22｜状态：让合法动作随生命周期变化

配套代码：GitHub 仓库 · 本篇完整源码 · 行为测试。使用 JDK 25 与 Gradle，包名为 com.hanserwei.patterns.state。

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文章处于草稿、已发布或已归档状态。草稿允许发布，已发布允许归档，已归档不能再次发布。若 publish 和 archive 各自包含一大段状态判断，每新增一个状态就要检查许多方法是否同步修改。

状态模式把“在某个状态下如何响应动作”放进该状态对象。上下文保留对外操作入口，并把当前动作交给当前状态处理。

从问题提炼设计意图

状态模式允许对象在内部状态变化时改变行为，把状态相关行为和合法迁移封装到独立状态类中。

对象职责与协作关系

classDiagram
    Manuscript --> PublicationState : current
    PublicationState <|.. DraftState
    PublicationState <|.. PublishedState
    PublicationState <|.. ArchivedState
    DraftState ..> PublishedState : publish
    PublishedState ..> ArchivedState : archive

合法状态转换如下；图中没有画出的动作均由当前实现拒绝。

stateDiagram-v2
    [*] --> Draft
    Draft --> Published : publish
    Published --> Archived : archive

代码思路：变化应该落在哪个对象上

Manuscript 初始持有 DraftState。publish 与 archive 不再判断字符串状态，只调用 state 的对应方法。具体响应由当前运行时状态决定。

DraftState.publish 将上下文迁移到 PublishedState，而 DraftState.archive 直接抛异常；PublishedState 对应允许归档、拒绝重复发布；ArchivedState 拒绝这两个动作。迁移规则和行为靠在一起，阅读一个状态类就能看到当前状态允许做什么。

transitionTo 是包可见方法，对包外调用方不开放任意 setState。客户端通过业务动作推进生命周期，测试同时断言成功迁移和失败后的状态不变。包内代码仍需遵守边界，这不是不可绕过的安全控制。

关键实现与独立运行

配套仓库中的包名是 com.hanserwei.patterns.state，源码目录为 src/main/java/com/hanserwei/patterns/state/。仓库地址统一见系列导航。以下展示关键文件的完整内容；其余角色和测试在同一仓库中，每个顶级类型各占一个文件。

Manuscript.java：

package com.hanserwei.patterns.state;

import java.util.Objects;

/** 把生命周期动作交给当前状态对象的上下文. */
public final class Manuscript {
  /** 当前状态，初始为草稿. */
  private PublicationState state = new DraftState();

  /** 请求发布，是否合法由当前状态决定. */
  public void publish() {
    state.publish(this);
  }

  /** 请求归档，是否合法由当前状态决定. */
  public void archive() {
    state.archive(this);
  }

  /** 返回当前状态名称. */
  public String stateName() {
    return state.name();
  }

  /** 供状态对象提交合法转换，不向包外暴露任意设置入口. */
  void transitionTo(PublicationState state) {
    this.state = Objects.requireNonNull(state, "state");
  }
}

DraftState.java：

package com.hanserwei.patterns.state;

/** 封装一种文章状态的动作与合法迁移. */
public final class DraftState implements PublicationState {
  /** 处理当前状态的发布请求；不允许时抛出 IllegalStateException. */
  @Override
  public void publish(Manuscript manuscript) {
    manuscript.transitionTo(new PublishedState());
  }

  /** 处理当前状态的归档请求；不允许时抛出 IllegalStateException. */
  @Override
  public void archive(Manuscript manuscript) {
    throw new IllegalStateException("Draft cannot be archived");
  }

  /** 返回状态标识. */
  @Override
  public String name() {
    return "draft";
  }
}

PublishedState.java：

package com.hanserwei.patterns.state;

/** 封装一种文章状态的动作与合法迁移. */
public final class PublishedState implements PublicationState {
  /** 处理当前状态的发布请求；不允许时抛出 IllegalStateException. */
  @Override
  public void publish(Manuscript manuscript) {
    throw new IllegalStateException("Already published");
  }

  /** 处理当前状态的归档请求；不允许时抛出 IllegalStateException. */
  @Override
  public void archive(Manuscript manuscript) {
    manuscript.transitionTo(new ArchivedState());
  }

  /** 返回状态标识. */
  @Override
  public String name() {
    return "published";
  }
}

Demo.java 展示调用方如何装配这些对象：

package com.hanserwei.patterns.state;

/** 演示本章对象的装配方式和可观察结果. */
public final class Demo {
  /** 禁止实例化演示入口. */
  private Demo() {}

  /** 运行独立示例；args 为未使用的命令行参数. */
  public static void main(String[] args) {
    Manuscript manuscript = new Manuscript();
    manuscript.publish();
    System.out.println(manuscript.stateName());
    manuscript.archive();
    System.out.println(manuscript.stateName());
  }
}

在配套代码仓库根目录运行；Windows 使用 gradlew.bat 替换 ./gradlew：

./gradlew runState
./gradlew test --tests 'com.hanserwei.patterns.state.PatternTest'

示例的业务输出如下，省略 Gradle 自身的任务提示：

published
archived

用测试确认模式的行为

合法路径是 draft → published → archived；草稿归档、重复发布、归档后发布和重复归档均失败，失败后状态保持原值。

对应测试位于 src/test/java/com/hanserwei/patterns/state/PatternTest.java。建议先运行现有测试，再改动一个协作环节，观察哪个断言能够发现问题。

常见用法

• 订单、工单、文章等对象具有明确生命周期且行为随状态变化。
• 连接协议、播放器或设备在不同状态接受不同操作。
• 状态分支分散在多个方法，维护时容易漏改。

适用边界与容易踩的坑

状态对象的可变字段需要特别小心。如果多个上下文共享一个状态实例，该状态应当无状态或只保存不可变元数据；否则一篇文章的数据可能进入另一篇。当前实现每次迁移创建新的无字段状态，便于学习所有权。

状态模式不自动保证并发转换原子性。两个线程同时调用 publish，或数据库里另一个请求已经归档，都需要同步、版本检查或事务支持。本例只验证内存中的顺序调用。

只有一个方法、三个简单分支时，enum 加 switch 往往已经足够清楚。状态类最适合状态相关行为有一定规模的场景；不要为一个布尔开关制造两套空类。

与相近模式比较

策略通常由调用方选择算法，策略之间没有固定生命周期；状态通常随上下文内部业务动作迁移，状态之间存在合法转换关系。接口相似，切换原因不同。

动手练习

新增待审核状态，规定草稿必须先提交审核，审核通过后才能发布。先画状态转换图并列出每个动作的非法组合，再实现类；检查新增状态是否要求对状态接口增加新动作。

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