧。該方法綜合了以上幾種方法的優(yōu)點，也是我比較欣賞的一種方法。該方法將著眼點從transition轉(zhuǎn)移到state本身上來，以每個state作為粒度單位來設(shè)計。
定義一個狀態(tài)管理變量currentState，保存當(dāng)前狀態(tài)處理的函數(shù)指針，同時定義init,destroy,trans等接口。對于新狀態(tài)，只需新建一個狀態(tài)處理函數(shù)，遵循接口
ret_value State1Handle( Signal )
{
signal2:
action2;
trans(State2Handle);
signal3:
action3;
trans(State3Handle);
....
}
trans中僅需要更改currentState的函數(shù)指針取值即可。
對于狀態(tài)內(nèi)的signal分發(fā)可以采用狀態(tài)表（signal需可枚舉）或簡單的switch-case形式。
該方法避免了簡單switch-case和狀態(tài)表的處理堆疊的情況，狀態(tài)轉(zhuǎn)換非常高效（重新賦值狀態(tài)處理指針），可以很方便的添加/刪除/修改狀態(tài)及處理（添加刪除相應(yīng)的狀態(tài)處理函數(shù)及相關(guān)狀態(tài)的處理即可），并且避免了signal處理接口的最大化，每個狀態(tài)只處理所關(guān)心的signal輸入。可以說這種方法最大限度的發(fā)揮了函數(shù)指針的靈活性。
以上所說的幾種方法都針對非層次式狀態(tài)機(jī)，也就是說對于某些共同的處理不能在宏觀上加以綜合，而只能在最小粒度上設(shè)計每個狀態(tài)。而層次式狀態(tài)機(jī)則允許有復(fù)合狀態(tài)的出現(xiàn)，對于共通處理可以在父狀態(tài)上進(jìn)行而不必遷移到每一個子狀態(tài)上。當(dāng)子狀態(tài)接收到一個共同處理時，可以將該處理throw給父狀態(tài)，如果還不能處理就再次向上層throw。這種處理方法抽象程度更高，設(shè)計更加簡潔。有一種量子模型是很好的層次式狀態(tài)機(jī)的實現(xiàn)方式，不過由于此次項目尚未涉及層次式狀態(tài)機(jī)，所以僅作了解。
越來越深的體會到了函數(shù)指針的強(qiáng)大了...