“状态机四要素：现态，条件，动作，次态”
状态机，通常被用来管理一个实体的生命周期。通过它，可以使复杂的状态转化问题模式化，达到代码高内聚的效果。事实上，状态机也确实是一种设计模式。
状态机有四个要素：
- 现态：实体的当前状态
- 次态：实体的下个状态
- 条件：引发实体状态转移的条件
- 动作：条件发生时，伴随的动作
示意图如下：
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目标代码
状态机的代码路径如下：
./hadoop-release-2.7.0/hadoop-yarn-project/hadoop-yarn/hadoop-yarn-common/src/main/java/org/apache/hadoop/yarn/state这个模块的代码是在YARN项目下，所以设计目的也是只针对YARN。
该路径，包含下列代码：
state $ tree.|-- Graph.java|-- InvalidStateTransitionException.java|-- MultipleArcTransition.java|-- package-info.java|-- SingleArcTransition.java|-- StateMachine.java|-- StateMachineFactory.java|-- VisualizeStateMachine.java先对其中的工具代码做简要介绍：
Graph/VisualizeStateMachine: 这两个文件的目的是为了将状态机中的复杂关系可视化。
InvalidStateTransitionException: 该模块独有的异常。
接下来看剩下的这些代码的类图关系。
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类图关系
先看SingleArcTransition和MultipleArcTransition。
这两个都是接口类，其实并没有什么类图关系。放在一起主要是想指出两点。
第一，为什么要从概念上区分两者，差别在哪里。对于SingleArc来说，它的现态和次态是单一确定的；但是对于MultipleArc来说，它的次态则可以有多个。transition的方法的返回值其实也暗示了这点。前者返回void，因为状态关系明确；后者返回STATE，需要指明究竟是多个次态中的哪一个。真正能够说明两者区别的代码在StateMachineFactory中，它也是本文的唯一关键类，我们放在关键类分析中细讲。
第二，前文提到，状态机的四要素是现态，次态，条件，动作。而实际上，我们transition方法，其实只包含了两项，即条件(对应event)和动作(对应方法本身)，第一个参数operand是状态机关联的实体。那么为什么没有包含现态和次态两项呢？一个揣测是，接口设计者的本意是通过operand来访问两个状态。
但是，StateMachineFactory的实现者似乎不喜欢这个不透明的接口，所以之后分析该类代码时，我们会发现其内部，又定义了一个Transition接口，及其实现 SingleInternalArc和MultipleInternalArc，两者分别对原始接口进行了封装。
再来看StateMachine，它也是一个接口类，类图如下：
最后是StateMachineFactory，是一个实现类。其内部又定义了一些接口及实现，类图如下：
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关键类分析
状态机模块只有一个关键类，即StateMachineFactory。从类图可以看出它的复杂性。现在一点点剖析。
首先，以Factory结尾的类都是工厂类，遵循工厂模式，其目的就是将构建目标的过程(StateMachineFactory)和目标(StateMachine)本身解耦。
这个工厂的关键目标有两个：
- 添加转移过程(addTransition)
- 基于已经添加的转移过程，构建状态机(make)
那么先看addTransition，这个方法有很多签名：
public StateMachineFactory addTransition(STATE preState, STATE postState, EVENTTYPE eventType); # 单个事件类型，不包含动作public StateMachineFactory addTransition(STATE preState, STATE postState, Set eventTypes); 多个事件类型，不包含动作public StateMachineFactory addTransition(STATE preState, STATE postState, Set eventTypes, SingleArcTransition hook); 多个事件类型，包含SingleArcpublic StateMachineFactoryaddTransition(STATE preState, STATE postState,EVENTTYPE eventType,SingleArcTransition hook); 单个事件类型，包含SingleArcpublic StateMachineFactoryaddTransition(STATE preState, Set postStates,EVENTTYPE eventType,MultipleArcTransition hook); 单个事件类型，包含MultipleArc，多个次态真正起作用的是最后两个，而他们本质上是调用了private标识的构造函数：
private StateMachineFactory (StateMachineFactory that, ApplicableTransition t) { this.defaultInitialState = that.defaultInitialState; this.transitionsListNode = new TransitionsListNode(t, that.transitionsListNode); # 追加transitionsListNode链表 this.optimized = false; this.stateMachineTable = null; # 清空状态表 }再看make：
public StateMachinemake(OPERAND operand) { return new InternalStateMachine(operand, defaultInitialState); }# 构造函数 InternalStateMachine(OPERAND operand, STATE initialState) { this.operand = operand; this.currentState = initialState; if (!optimized) { maybeMakeStateMachineTable(); # 构建状态表 } }构建的核心逻辑在MakeStateMachineTable中：
private void makeStateMachineTable() { Stack> stack = new Stack>(); MapMap prototype = new HashMapMap prototype.put(defaultInitialState, null); // I use EnumMap here because it'll be faster and denser. I would // expect most of the states to have at least one transition. stateMachineTable = new EnumMapMap Transition>>(prototype); for (TransitionsListNode cursor = transitionsListNode; cursor != null; cursor = cursor.next) { # 遍历applicableTransition链表并压栈 stack.push(cursor.transition); } while (!stack.isEmpty()) { stack.pop().apply(this); # 取出元素，并apply。apply会把元素放入statemachinetable中 } }最后，StateMachineFactory还承担了本不该自己承担的重任：doTransition。是的，InternalStateMachine的doTransition方法竟然代理到了工厂类，有些匪夷所思。
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总结
YARN中的许多功能模块都有较复杂的状态定义，状态机在其中起到了关键作用。这部分代码虽然实现方式给人一种绕来绕去的感觉，但整体逻辑还是比较易懂的。
