在我的上一个博客中，我说过我真的以为某些“四人行”（GOF）模式已经过时了，如果不是过时的话肯定不受欢迎。 特别是我说过StateMachine没什么用，因为您通常会想到另一种更简单的方式来执行您正在执行的事情，而不是使用它。 为了进行修正，无论是为了宣讲过时的内容还是我在上一个博客末尾附加的丑陋的“ C”代码，我都认为我将演示使用StateMachine将Twitter推文转换为HTML。

这个场景只是一次，不是虚构的或牵强的，而是前几天要做的事情。 在这种情况下，我有一个应用程序刚刚为经过身份验证的Twitter用户下载了一系列时间轴推文。 解析了XML（或JSON）并掌握了我需要格式化以进行显示的推文。 问题在于它们是纯文本格式，我需要将它们转换为HTML，并添加锚标记以生成类似于twitter在Twitter主页上格式化相同内容时所执行的操作的方式。

仅供参考，可以使用Twitter API通过以下URL检索用户Tweets：

<a href="https://api.twitter.com/1/statuses/user_timeline.xml?include_entities=true&include_rts=true&screen_name=BentleyMotors&count=2" target="new">https://api.twitter.com/1/statuses/user_timeline.xml?include_entities=true&include_rts=true&screen_name=BentleyMotors&count=2</a>

…在这种情况下，用户名是“ BentleyMotors”。 如果您在URL中指定XML格式，则会在文本标签中返回一条tweet，其外观如下所示：

Deputy PM Nick Clegg visits #Bentley today to tour Manufacturing facilities. #RegionalGrowthFund http://t.co/kX81aZmY http://t.co/Eet31cCA

……这需要转换成如下形式：

Deputy PM Nick Clegg visits <a href=\"https://twitter.com/#!/search/%23Bentley\">#Bentley</a> today to tour Manufacturing facilities.
<a href=\"https://twitter.com/#!/search/%23RegionalGrowthFund\">#RegionalGrowthFund</a>
<a href=\"http://t.co/kX81aZmY\">t.co/kX81aZmY</a>
<a href=\"http://t.co/Eet31cCA\">t.co/Eet31cCA</a>

解决此问题¹的一个好主意是使用状态机 ，该状态机一次读取一个输入流，以查找主题标签，用户名和URL，并将其转换为HTML锚标签。 例如，从#Bentley上方的完整推文中

变成

<a href=\"https://twitter.com/#!/search/%23Bentley\"> #Bentley </a>

和http://t.co/Eet31cCA

变成

<a href=\"http://t.co/Eet31cCA\"> t.co/Eet31cCA </a> 。

这意味着代码必须找到每个以“＃”或“ @”开头的单词或以“ http：//”开头的URL。

该状态机的URL图如下所示：

此实现与以下GOF图表的不同之处在于，对于该应用程序，我已将状态与事件/操作分开。 这具有改善去耦的好处，并且动作可以与多个状态相关联。

聚集你的状态

构建任何状态机时，要做的第一件事就是将您的状态收集在一起。 在最初的GOF模式中，状态是抽象类。 但是，为了简化起见，我更喜欢使用更多的现代枚举。 该状态机的状态为：

public enum TweetState {OFF("Off - not yet running"), //RUNNING("Running - happily processing any old byte bytes"), //READY("Ready - found a space, so there's maybe soemthing to do, but that depends upon the next byte"), //HASHTAG("#HashTag has been found - process it"), //NAMETAG("@Name has been found - process it"), //HTTPCHECK("Checking for a URL starting with http://"), //URL("http:// has been found so capture the rest of the URL");private final String description;TweetState(String description) {this.description = description;}@Overridepublic String toString() {return "TweetState: " + description;}}

读取字节

接下来需要的是一个类，它一次读取一个输入流一个字节，获取与机器当前状态相关联的动作类，并使用该动作处理该字节。 这是通过StateMachine类完成的，如下所示：

public class StateMachine<T extends Enum<?>> {private final byte[] inputBuffer = new byte[32768];private T currentState;private final Map<T, AbstractAction<T>> stateActionMap = new HashMap<T, AbstractAction<T>>();public StateMachine(T startState) {this.currentState = startState;}/*** Main method that loops around and processes the input stream*/public void processStream(InputStream in) {// Outer loop - continually refill the buffer until there's nothing// left to readtry {processBuffers(in);terminate();} catch (Exception ioe) {throw new StateMachineException("Error processing input stream: "+ ioe.getMessage(), ioe);}}private void processBuffers(InputStream in) throws Exception {for (int len = in.read(inputBuffer); (len != -1); len = in.read(inputBuffer)) {// Inner loop - process the contents of the Bufferfor (int i = 0; i < len; i++) {processByte(inputBuffer[i]);}}}/*** Deal with each individual byte in the buffer*/private void processByte(byte b) throws Exception {// Get the set of actions associated with this stateAbstractAction<T> action = stateActionMap.get(currentState);// do the action, get the next statecurrentState = action.processByte(b, currentState);}/*** The buffer is empty. Make sue that we tidy up*/private void terminate() throws Exception {AbstractAction<T> action = stateActionMap.get(currentState);action.terminate(currentState);}/*** Add an action to the machine and associated state to the machine. A state* can have more than one action associated with it*/public void addAction(T state, AbstractAction<T> action) {stateActionMap.put(state, action);}/*** Remove an action from the state machine*/public void removeAction(AbstractAction<T> action) {stateActionMap.remove(action); // Remove the action - if it's there}}

这里的关键方法是processByte（...）

/*** Deal with each individual byte in the buffer*/private void processByte(byte b) throws Exception {// Get the set of actions associated with this stateAbstractAction<T> action = stateActionMap.get(currentState);// do the action, get the next statecurrentState = action.processByte(b, currentState);}

对于每个字节，此方法将从stateActionMap获取与当前状态关联的动作。 然后调用该动作并执行以更新当前状态，以准备下一个字节。

整理好状态和状态机之后，下一步就是编写操作。 在这一点上，我通过创建一个AbstractAction类来更紧密地遵循GOF模式，该类使用以下方法处理每个事件：

public abstract T processByte(byte b, T currentState) throws Exception;

给定当前状态，此方法将处理一个信息字节，并使用该字节返回下一个状态。 AbstractAction的完整实现是：

public abstract class AbstractAction<T extends Enum<?>> {/*** This is the next action to take - See the Chain of Responsibility Pattern*/protected final AbstractAction<T> nextAction;/** Output Stream we're using */protected final OutputStream os;/** The output buffer */protected final byte[] buff = new byte[1];public AbstractAction(OutputStream os) {this(null, os);}public AbstractAction(AbstractAction<T> nextAction, OutputStream os) {this.os = os;this.nextAction = nextAction;}/*** Call the next action in the chain of responsibility* * @param b* The byte to process* @param state* The current state of the machine.*/protected void callNext(byte b, T state) throws Exception {if (nextAction != null) {nextAction.processByte(b, state);}}/*** Process a byte using this action* * @param b* The byte to process* @param currentState* The current state of the state machine* * @return The next state*/public abstract T processByte(byte b, T currentState) throws Exception;/*** Override this to ensure an action tides up after itself and returns to a* default state. This may involve processing any data that's been captured* * This method is called when the input stream terminates*/public void terminate(T currentState) throws Exception {// blank}protected void writeByte(byte b) throws IOException {buff[0] = b; // Write the data to the output directoryos.write(buff);}protected void writeByte(char b) throws IOException {writeByte((byte) b);}}

构建状态机

到目前为止，我编写的所有代码都是通用的，可以一次又一次地重复使用² ，所有这些都意味着下一步就是编写一些特定于域的代码。 从上面的UML图表中，您可以看到特定于域的操作是： DefaultAction ， ReadyAction和CaptureTags 。 在继续描述它们的作用之前，您可能已经猜到我需要将某些动作注入StateMachine并将它们与TweetState关联。 下面的JUnit代码显示了此操作的完成方式…

StateMachine<TweetState> machine = new StateMachine<TweetState>(TweetState.OFF);// Add some actions to the statemachine// Add the default actionmachine.addAction(TweetState.OFF, new DefaultAction(bos));machine.addAction(TweetState.RUNNING, new DefaultAction(bos));machine.addAction(TweetState.READY, new ReadyAction(bos));machine.addAction(TweetState.HASHTAG, new CaptureTag(bos, new HashTagStrategy()));machine.addAction(TweetState.NAMETAG, new CaptureTag(bos, new UserNameStrategy()));machine.addAction(TweetState.HTTPCHECK, new CheckHttpAction(bos));machine.addAction(TweetState.URL, new CaptureTag(bos, new UrlStrategy()));

从上面的代码中，您可以看到DefaultAction被链接为OFF和RUNNING状态， ReadyAction被链接为READY状态， CaptureTag操作被链接到HASHTAG，NAMETAG和URL状态，并且HttpCheckAction被链接到HTTPCHECK状态。

您可能已经注意到， CaptureTag操作链接到一个以上的状态。 这很好，因为CaptureTag采用了Strategy模式来即时更改其行为。 因此，我使用一些通用代码执行一个操作，在注入一个策略对象之后，它可以完成三件事。

写作动作

回到编写动作，首先要编写的动作通常是DefaultAction ，这是在没有任何有趣事情发生时调用的动作。 这个动作愉快地获取输入字符并将它们放入输出流，同时寻找某些字符或字符/状态组合。 DefaultAction的核心是processByte（...）方法中的switch语句。

public class DefaultAction extends AbstractAction<TweetState> {public DefaultAction(OutputStream os) {super(os);}/*** Process a byte using this action* * @param b* The byte to process* @param currentState* The current state of the state machine*/@Overridepublic TweetState processByte(byte b, TweetState currentState) throws Exception {TweetState retVal = TweetState.RUNNING;// Switch state if a ' ' charif (isSpace(b)) {retVal = TweetState.READY;writeByte(b);} else if (isHashAtStart(b, currentState)) {retVal = TweetState.HASHTAG;} else if (isNameAtStart(b, currentState)) {retVal = TweetState.NAMETAG;} else if (isUrlAtStart(b, currentState)) {retVal = TweetState.HTTPCHECK;} else {writeByte(b);}return retVal;}private boolean isSpace(byte b) {return b == ' ';}private boolean isHashAtStart(byte b, TweetState currentState) {return (currentState == TweetState.OFF) && (b == '#');}private boolean isNameAtStart(byte b, TweetState currentState) {return (currentState == TweetState.OFF) && (b == '@');}private boolean isUrlAtStart(byte b, TweetState currentState) {return (currentState == TweetState.OFF) && (b == 'h');}}

从上面的代码中，您可以看到中央switch语句正在检查每个字节。 如果该字节是一个空格，则下一个字节可能是一个特殊字符：“＃”代表井号标签，“ @”代表名称标签，“ h”代表URL； 因此，如果找到空间，则DefaultAction将返回READY状态，因为可能还有更多工作要做。 如果找不到空格，则它将返回RUNNING状态，该状态告诉StateMachine在读取下一个字节时调用DefaultAction 。

DefaultAction还会在一行的开头检查特殊字符，作为推文的第一个字符，例如“＃”，“ @”或“ h”。

现在，控制已传递回StateMachine对象，该对象从输入流中读取下一个字节。 由于状态现在为READY ，因此对processByte（...）的下一次调用将检索ReadyAction 。

@Overridepublic TweetState processByte(byte b, TweetState currentState) throws Exception {TweetState retVal = TweetState.RUNNING;switch (b) {case '#':retVal = TweetState.HASHTAG;break;case '@':retVal = TweetState.NAMETAG;break;case 'h':retVal = TweetState.HTTPCHECK;break;default:super.writeByte(b);break;}return retVal;}

从ReadyAction的switch语句中，您可以看到它的责任是通过分别检查'＃'，'@'和'h'来确认代码已找到井号，名称或URL。 如果找到一个，则返回以下状态之一： HASHTAG ， NAMETAG或HTTPCHECK到StateMachine

假设ReadyAction找到了一个'＃'字符并返回了HASHTAG状态，则StateMachine在读取下一个字节时，将从stateActionMap中 插入带有注入的HashTagStrategy类的CaptureTag类。

public class CaptureTag extends AbstractAction<TweetState> {private final ByteArrayOutputStream tagStream;private final byte[] buf;private final OutputStrategy output;private boolean terminating;public CaptureTag(OutputStream os, OutputStrategy output) {super(os);tagStream = new ByteArrayOutputStream();buf = new byte[1];this.output = output;}/*** Process a byte using this action* @param b* The byte to process* @param currentState* The current state of the state machine*/@Overridepublic TweetState processByte(byte b, TweetState currentState)throws Exception {TweetState retVal = currentState;if (b == ' ') {retVal = TweetState.READY; // fix 1output.build(tagStream.toString(), os);if (!terminating) {super.writeByte(' ');}reset();} else {buf[0] = b;tagStream.write(buf);}return retVal;}/*** Reset the object ready for processing*/public void reset() {terminating = false;tagStream.reset();}@Overridepublic void terminate(TweetState state) throws Exception {terminating = true;processByte((byte) ' ', state);}}

CaptureTag代码背后的想法是，它捕获字符并将其添加到ByteArrayOutputStream中，直到检测到空格或输入缓冲区为空。 检测到空间时， CaptureTag调用其OutputStrategy接口，在这种情况下，该接口由HashTagStrategy实现。

public class HashTagStrategy implements OutputStrategy {/*** @see state_machine.tweettohtml.OutputStrategy#build(java.lang.String,* java.io.OutputStream)*/@Overridepublic void build(String tag, OutputStream os) throws IOException {String url = "<a href=\"https://twitter.com/#!/search/%23" + tag + "\">#" + tag + "</a>";os.write(url.getBytes());}
}

HashTagStrategy构建一个标签搜索URL，并将其写入输出流。 将URL写入流后， CaptureTag返回READY状态-检测到空格并将控制权返回给StateMachine 。

StateMachine读取下一个字节，因此该过程继续。

处理主题标签只是该代码可以处理的几种可能方案中的一种，在演示此方案时，我试图演示如何使用状态机一次处理一个字节的输入流，以实现一些预定义的解决方案。 。 如果您对其他场景的处理方式感兴趣，请查看github上的源代码。

综上所述

总而言之，这不是您想定期使用的技术。 它很复杂，很难实现并且容易出错，而且通常有一种更简单的方法来解析传入的数据。 但是，有用的时候却很少，尽管它很复杂，但却是一个好的解决方案，所以我建议将其保存在隐喻工具箱中，以备不时之需。

¹解决这个难题的方法有多种，其中有些可能比State Machine更简单，更简单

²此版本的StateMachine于2006年编写，用于处理XML。 在这种情况下，代码必须解压缩一些Base 64 XML字段，并且由于该模式可重用，因此我只是从我的代码示例工具箱中将其挖掘出来，以用于Tweet to HTML的情况。

³完整项目可在github上找到 ……

参考 ： Captain Debug的Blog博客上的JCG合作伙伴 Roger Hughes提供了将状态机模式实现为流处理器 的信息 。