编程思想系列之状态机编程

        从事移动端iOS不知不觉已经是第五个年头了,每一次新的尝试,探索新知识,对从事技术人员来说,是非常有利的,有利于提升自己的技术广度,介于公司方向调整,做了一段时间的Unity3D开发,其中Unity3D开发最让我受益的的就是理解到组件化编程,状态机编程的思想,今天来聊一聊状态机编程。

符合状态机编程的条件:处于一个不断循环体里,循环体的业务逻辑存在多种状态,状态之间可以切换,存在一个当前的状态。

先看看状态机编程在几个场景下的运用

1.游戏开发中状态机编程的运用

状态机编程,在游戏开发里很常见,Unity的Animator就是非常典型的运用,我们来看一看下面一张图。

图1

图1中有六个状态,Any State, Entry,Hit, MoveVertically,MoveHorizontally,Exit。Entry表示状态机的入口,也就是初始状态,此时状态机的当前状态就是Entry状态,箭头指向下一个状态MoveHorizontally,表示MoveHorizontally状态就是默认的状态。在箭头上可以标记某一种条件,意思就是达到某种条件后接下来状态机就可以切换到下一个状态,图1中由Entry状态,切换到MoveHorizontally状态,当然这里没有设定条件。直接由初始状态切换成了默认状态。此时状态机的当前状态就变成了MoveHorizontally。Unity3D游戏里基于强大的游戏引擎,动画不需要写一行代码,就能创建很炫酷的动画。

各种状态机之间可以相互切换。用Objective-C伪代码实现如下图:


伪代码

在Unity3D游戏开发里,游戏对象(GameObject)挂载的脚本(C#或JS)有一个函数叫Update(),这个函数在游戏中每一帧刷新的时候都会被调用,上面while的循环体业务代码,就直接放到Update()函数里。游戏场景中,只要当前的游戏对象没有被销毁,那么挂载该GameObject的脚本的Update()函数就会像while循环逻辑一样,不断的被循环调用,直到GameObject被摧毁。因为Unity3D里面,游戏脚本是当成一个组件被挂载在GameObject下的。GameObject被销毁了,那么挂载该GameObject下所有的组件也将会停止工作。

2. iOS里状态机的运用

在iOS里面也存在状态机的运用,RunLoop的设计。如下图:


RunLoop

RunLoop内部简化代码如下图:


RunLoop简化源码

上面图中,RunLoop也体现了状态机编程的思想,RunLoop在几个状态中进行切换,Source0,Timer,Source1,Sleep,通过给RunLoop添加Observer,就能监控到RunLoop当前处于哪一个状态。

3. iOS启动函数伪状态机运用

在iOS app的启动过程中,我们往往需要做很多事情,比如注册各种服务,友盟统计,微信,微博分享等。做参数下发,JSPatch,做UI的显示。做Realm数据库的初始化。有的可以放在主线程,有的需要放到后台线程,为了防止代码混乱,便于维护,扩展,调试。可以把启动过程也设计成状态机,当然这个状态机是一个单向的,不存在往回切换,算起来应该是一个伪状态机,我们可以设置几种状态,比如服务注册状态,参数下发状态,热更新状态,显示主界面状态,数据库初始化或迁移状态,每种状态做符合自己业务逻辑的事情,后续扩展,把对应逻辑代码往相应状态下放,需要放到后台线程的,直接在对应状态下放入,每一个状态完成之后切换到下一个状态。直到整个函数跑完。这样设计起来,整体的启动过程就会变得合理,自然。不至于把启动过程代码写的乱七八糟,非常利于维护和扩展。


参考文献:

1.https://blog.ibireme.com/2015/05/18/runloop/

2.https://www.raywenderlich.com/116652/introduction-unity-animation-system

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