强大的有限状态机 - state_machine

在推荐Ruby on Rails给做企业应用的朋友时候，比较常见的问题有"Ruby有没有好用的开源工作流引擎？"，基于有限状态机（Finite State Machine - FSM）构建工作流引擎是经常使用的实现方法，写篇短文介绍一下Ruby世界里的有限状态机：

首先列几个开源的Ruby FSM项目：

• state_machine
• act_as_state_machine
• Ryan Allen's workflow
• Alter Ego

其中第一个项目state_machine是作者经过2年半时间陆续开发的，特性比较完整，而且最近开发也比较活跃，下面简单介绍一下它的强大功能：

• 可以在任意的Ruby类里面定义多个状态机
• 基于属性的event transitions
• 提供了和ActiveRecord / DataMapper / Sequel等多个ORM的集成
• 提供了before/after transition hook以方便于集成
• 状态驱动的instance/class行为
• 基于GraphViz的创建状态机图片
• ...

1. 基础用法：
我们来看一下它提供的一个红绿灯的例子


得益于Ruby语言的优秀特性，state_machine定义了一套简洁DSL，使得代码非常易懂/易维护:

class TrafficLight
  state_machine :initial => :stop do #定义初始状态为stop
    event :cycle do #定义cycle事件，让状态从stop到proceed到caution到stop进行改变
      transition :stop => :proceed, :proceed => :caution, :caution => :stop
    end
  end
end

class TrafficLight
  state_machine :initial => :stop do #定义初始状态为stop
    event :cycle do #定义cycle事件，让状态从stop到proceed到caution到stop进行改变
      transition :stop => :proceed, :proceed => :caution, :caution => :stop
    end
  end
end

使用这个红绿灯的代码：

light = TrafficLight.new
p light.state
6.times do
  light.cycle
  p light.state
end

light = TrafficLight.new
p light.state
6.times do
  light.cycle
  p light.state
end

2. transition hook：
利用state_machine提供的before/after transition hook机制，我们可以简洁地实现很多需求，比如订单状态改变的时候，我们需要记录一下：

class Order
  state_machine :initial => :pending
    before_transition :log_state_change
    #...
  end

  def log_state_change(transition)
    event, from, to = transition.event, transition.from_name, transition.to_name
    puts("Order #{number}: #{from} => #{to} on #{event}")
  end
end

class Order
  state_machine :initial => :pending
    before_transition :log_state_change
    #...
  end

  def log_state_change(transition)
    event, from, to = transition.event, transition.from_name, transition.to_name
    puts("Order #{number}: #{from} => #{to} on #{event}")
  end
end

也可以有选择性地在某些关键状态改变时做些动作：

after_transition  :pending => :completed, :pending => :closed do
  #send email to order owner
end

    after_transition  :pending => :completed, :pending => :closed do
      #send email to order owner
    end

3. 和ORM集成：
和Rails的ActiveRecord集成是很简单的一件事情，简单到你什么都不需要做，直接在Model文件里面定义就可以了：

class Order < ActiveRecord::Base
  state_machine :initial => :pending do
    event :confirm do
    #...
    end
  end
end

class Order < ActiveRecord::Base
  state_machine :initial => :pending do
    event :confirm do
    #...
    end
  end
end

然后在数据库里面添加一个栏位叫state，这样就可以持久化了：

order = Order.create(...)
p order.state # pending

order = Order.create(...)
p order.state # pending

结合它默认设置的scope，我们就可以写出这样简洁而又符合自然语法的代码：

#找出所有状态为pending的订单，一一进行确认
Order.with_state(:pending).all.each{|order| order.confirm}

#找出所有状态为pending的订单，一一进行确认
Order.with_state(:pending).all.each{|order| order.confirm}

和DataMapper / Sequel集成也是很简单，都是直接在Model文件里面定义，然后数据库添加栏位，而不需要额外的工作。

简单介绍到此，state_machine还有更多强大的功能不是这篇短文能够覆盖的，大家有兴趣的可以看它的文档和源代码。

最后值得提一下的是，这个项目总共只有1200行不到的代码，和动辄超过万行的Java workflow engine相比，学习起来是很轻松愉快的。