状态图

Posted 2020-09-07 litaoyang

状态图是系统分析的一种常用工具，它通过建立类对象的生存周期模型来描述对象随时间变化的动态行为。

状态机

状态机是展示状态与状态转换的图。通常一个状态机依附于一个类，并且描述一个类的实例。状态机包含了一个类的对象在其生命周期间所有状态的序列以及对象对接收到的事件所产生的反应。

状态机由状态、转换、事件、活动和动作5部分组成。

状态图

一个状态图表示一个状态机。主要用于表现从一个状态到另一个状态的控制流。

状态图由表示状态的节点和表示状态之间转换的带箭头的直接组成。若干个状态由一条或多条转换箭头连接，状态的转换由事件触发。模型元素的行为可以由状态图中的一条通路表示，沿着此通路状态机随之执行了一系列动作。一个简单的状态图如下：

1、状态

状态由一个带圆角的矩形表示，状态图的图标可以分为3部分：名称、内部转换和嵌套状态。

(1)、名称。名称表示状态的名字，通常用字符串表示。一个状态的名称在状态图所在的上下文中应该是唯一的

(2)、内部转换。在内部转换中可以包含进入或者走出此状态应该执行的活动或动作，它们将响应对象所接收到的事件，但是不改变对象的状态。

(3)、嵌套状态图。状态图中的状态有两种：简单状态和组合状态。简单状态不包含其他状态，组合状态是包含子状态的状态。在组合状态的嵌套状态图部分包含的就是此状态的子状态。

2、转换

转换用带箭头的直线表示，分别连接源状态和目标状态。当源状态接收到一个事件，并且监护条件得到满足，则执行相应的动作，同时从源状态转换到目标状态。如果转换上没有标注触发转换的事件，则表示此转换为自动进行。

3、初始状态

初始状态代表状态图的起始位置，起始状态在一个状态图中只允许有一个，用一个实心圆表示。

4、终止状态

终止状态是一个状态图的终止点。它用一个含有实心圆的空心圆表示。

5、判定

判定用空心小菱形表示。工作流在此处按监护条件的取值而发生分支。

状态

状态包括状态名、内部转换、入口动作和出口动作、简单状态、组成状态（顺序子状态、并发子状态）、历史状态。

事件

事件表示在某一特定的时间或空间出现的能够引发状态改变的运动变化。事件分为入口事件、出口事件、动作事件、信号事件、调用事件、修改事件、时间事件、延迟事件。

转换

转换表示当一个特定事件发生或某些条件得到满足时，一个源状态下的对象在完成一定的动作后将发生状态转变，转向另一个称之为目标状态的状态。

转换通常分为外部转换、内部转换、完成转换和复合转换4种。一个转换一般包括5部分的信息：源状态、目标状态、触发事件、监护条件和动作。

1、外部转换

外部转换是一种改变对象状态的转换，它是最常见的一种转换。外部转换用从源状态到目标状态的箭头表示。下图表示了一个火车上的卫生间的简单状态转换。图中箭头上标注的都是引发状态转换的外部事件。

2、内部转换

内部转换有一个源状态但没有目标状态，它转换后的状态仍是它本身。内部转换用于对不改变状态的插入动作建立模型，例如建立帮助信息。

内部转换和自转换（即后面提到的完成转换）不同：自转换是离开本状态后重新进入该状态，它会激发状态的入口动作和出口动作的执行；而内部转换自始至终都不离开本状态，所以没有出口或入口事件。

3、完成转换

完成转换又成自转换，之所以称为完成转换是因为没有标明触发器事件的转换是由状态中活动的完成引起的，是自然而然的完成的转换。

4、复合转换

复合转换由简单转换组成，这些简单转换通过分支判定、分叉或接合组合在一起。多条件的分支判定又分为链式和非链式的分支，两种分支分别如下图所示：

5、触发事件

触发事件就是能引起状态转换的事件。触发事件可以是信号、调用和时间段等。

6、监护条件

监护条件是触发转换必须满足的条件，它是一个布尔表达式。当事件被触发时，监护条件被赋值。如果布尔表达式为真，那么转换被触发；否则不会引起转换。监护条件只能在触发事件发生时被赋值一次。从一个状态引出的多个转换可以有同样的触发器事件，但是每个转换必须具有不同的监护条件。

7、动作

动作是一组可执行语句或计算处理过程。动作可以包括发送消息给另一个对象、操作调用、设置返回值、创建和销毁对象等。动作是原子的，不可中断的。

整个系统可以在同一时间执行多个动作。动作在它的控制线程中是原子性的，一旦开始执行就必须执行到底并且不能与同时处于活动状态的动作发生交互作用。