了解Android中的状态机

广义地说， 任何一个程序都是一个状态机， 因为它总是要记住一些状态， 然后根据输入进行输出。 狭义上说，状态机不是指随随便便的一个程序， 而是指某一类程序，也就是状态机编程程序。

1.状态模式（State Pattern）

1.1 定义

定义对象间的一种一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。对象看起来似乎修改了它的类。

1.2 适应场景

1.一个对象的行为取决于它的状态,并且它必须在运行时刻根据状态改变它的行为。
2.一个操作中含有庞大的多分支的条件语句，且这些分支依赖于该对象的状态。
这个状态通常用一个或多个枚举常量表示。通常,有多个操作包含这一相同的条件结构。
State 模式将每一个条件分支放入一个独立的类中。这使得你可以根据对象自身的情况将对象的状态作为一个对象，这一对象可以不依赖于其他对象而独立变化。

状态模式(State)的参与者

1.Context
定义客户感兴趣的接口。
维护一个 ConcreteState 子类的实例，这个实例定义当前状态。
2.State
定义一个接口以封装与 Context 的一个特定状态相关的行为。
3.ConcreteStatesubclasses
每一子类实现一个与 Context 的一个状态相关的行为。

状态模式(State)的 UML 类图

2. 有限状态机 FSM

简单讲就是将行为分为一个一个的状态，状态与状态之间的过渡通过事件的触发来形成。
比如士兵的行为有“巡逻”，“追击敌人”，“攻击敌人”，“逃跑”等行为，响应的事件就有“发
现敌人”，“追到敌人”，“敌人逃跑”，“敌人死亡”，“自己血量不足”等。那么可以写成这样
一个状态机：
1.士兵 “巡逻”，如果 “发现敌人”，那么，“追击敌人”
2.士兵 “追击敌人”， 如果 “追到敌人”， 那么，“攻击敌人”
3.士兵 “追击敌人”， 如果 “敌人死亡”， 那么，继续 “巡逻”
4.士兵 “攻击敌人”， 如果 “敌人死亡”， 那么，继续 “巡逻”
5.士兵 “攻击敌人”， 如果 “血量不足”， 那么，“逃跑”
其中，士兵就是这个 FSM 的执行者，红色的就是状态，蓝色的就是事件，
整个状态机的行为可以总结为：当前状态=>是否满足条件
1，如果是，则跳转到对应状态，否则=>是否满足条件
2，如果是，则跳转到对应状态。
由此可看出，状态机是一种“事件触发型”行为，就是只有事件的触发才会发生引起状态的变化。
但是，但如果状态过多时，状态机将变得比较复杂。为了解决这一问题，出现了一种新的状态机 HFSM。

3. 有限层次状态机 HFSM

HFSM 就是为了减少跳转链接而做出的努力，举个决策小狗行为的例子，我们对小狗定义了有很多行为，比如跑，吃饭，睡觉，咆哮，撒娇，摇尾巴等等，如果每个行为都是一个状态，用常规状态机的话，我们就需要在这些状态间定义跳转。

比如在“跑”的状态下，如果累了，那就跳转到“睡觉”状态；再如，在“撒娇”的状态下，如果感到有威胁，那就跳转到“咆哮”的状态等等。

我们会考量每一个状态间的关系，定义所有的跳转链接，建立这样一个状态机。如果用层次化的状态机的话，我们就先会把这些行为“分类”，把几个小状态归并到一个状态里，然后再定义高层状态和高层状态中内部小状态的跳转链接。

其实层次化状态机从某种程度上，就是限制了状态机的跳转，而且状态内的状态是不需要关心外部状态的跳转的，这样也做到了无关状态间的隔离，比如对于小狗来说，我们可以把小狗的状态先定义为疲劳，开心，愤怒，然后这些状态里再定义小状态，比如在开心的状态中，有撒桥，摇尾巴等小状态，这样我们在外部只需要关心三个状态的跳转（疲劳，开心，愤怒），在每个状态的内部只需要关心自己的小状态的跳转就可以了。这样就大大的降低了状态机的复杂度，另外，如果觉得两层的状态机还是状态太多的话，可以定义更多的状态层次以降低跳转链接数。

归类后的状态机，如下图所示

HFSM 被称为有限层次状态机，层状用一个专业术语就是具有行为继承，类似 OOP 中
的类继承。一般用树形网络来理解行为继承，也只有这样行为继承才能够实现。如下图所示：

行为继承怎么实现的呢？子状态只负责处理自己感兴趣的消息，即只处理自己的事物，
其它一切都交给父状态去处理，这样就可以认为子状态具有父状态的处理能力，也就是具有
行为继承。

4. Android 状态机框架 StateMachine

StateMachine 类作用：
这里的状态机是一个分层处理消息的状态机，并且是能够有分层排列状态。

Android 热点分享中 TetherInterfaceSM 和 TetherMasterSM，分别用于管理网卡状态的变化
和热点状态的变化。

Android框架中还有很多StateMachine使用的实例，
BleProfileManagerState， A2dpSinkStreamingStateMachine， A2dpSinkStateMachine， SoftApManager, SupplicantStateTracker, RttStateMachine, WifiController, DcController, Dhcp6Client, DhcpClient, BondStateMachine, AdapterState, NsdStateMachine, IpManager, WifiScanningStateMachine, DhcpStateMachine ， RilMessageDecoder，WakeLockStateMachine, WifiStateMachine 等 等 这 些 地 方 都 用 了 到 了StateMachine，结构都很相似。