1. 상태 머신 다이어그램
- 실세계의 많은 시스템은 다양한 상태가 있고 동일한 자극에 대해 상태에 따라 다른 행위를 한다.
- 상태 머신 다이어그램 : 상태와 상태 변화를 모델링 하는 UML 도구
- 상태 : 객체가 가질 수 있는 어떤 조건이나 상황
- 상태 전이/진입 : 객체의 한 상태에서 다른 상태로의 이동
- 특정 이벤트 발생 후 명세된 조건을 만족한 경우 전이가 이루어진다.
- 이벤트[조건]/액션 (ex : switch_on[power_exists]/turnOn())
- 선풍기는 기본적으로 OFF 상태에서 시작
- OFF 상태에서 사용자가 선풍기 스위치를 켜면 switch_on 이벤트를 발생시킨다. 이 때 전원이 들어온 상태(power_exists 조건)라면 ON 상태로 진입한다. 이 때 turnon 액션을 실행하게 된다.
- OFF 상태에서 사용자가 선풍기 스위치를 켜면 switch_on 이벤트를 발생시킨다. 이 때 전원이 들어오지 않은 상태(power_exists 조건)라면 OFF 상태에 머무른다.
- 사용자가 ON 상태에서 동작 버튼을 누르면 run 이벤트를 발생시키고 WORKING 상태로 진입한다. 이 때 operate 액션을 실행하게 된다.
- 선풍기가 ON 상태나 WORKING 상태에 머무를 때 사용자가 스위치를 끄면 switch_off 이벤트를 발생하고 이 이벤트로 인해 OFF 상태로 진입한다.
- Composite state
- Active 상태에서는 ON 상태나 WORKING 상태 중 어떤 상태에 있든 switch_off 이벤트가 발생하면 OFF 상태로 진입한다. 이와 같이 복합 상태는 동일한 진입으로 인한 상태 머신의 복잡성을 줄일 수 있다.
- 복합 상태 안에서도 시작 상태가 존재한다. OFF 상태에서 switch_on 이벤트가 발생했을 때는 Active 복합 상태로 진입하는데, 이 때 묵시적으로 ON 상태로 진입이 일어난다.
2. 형광등 만들기
public class Light {
private static final int ON = 0;
private static final int OFF = 1;
private int state;
public Light() {
state = OFF;
}
public void on_button_pushed() {
if (state == ON) System.out.println("반응 없음");
else {
state = ON;
System.out.println("Light On!");
}
}
public void off_button_pushed() {
if (state == OFF) System.out.println("반응 없음");
else {
state = OFF;
System.out.println("Light Off!");
}
}
}
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Light light = new Light();
light.off_button_pushed();
light.on_button_pushed();
light.off_button_pushed();
}
}
3. 문제점
- 형광등에 새로운 상태를 추가할 때 (ex : 형광등에 ‘취침등’ 상태를 추가)
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잘못된 코드
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public class Light { private static final int ON = 0; private static final int OFF = 1; private static final int SLEEPING = 2; private int state; public Light() { state = OFF; } public void on_button_pushed() { if (state == ON) { state = SLEEPING; System.out.println("취침등 상태"); } else if (state == SLEEPING) { state = ON; System.out.println("Light On!"); } else { state = ON; System.out.println("Light On!"); } } public void off_button_pushed() { if (state == OFF) System.out.println("반응 없음"); else if (state == SLEEPING) { state = OFF; System.out.println("Light Off!"); } else { state = OFF; System.out.println("Light Off!"); } } }
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4. 해결책
- 무엇이 변하는가?
- 상태 추가/삭제
- 상태 전이 추가/삭제, 상태 의존적인 행동 변화
- 상태를 캡슐화
- 각 상태와 이 상태에 의존적인 해위를 하나의 클래스로 캡슐화
- 모든 상태를 아우르는(캡슐화하는) 상위 클래스(or interface) 생성
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public class Light { private State state; public Light() { state = new OFF(); } public void setState(State state) { this.state = state; } public void on_button_pushed() { state.on_button_pushed(this); } public void off_button_pushed() { state.off_button_pushed(this); } } public interface State { public void on_button_pushed(Light light); public void off_button_pushed(Light light); } public class ON implements State { @Override public void on_button_pushed(Light light) { light.setState(new SLEEPING()); System.out.println("취침등..."); } @Override public void off_button_pushed(Light light) { light.setState(new OFF()); System.out.println("Light Off!"); } } public class OFF implements State { @Override public void on_button_pushed(Light light) { light.setState(new ON()); System.out.println("Light On!"); } @Override public void off_button_pushed(Light light) { System.out.println("반응 없음"); } } public class SLEEPING implements State { @Override public void on_button_pushed(Light light) { light.setState(new ON()); System.out.println("Light On!"); } @Override public void off_button_pushed(Light light) { light.setState(new OFF()); System.out.println("Light Off"); } } public class Client { public static void main(String[] args) { Light light = new Light(); light.off_button_pushed(); light.on_button_pushed(); light.on_button_pushed(); light.on_button_pushed(); light.off_button_pushed(); light.on_button_pushed(); light.on_button_pushed(); light.off_button_pushed(); } } -
현재 코드에서도 문제점이 있다.
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상태 변화 시 항상 새로운 상태 객체를 생성한다.
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해결책은 싱글턴 패턴!
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public class Light { private State state; public Light() { state = new OFF(); } public void setState(State state) { this.state = state; } public void on_button_pushed() { state.on_button_pushed(this); } public void off_button_pushed() { state.off_button_pushed(this); } } public interface State { public void on_button_pushed(Light light); public void off_button_pushed(Light light); } public class ON implements State { private static ON on = null; private ON() {} public static ON getInstance() { if (on == null) return new ON(); return on; } @Override public void on_button_pushed(Light light) { light.setState(SLEEPING.getInstance()); System.out.println("취침등..."); } @Override public void off_button_pushed(Light light) { light.setState(OFF.getInstance()); System.out.println("Light Off!"); } } public class OFF implements State { private static OFF off = null; private OFF() {} public static OFF getInstance() { if (off == null) return new OFF(); return off; } @Override public void on_button_pushed(Light light) { light.setState(ON.getInstance()); System.out.println("Light On!"); } @Override public void off_button_pushed(Light light) { System.out.println("반응 없음"); } } public class SLEEPING implements State { private static SLEEPING sleeping = null; private SLEEPING() {} public static SLEEPING getInstance() { if (sleeping == null) return new SLEEPING(); return sleeping; } @Override public void on_button_pushed(Light light) { light.setState(ON.getInstance()); System.out.println("Light On!"); } @Override public void off_button_pushed(Light light) { light.setState(OFF.getInstance()); System.out.println("Light Off"); } } public class Client { public static void main(String[] args) { Light light = new Light(); light.off_button_pushed(); light.on_button_pushed(); light.on_button_pushed(); light.on_button_pushed(); light.off_button_pushed(); light.on_button_pushed(); light.on_button_pushed(); light.off_button_pushed(); } }
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5. 스테이트 패턴
