嵌入式组件-----层次状态机

此篇文章在2024年5月9日被记录

前段时间写了一篇文章描述FSM(有限状态机)，但是在有些情况下业务比较复杂，就会使用到HFSM(层次状态机)，使用层次状态机，将复杂的业务分解为几个大状态，每个大状态再维护自身内部的小状态，可以使代码更加条理，增加代码的可读性与可维护性

1、层次状态机思想

类似于FSM，层次状态机也具有这几个部分：状态、事件、转换、运行。

• 状态（State）：系统或程序可能处于的不同状态，例如"待机"、"运行"、"暂停"等。每个状态代表了系统或程序的一种行为或模式。
• 事件（Event）：触发状态转换的信号或条件，可以是外部输入、定时器到期、传感器触发等。事件发生时，状态机将根据当前状态和事件来确定下一个状态。
• 转换（Transition）：状态之间的切换过程，由事件触发。每个转换定义了从一个状态到另一个状态的条件和操作。在HFSM中，同等级之间的状态才可以转换。
• 动作（Action）：状态转换时执行的操作或任务，例如更新变量、调用函数、发送消息等。动作可以在转换时执行，也可以在进入或离开某个状态时执行。

但是相比于FSM，HFSM多了几个概念：同等级状态转移、事件传递、多层动作执行

• 同等级状态转移：只有同等级的状态之间才可以进行状态转移
• 事件传递：子状态无法处理的事件，需要传递给父状态处理
• 多层动作执行：动作执行先从顶层状态任务开始执行，并且递归执行其子状态的任务

2、框架图示例

下图是一个洗衣机的多层次状态机模型图，相比于FSM的洗衣机功能丰富很多，具有空闲、快洗、精洗、烘干西、单烘干几种模式，每种模式功能详细，但是具体内部的处理方式不同，使用层次状态机可以较为方便的管理所有状态

下图制作匆忙，与业务强相关的部分跳转与时间未绘制

3、层次状态机组件推荐

• QPN：国外使用很多，但是开源项目中国内使用较少
• 自行开发：将原理理清楚，自行编码