JavaScript与有限状态机
原文出处： 阮一峰
有限状态机（Finite-state machine）是一个非常有用的模型，可以模拟世界上大部分事物。
简单说，它有三个特征：
* 状态总数（state）是有限的。
* 任一时刻，只处在一种状态之中。
* 某种条件下，会从一种状态转变（transition）到另一种状态。
它对JavaScript的意义在于，很多对象可以写成有限状态机。
举例来说，网页上有一个菜单元素。鼠标悬停的时候，菜单显示；鼠标移开的时候，菜单隐藏。如果使用有限状态机描述，就是这个菜单只有两种状态（显示和隐藏），鼠标会引发状态转变。
代码可以写成下面这样：
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
|
var menu = { // 当前状态 currentState: 'hide', // 绑定事件 initialize: function() { var self = this; self.on("hover", self.transition); }, // 状态转换 transition: function(event){ switch(this.currentState) { case "hide": this.currentState = 'show'; doSomething(); break; case "show": this.currentState = 'hide'; doSomething(); break; default: console.log('Invalid State!'); break; } } }; |
可以看到，有限状态机的写法，逻辑清晰，表达力强，有利于封装事件。一个对象的状态越多、发生的事件越多，就越适合采用有限状态机的写法。
另外，JavaScript语言是一种异步操作特别多的语言，常用的解决方法是指定回调函数，但这样会造成代码结构混乱、难以测试和除错等问题。有限状态机提供了更好的办法：把异步操作与对象的状态改变挂钩，当异步操作结束的时候，发生相应的状态改变，由此再触发其他操作。这要比回调函数、事件监听、发布/订阅等解决方案，在逻辑上更合理，更易于降低代码的复杂度。
下面介绍一个有限状态机的函数库Javascript Finite State Machine。这个库非常好懂，可以帮助我们加深理解，而且功能一点都不弱。
该库提供一个全局对象StateMachine，使用该对象的create方法，可以生成有限状态机的实例。
|
1
|
var fsm = StateMachine.create(); |
生成的时候，需要提供一个参数对象，用来描述实例的性质。比如，交通信号灯（红绿灯）可以这样描述：
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
|
var fsm = StateMachine.create({ initial: 'green', events: [ { name: 'warn', from: 'green', to: 'yellow' }, { name: 'stop', from: 'yellow', to: 'red' }, { name: 'ready', from: 'red', to: 'yellow' }, { name: 'go', from: 'yellow', to: 'green' } ] }); |
交通信号灯的初始状态（initial）为green，events属性是触发状态改变的各种事件，比如warn事件使得green状态变成yellow状态，stop事件使得yellow状态变成red状态等等。
生成实例以后，就可以随时查询当前状态。
|
1
2
3
4
|
* fsm.current ：返回当前状态。* fsm.is(s) ：返回一个布尔值，表示状态s是否为当前状态。* fsm.can(e) ：返回一个布尔值，表示事件e是否能在当前状态触发。* fsm.cannot(e) ：返回一个布尔值，表示事件e是否不能在当前状态触发。 |
Javascript Finite State Machine允许为每个事件指定两个回调函数，以warn事件为例：
|
1
2
|
* onbeforewarn：在warn事件发生之前触发。* onafterwarn（可简写成onwarn） ：在warn事件发生之后触发。 |
同时，它也允许为每个状态指定两个回调函数，以green状态为例：
|
1
2
|
* onleavegreen ：在离开green状态时触发。* onentergreen（可简写成ongreen） ：在进入green状态时触发。 |
假定warn事件使得状态从green变为yellow，上面四类回调函数的发生顺序如下：onbeforewarn → onleavegreen → onenteryellow → onafterwarn。
除了为每个事件和状态单独指定回调函数，还可以为所有的事件和状态指定通用的回调函数。
|
1
2
3
4
|
* onbeforeevent ：任一事件发生之前触发。* onleavestate ：离开任一状态时触发。* onenterstate ：进入任一状态时触发。* onafterevent ：任一事件结束后触发。 |
如果事件的回调函数里面有异步操作（比如与服务器进行Ajax通信），这时我们可能希望等到异步操作结束，再发生状态改变。这就要用到transition方法。
|
1
2
3
4
5
6
|
fsm.onwarn = function(){ light.fadeOut('slow', function() { fsm.transition(); }); return StateMachine.ASYNC; }; |
上面代码的回调函数里面，有一个异步操作（light.fadeOut）。如果不希望状态立即改变，就要让回调函数返回一个StateMachine.ASYNC对象，表示状态暂时不改变；等到异步操作结束，再调用transition方法，使得状态发生改变。
Javascript Finite State Machine还允许指定错误处理函数，当发生了当前状态不可能发生的事件时自动触发。
|
1
2
3
4
5
6
7
|
var fsm = StateMachine.create({ // ... error: function(eventName, from, to, args, errorCode, errorMessage) { return 'event ' + eventName + ': ' + errorMessage; }, // ... }); |
比如，当前状态是green，理论上这时只可能发生warn事件。要是这时发生了stop事件，就会触发上面的错误处理函数。
Javascript Finite State Machine的基本用法就是上面这些，更详细的介绍可以参见它的主页。
