一、状态模式介绍
1. 解决的问题
主要解决在对象一个内部状态发生变化时，改变其行为的问题。
2. 定义
状态模式是一种行为设计模式，让你能在一个对象的内部状态变化时改变其行为，使其看上去就像改变了自身所属的类一样。
3. 应用场景
- 如果对象需要根据自身当前状态进行不同行为，同时状态的数量非常多且与状态相关的代码会频繁变更的话，可使用状态模式。
- 如果某个类需要根据成员变量的当前值改变自身行为，从而需要使用大量的条件语句时，可使用状态模式。
- 当相似状态和基于条件的状态机转换中存在许多重复代码时，可使用状态模式。
二、状态模式优缺点
1. 优点
- 单一职责原则：将与特点状态相关的代码放在单独的类中。
- 开闭原则：无需修改已有状态类和上下文就能引入新状态。
- 通过消除臃肿的状态机条件语句简化上下文代码。
2. 缺点
- 如果状态机只有很少的几个状态，或者很少发生改变，那么应用该模式可能会显得小题大做。
三、状态模式应用实例：简单高效的时间管理——番茄工作法
1. 实例场景
不知道大家有没有经常想认真学习，却一直晚会再说的情况，我反正就是。
最近发现了个番茄工作法，找了个软件体验了一下，听着滴答滴答的工作背景音效，还是很有种时间在哗啦哗啦流的紧迫感，能一定程度上提高点效率，当然可能听习惯了就不当回事了。
具体的软件如果想要的话，评论留言告诉我。
番茄工作法是弗朗西斯科·西里洛在 1922 年创建的一种时间管理方法，有助于提高工作效率，养成良好的学习习惯。
它的基本原理就是把工作时间分为多个番茄钟，一个番茄钟由 25 分钟工作时间和 5 分钟休息时间组成。
很多时候，感觉忙了一天，也不知道自己在忙啥，也可以用番茄工作法将自己的一天记录下来，分析一下时间都去哪了？
今天，就以番茄工作法的工作状态到休息状态为例，介绍一下状态模式。
2. 状态模式实现
2.1 工程结构
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| state-pattern
└─ src
├─ main
│ └─ java
│ └─ org.design.pattern.state
│ ├─ model
│ │ ├─ PomodoroState.java
│ │ └─ impl
│ │ ├─ WorkPomodoroState.java
│ │ └─ RestPomodoroState.java
│ └─ service
│ ├─ PomodoroService.java
│ └─ impl
│ └─ PomodoroServiceImpl.java
└─ test
└─ java
└─ org.design.pattern.state.test
└─ PomodoroTest.java
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2.2 代码实现
2.2.1 实体类
番茄状态接口
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public interface PomodoroState {
void work();
void rest();
}
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番茄-工作状态类
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@Slf4j
public class WorkPomodoroState implements PomodoroState {
@Override
public void work() {
log.info("工作中：请保持高度集中！");
}
@Override
public void rest() {
log.info("工作状态中断：该番茄钟作废！");
}
}
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番茄-休息状态类
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@Slf4j
public class RestPomodoroState implements PomodoroState {
@Override
public void work() {
log.info("良好的休息才是下一个番茄钟开始的必要条件！");
}
@Override
public void rest() {
log.info("工作时间结束了，喝杯水，伸个懒腰，看看窗外！");
}
}
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2.2.2 服务类
番茄工作法服务接口
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public interface PomodoroService {
void openPomodoro();
}
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番茄工作法服务实现类
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@Slf4j
public class PomodoroServiceImpl implements PomodoroService {
@Override
public void openPomodoro() {
PomodoroState workState = new WorkPomodoroState();
log.info("开启一次番茄时间");
workState.work();
log.info("工作时间想休息");
workState.rest();
log.info("工作时间结束");
PomodoroState restState = new RestPomodoroState();
restState.rest();
log.info("休息时间想工作");
restState.work();
log.info("休息时间结束，准备好开始下一个番茄了嘛？");
}
}
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2.3 测试验证
2.3.1 测试验证类
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public class PomodoroTest {
@Test
public void test() {
PomodoroService pomodoroService = new PomodoroServiceImpl();
pomodoroService.openPomodoro();
}
}
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2.3.2 测试结果
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| 15:07:06.447 [main] INFO o.d.p.s.s.impl.PomodoroServiceImpl - 开启一次番茄时间
15:07:06.449 [main] INFO o.d.p.s.model.impl.WorkPomodoroState - 工作中：请保持高度集中！
15:07:06.449 [main] INFO o.d.p.s.s.impl.PomodoroServiceImpl - 工作时间想休息
15:07:06.449 [main] INFO o.d.p.s.model.impl.WorkPomodoroState - 工作状态中断：该番茄钟作废！
15:07:06.449 [main] INFO o.d.p.s.s.impl.PomodoroServiceImpl - 工作时间结束
15:07:06.449 [main] INFO o.d.p.s.model.impl.RestPomodoroState - 工作时间结束了，喝杯水，伸个懒腰，看看窗外！
15:07:06.449 [main] INFO o.d.p.s.s.impl.PomodoroServiceImpl - 休息时间想工作
15:07:06.449 [main] INFO o.d.p.s.model.impl.RestPomodoroState - 良好的休息才是下一个番茄钟开始的必要条件！
15:07:06.449 [main] INFO o.d.p.s.s.impl.PomodoroServiceImpl - 休息时间结束，准备好开始下一个番茄了嘛？
Process finished with exit code 0
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四、状态模式结构
上下文（Context）保存了对于一个具体状态对象的引用，并会将所有与该状态相关的工作委派给它。上下文通过状态接口与状态对象交互，且会提供一个设置器用于传递新的状态对象。
状态（State）接口会声明特定于状态的方法，这些方法应能被其他所有具体状态所理解。
具体状态（Concrete States）会自行实现特定于状态的方法。为了避免多个状态中包含相似代码，可以提供一个封装有部分通用行为的中间抽象类。
状态对象可存储对于上下文对象的反向引用。状态可以通过该引用从上下文处获取所需信息，并且能触发状态转移。
上下文和具体状态都可以设置上下文的下个状态，并可通过替换连接到上下文的状态对象来完成实际的状态转换。
设计模式并不难学，其本身就是多年经验提炼出的开发指导思想，关键在于多加练习，带着使用设计模式的思想去优化代码，就能构建出更合理的代码。
源码地址：https://github.com/yiyufxst/design-pattern-java
参考资料：
小博哥重学设计模式：https://github.com/fuzhengwei/itstack-demo-design
深入设计模式：https://refactoringguru.cn/design-patterns/catalog