CN101201753A - 一种多状态机管理引擎的配置管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明是提供一种多状态机管理引擎的配置管理方法。该方法是将符合不同工作流程业务需求的状态机，抽象为一组迁移规则以及迁移规则中定义的相关操作的执行类，通过配置的方式完成多个状态机的管理，用户通过状态机管理引擎的用户接口生成指定状态机的会话，并赋予初始状态，当用户向该会话发送事件请求时，状态机管理引擎将根据发送的事件找到相关的操作，并执行该操作，然后根据操作结果驱动会话状态迁移到下一个指定状态，并执行状态改变引发的操作，完成用户向该会话发送的事件驱动。本状态机管理引擎的发明，极大方便了状态机的设计及驱动管理，状态机管理引擎可以管理多个不同的状态机，简化了用户对状态机的设计。

Description

一种多状态机管理引擎的配置管理方法

1、技术领域

本发明涉及计算机应用开发技术领域，具体地说是一种状态机管理引擎的配置管理方法，可用于管理多种状态机的多个会话(一个会话代表一个正在执行的具体的工作流程)，根据相关事件驱动特定会话状态的状态迁移，适用于复杂工作流程中各环节的控制及管理。

2、背景技术

状态机在很多行业尤其是软件开发行业已经得到普遍应用。在软件开发过程中，往往会遇到这样的需求，即一系列紧密相连、相互依赖的任务，为控制并完成这样的任务序列，我们抽象其工作流程，设计出状态机来管理、控制任务的执行。但开发这样一个状态机需要很大的工作量和技术复杂度，开发人员不仅需要分析并抽象工作流程的业务需求、设计具体的任务逻辑，还要投入大量精力开发对任务工作流程的管理、控制，以便工作流程能够按照用户的需要来流转。同时，对一种工作流程的管理、控制的设计，往往很难应用到其它业务的工作流程中，针对用户不断变化的业务需求，需要开发不同的状态机，这就导致到大量重复性劳动。

3、发明内容

本发明的目的是按以下方式实现的，是将符合不同工作流程业务需求的状态机，抽象为一组迁移规则以及迁移规则中定义的相关操作的执行类，通过配置的方式完成多个状态机的管理，用户通过状态机管理引擎的用户接口生成指定状态机的会话，并赋予初始状态，当用户向该会话发送事件请求时，状态机管理引擎将根据发送的事件找到相关的操作，并执行该操作，然后根据操作结果驱动会话状态迁移到下一个指定状态，并执行状态改变引发的操作，完成用户向该会话发送的事件驱动，具体步骤如下：

步骤1：根据大数据量配置管理功能的需求，抽象出各状态的大数据量配置文件上行功能部分的迁移规则如下：

1)状态在迁移过程中，初始状态、终止状态、引起状态迁移的事件、事件所引发的操作、状态改变所引发的操作以及状态机名称信息，将其以数据库表的形式存储，如其中的大数据量配置文件上行功能，初始状态为idle、当由“上行”事件驱动时，需要进行upload操作，该操作为一个异步操作，当该异步操作调用成功后，迁移的终止状态为upload_in_progress，当该异步操作调用失败，迁移的终止状态仍为idle，将upload操作放入线程池视为调用成功，在upload操作执行成功后，将通过触发UPLOAD_COMPLETED事件，将会话的当前状态由upload_in_progress迁移为upload_completed；

2)执行失败后同样通过触发事件，将会话的当前状态由upload_in_progress迁移为upload_failed；如果当前会话正在执行upload操作，这时向该会话发送中断事件，则将执行abort操作，abort操作执行成功后会话状态将由upload_in_progress迁移为upload_failed，这样就完成了业务分析的工作。

步骤2：将状态机的初始状态、终止状态、支持的最大会话数以及状态机名称以数据库表的形式存储，将状态机当前会话状态也以数据库表的形式存储；

步骤3：开发状态机中事件所引发的操作以及状态改变所引发的操作，对于这些操作，状态机管理引擎规定了统一的操作接口，用户只需实现该操作接口，然后将操作内容定义到实现类中；实现指定接口的形式定义操作，是为了方便状态机管理引擎对操作的调用，在大数据量配置文件上行功能中涉及的操作有两个，一个是将upload操作放入线程池的操作，一个是upload操作本身，由于upload操作是个需要由线程池管理、执行的异步操作，所以该操作要定义为一个线程池任务，通过前3个步骤完成对状态机的开发；

步骤4：实现状态机管理引擎的DAO接口，在该接口中规定了对在步骤1、2中存储的数据的读取、读取时需要的参数以及返回值的类型，以便于状态机管理引擎使用。

步骤5：以上步骤完成后，使用状态机管理引擎驱动大数据量配置文件上行功能状态机的会话状态迁移，首先通过状态机管理引擎的用户接口添加该状态机的会话，然后向状态机管理引擎用户接口的驱动会话状态变化方法传送指定的事件，状态机管理引擎将根据状态机名称、当前指定的会话状态和事件找到相关的迁移规则，并执行迁移规则中事件引发的操作，根据操作结果将当前会话的状态设置为迁移规则中与操作结果匹配的状态，如果迁移规则中有状态改变引发的操作，将执行该操作；至此一个事件对会话的驱动完成；

一个会话从初始到终止要经过多个事件的驱动，当事件将会话驱动至状态机的终止状态时，状态机管理引擎将自动删除该会话；同时状态机管理引擎还通过用户接口向用户提供了对某会话的强制删除、对各种类型会话的状态信息查询以及必要的验证功能。

会话是指状态机所代表工作流程的状态记录，应用于对复杂工作流程中各环节的管理、控制及驱动，状态机管理引擎管理多个状态机的多个会话状态，根据发送给指定会话的事件，执行相应操作，并根据操作结果完成对该会话状态的迁移任务。

状态机管理引擎采用单实例模式实现，通过配置的方式可以同时管理、驱动多个状态机的会话，并完成相关操作的提取与执行，在对指定会话进行状态迁移时采用原子操作，对不能瞬间完成的操作交由线程池来管理、执行。

状态机管理引擎采用状态机管理引擎状态迁移规则的可配置性，对多个状态机和对多个使用同一状态机的会话状态的管理。

本发明的有益效果是：状态机管理引擎是针对不同业务需求的状态机所设计的引擎驱动器，它可以完成对基于不同状态机的任务的状态驱动，以及相关操作的提取、执行，使状态机的开发人员只需考虑状态机的业务需求，从中抽象出符合该状态机的状态迁移规则并设计相关操作任务，而不必关心具体状态迁移的控制、执行，以及资源的申请、释放，大量节省了状态机的开发成本，简化了状态机的设计复杂度。

4、附图说明

附图1为状态机管理引擎的主流程图；

附图2为状态机管理引擎的用户接口用例图；

附图3为状态机管理引擎的模块设计图；

附图4为状态机管理引擎驱动会话状态变化的程序流程图。

5、具体实施方式

参照说明书附图对本发明的多状态机管理引擎的配置管理方法，作以下详细地说明。

本发明为解决其技术问题，所采用的技术方案如图1所示。通过状态机管理引擎的用户接口实现对状态机管理引擎的操作，当用户通过用户接口向状态机管理引擎中指定状态机的指定会话发送指定事件请求时，状态机管理引擎首先将根据状态机名称、会话状态和事件请求在数据库中找到事件引发的操作、操作结果、下一个状态、状态改变引发的操作等相关的状态机迁移信息，放入内存，然后执行该事件引发的操作，并根据操作结果找到相应的下一个状态，并将其设置为当前的会话状态，如果事件引发的操作为空，则状态机直接将下一个状态设置为当前的会话状态，如果状态机迁移信息中状态改变引发的操作不为空，则将执行该状态改变引发的操作，然后返回用户接口，如果状态改变引发的操作为空，则直接返回用户接口。

以上是状态机管理引擎的核心功能，即对指定状态机的会话状态进行驱动迁移，但围绕该核心功能，状态机管理引擎还需要设计其他的辅助功能，为此，状态机管理引擎的用户接口向用户提供了三大类共十二个功能方法，如图2所示。一类是系统功能方法，有状态机管理引擎的启动与关闭两个功能。另一类是业务功能方法，有六个，分别为添加会话、驱动会话状态变化、删除会话、查询指定会话的状态、查询指定状态机的所有会话的状态、查询状态机管理引擎中所有会话的状态。还有验证指定的状态机是否存在、验证指定的会话是否存在，验证指定状态机当前的会话数量是否达到最大值、验证指定状态机在指定状态下是否可触发指定事件，这四个验证类型的功能。

本状态机管理引擎采用面向对象的模块设计，如图3所示。以下将以驱动会话状态变化的核心功能来串讲状态机管理引擎的模块关系。状态机管理引擎中会话状态的迁移是由事件驱动的，用户通过“用户应用接口”将事件消息传递给“控制中心”，“控制中心”根据状态机名称和会话ID在“会话状态管理中心”中获取指定会话的当前状态。“控制中心”将状态机名称、会话的当前状态和事件传递给“状态机管理中心”，从“状态机管理中心”获取事件引发的操作和后继状态等迁移信息。“控制中心”通过事件引发的操作名称去“操作类库”中调用该操作，并根据操作的返回结果从内存中的迁移信息里找到相应的后继状态，然后到“会话状态管理中心”设置该后继状态为指定会话的当前状态。当会话状态设置成功后，“控制中心”会调用迁移信息里的“状态引发的操作”。至此，整个事件驱动流程执行完毕。

当状态机管理引擎驱动某个会话状态时，会将各种操作的步骤和结果可以通过外围的“日志管理模块”写入相应的日志文件。当调用“事件引发的操作”和“状态改变引发的操作”时，具体的操作也可以通过“日志管理模块”进行日志记录操作。

事件引发的操作可以分为两种：一种为短时间内可以执行完成的，一种为需要启动后台线程进行异步执行的。后者就涉及到对外界系统线程池模块的操作。当在线程池中运行的操作需要改变会话的状态时，需要再向状态机管理引擎发送“事件消息”。

状态机管理引擎驱动会话状态变化的流程如图4所示，在驱动会话状态变化时，当“控制中心”从“状态机管理中心”获取指定会话的当前状态后，状态机管理引擎将给该会话加锁，以防止其他操作改变该会话状态，从而实现其操作的原子性。当驱动会话状态变化过程中发生异常或该会话成功完成状态迁移后，将解锁该会话，以便其他操作可以继续驱动该会话。

实施例

在电信领域中，网络运营商向设备提供商提出了一系列接口规范，OMC的北向接口就是为了实现这些规范而设计的，BulkCM(大数据量配置管理功能)和PM(性能管理功能)就是这些规范中的两种，这些功能的实现都由多个工作环节组成，由事件驱动工作从一个环节到下一个环节，操作的执行还依赖于当前状态。为了使工作的各环节能够被事件所驱动、管理当前所处的工作环节的位置，以及执行相关操作，选择使用状态机驱动并管理各工作环节。为了规范和简化状态机的开发，状态机的可重复使用，我们提出了状态机管理引擎的概念，将状态机对工作的各环节驱动，以及相关操作的执行，从状态机中抽离出来，由状态机管理引擎完成相关工作，这样就将状态迁移开发和具体业务开发相分离，在开发多个不同业务需求的状态机时就会节省大量的代码，充分利用代码的可复用性，同时使状态机的开发更加明确、简单，用户在开发状态机时只需要将精力放在业务上，从业务需求中抽象出工作各环节的迁移规则以及开发相关执行的操作任务就可以了，其它的驱动管理等都可以交由状态机管理引擎完成。

以大数据量配置管理功能为例说明本发明的具体应用，具体的执行步骤如下：

步骤1：根据大数据量配置管理功能的需求，抽象出各状态的迁移规则。状态在迁移过程中，初始状态、终止状态、引起状态迁移的事件、事件所引发的操作、状态改变所引发的操作以及状态机名称(添加状态机名称这项主要是考虑状态机管理引擎要执行对多个状态机的管理)等信息，将其以数据库表的形式存储。如其中的大数据量配置文件上行功能，初始状态为idle、当由“上行”事件驱动时，需要进行upload操作，该操作为一个异步操作，当该异步操作调用成功后，迁移的终止状态为upload_in_progress，当该异步操作调用失败，迁移的终止状态仍为idle。注意这里只是调用成功，不是执行成功，即将upload操作放入线程池就算调用成功。在upload操作执行成功后，将通过触发UPLOAD_COMPLETED事件，将会话的当前状态由upload_in_progress迁移为upload_completed，执行失败后也通过触发事件，将会话的当前状态由upload_in_progress迁移为upload_failed。如果当前会话正在执行upload操作，这时向该会话发送中断事件，则将执行abort操作，abort操作执行成功后会话状态将由upload_in_progress迁移为upload_failed。以上就是大数据量配置文件上行功能部分的迁移规则。这样就完成了业务分析的工作。

步骤2：将状态机的初始状态、终止状态、支持的最大会话数以及状态机名称以数据库表的形式存储，将状态机当前会话状态也以数据库表的形式存储。

步骤3：开发状态机中事件所引发的操作以及状态改变所引发的操作，对于这些操作，状态机管理引擎规定了统一的操作接口，用户只需实现该操作接口，将操作内容定义到实现类中就可以了。以实现指定接口的形式定义操作，是为了方便状态机管理引擎对操作的调用。在大数据量配置文件上行功能中涉及的操作有两个，一个是将upload操作放入线程池的操作，一个是upload操作本身，由于upload操作是个需要由线程池管理、执行的异步操作，所以该操作要定义为一个线程池任务。通过前3个步骤，我们已经轻松完成了对状态机的开发。

步骤4：实现状态机管理引擎的DAO接口，在该接口中规定了对在步骤1、2中存储的数据的读取、读取时需要的参数以及返回值的类型，以便于状态机管理引擎使用。

步骤5：以上步骤完成后，就可以使用状态机管理引擎驱动大数据量配置文件上行功能状态机的会话状态迁移了。首先通过状态机管理引擎的用户接口添加该状态机的会话，然后向状态机管理引擎用户接口的驱动会话状态变化方法传送指定的事件，状态机管理引擎将根据状态机名称、当前指定的会话状态和事件找到相关的迁移规则，并执行迁移规则中事件引发的操作，根据操作结果将当前会话的状态设置为迁移规则中与操作结果匹配的状态，如果迁移规则中有状态改变引发的操作，将执行该操作。至此一个事件对会话的驱动完成。一个会话从初始到终止要经过多个事件的驱动，当事件将会话驱动至状态机的终止状态时，状态机管理引擎将自动删除该会话。同时状态机管理引擎还通过用户接口向用户提供了对某会话的强制删除、对各种类型会话的状态信息查询以及必要的验证功能。

根据以上描述，可以看出，用户对状态机的开发只是将业务流程抽象成迁移规则，以及编写业务中定义的引起工作环节转换的操作，这都只限于对业务的理解，没有涉及对迁移规则的使用、操作的执行以及怎样被事件所驱动等技术问题，这些都是由状态机管理引擎所完成的。

综上所述，状态机管理引擎的发明大大简化了用户对业务状态机的开发，使用户有更多的精力考虑业务逻辑，而不必过多关心技术上的实现。状态机管理引擎可以广泛适用于事件驱动的各种复杂工作流程的开发，例如：财务系统中的财务报销审批，办公系统中的工单签发、审核，进销存系统的货品流向等。

Claims (4)

1.一种多状态机管理引擎的配置管理方法，其特征在于，是将符合不同工作流程业务需求的状态机，抽象为一组迁移规则以及迁移规则中定义的相关操作的执行类，通过配置的方式完成多个状态机的管理，用户通过状态机管理引擎的用户接口生成指定状态机的会话，并赋予初始状态，当用户向该会话发送事件请求时，状态机管理引擎将根据发送的事件找到相关的操作，并执行该操作，然后根据操作结果驱动会话状态迁移到下一个指定状态，并执行状态改变引发的操作，完成用户向该会话发送的事件驱动，具体步骤如下：

步骤1：根据大数据量配置管理功能的需求，抽象出各状态的大数据量配置文件上行功能部分的迁移规则如下：

1)状态在迁移过程中，初始状态、终止状态、引起状态迁移的事件、事件所引发的操作、状态改变所引发的操作以及状态机名称信息，将其以数据库表的形式存储，如其中的大数据量配置文件上行功能，初始状态为idle、当由“上行”事件驱动时，需要进行upload操作，该操作为一个异步操作，当该异步操作调用成功后，迁移的终止状态为upload_in_progress，当该异步操作调用失败，迁移的终止状态仍为idle，将upioad操作放入线程池视为调用成功，在upload操作执行成功后，将通过触发UPLOAD_COMPLETED事件，将会话的当前状态由upload_in_progress迁移为upload_completed；

2)执行失败后同样通过触发事件，将会话的当前状态由upload_in_progress迁移为upload_failed；如果当前会话正在执行upload操作，这时向该会话发送中断事件，则将执行abort操作，abort操作执行成功后会话状态将由upload_in_progress迁移为upload_failed，这样就完成了业务分析的工作。

步骤2：将状态机的初始状态、终止状态、支持的最大会话数以及状态机名称以数据库表的形式存储，将状态机当前会话状态也以数据库表的形式存储；

步骤3：开发状态机中事件所引发的操作以及状态改变所引发的操作，对于这些操作，状态机管理引擎规定了统一的操作接口，用户只需实现该操作接口，然后将操作内容定义到实现类中；实现指定接口的形式定义操作，是为了方便状态机管理引擎对操作的调用，在大数据量配置文件上行功能中涉及的操作有两个，一个是将upload操作放入线程池的操作，一个是upload操作本身，由于upload操作是个需要由线程池管理、执行的异步操作，所以该操作要定义为一个线程池任务，通过前3个步骤完成对状态机的开发；

步骤4：实现状态机管理引擎的DAO接口，在该接口中规定了对在步骤1、2中存储的数据的读取、读取时需要的参数以及返回值的类型，以便于状态机管理引擎使用。

步骤5：以上步骤完成后，使用状态机管理引擎驱动大数据量配置文件上行功能状态机的会话状态迁移，首先通过状态机管理引擎的用户接口添加该状态机的会话，然后向状态机管理引擎用户接口的驱动会话状态变化方法传送指定的事件，状态机管理引擎将根据状态机名称、当前指定的会话状态和事件找到相关的迁移规则，并执行迁移规则中事件引发的操作，根据操作结果将当前会话的状态设置为迁移规则中与操作结果匹配的状态，如果迁移规则中有状态改变引发的操作，将执行该操作；至此一个事件对会话的驱动完成；

一个会话从初始到终止要经过多个事件的驱动，当事件将会话驱动至状态机的终止状态时，状态机管理引擎将自动删除该会话；同时状态机管理引擎还通过用户接口向用户提供了对某会话的强制删除、对各种类型会话的状态信息查询以及必要的验证功能。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，会话是指状态机所代表工作流程的状态记录，应用于对复杂工作流程中各环节的管理、控制及驱动，状态机管理引擎管理多个状态机的多个会话状态，根据发送给指定会话的事件，执行相应操作，并根据操作结果完成对该会话状态的迁移任务。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，状态机管理引擎采用单实例模式实现，通过配置的方式可以同时管理、驱动多个状态机的会话，并完成相关操作的提取与执行，在对指定会话进行状态迁移时采用原子操作，对不能瞬间完成的操作交由线程池来管理、执行。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，状态机管理引擎采用状态机管理引擎状态迁移规则的可配置性，对多个状态机和对多个使用同一状态机的会话状态的管理。

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