哥特式建築安全系統

本文講的是哥特式建築安全系統，在我的童年記憶裡，電視上播放的那些低劣的冒險電影是模糊卻持久的。通常，這些電影的場景會安排某個古舊的城堡、密室或走廊在其中起着重要的作用。為了找到它們，英雄們需要拉動樓頂的蠟燭托架，然後，輕拍兩次牆壁。

想象有這樣一家公司，他們決定根據這個想法建構一套安全系統。他們進入之後，設定某種無線網絡，安裝一些小的裝置。如果發生某些有趣的事情，這些裝置會發出一條四字元的消息。比如，打開抽屜，抽屜上附着的感應器就會發出一條消息：D2OP。還有一些小的控制裝置，響應這樣的四字元指令消息，比如，某個裝置收到D1UL消息，就會打 開一扇門。

所有這一切的核心是一些控制器軟體，它們會監聽事件消息，弄清楚要做什麼，然後發送指令消息。在那個網絡産業崩潰的年代，這家公司買到了一堆廉價的烤面包機，它們可以用Java控制，是以，公司準備用它們來做控制器。是以，隻要客戶買了哥特式建築安全系統，公司就會進駐其中，給這個建築物裝上一大堆裝置，當然，還有一個烤面包機，裡面裝有Java編寫的控制程式。

就這個例子而言，我們的關注點在于這個控制程式。每個客戶都有各自的需求，但是，隻要有一些好的樣本，我們就不難發現其中的通用模式。為了打開密室，格蘭特小姐要關上卧室房門，打開抽屜，然後，再開一盞燈。而肖瓦小姐則先要打開水龍頭，再打開正确的燈，進而開啟兩個密室中的一個。至于史密斯小姐，她的辦公室裡有一個上鎖的壁櫥，内有一個密室。她必須先關上門，把牆上的畫摘下來，再打開桌子上的燈三次，最後，打開那個滿滿的櫥櫃最上面的抽屜，這時，壁櫥打開了。如果在打開裡面的密室前，她忘記了關閉桌子上的燈，就會警報大作。

這是個異想天開的例子，但它所要表達的意圖一點都不特别。我們有這樣一系列系統，它們共享着大多數元件和行為，卻彼此間差異極大。在這個例子裡，對所有的客戶來說，控制器發送和接收消息的方式是相同的，但是産生的事件序列和發送的指令卻不盡相同。我們要整理一下這些東西，這樣，當公司安裝一個全新系統時，付出的代價才會是最小的。是以，對他們而言，為控制器編寫動作序列必須非常簡單才行。

了解了所有這些情況，一種好的處理方式浮出水面：把控制器看做狀态機（state machine）。每個感應器都可以發送事件（event），改變控制器的狀态（state）。當控制器進入某種狀态時，它就會在網絡上發出一條指令消息。

至此，我應該坦白，寫作之初，這是全然不同的。狀态機是一個很好的DSL例子，是以，我先選擇了它。之是以選擇 哥特式城堡，是因為我厭倦了其他所有狀态機的例子。

格蘭特小姐的控制器

這家神秘的公司擁有成千上萬感到滿意的客戶，但在這裡，我們隻準備強調其中的一位：格蘭特小姐，我最喜歡的客戶。她的卧室裡有個密室，通常情況下，這個密室都會緊鎖着，隐蔽在那裡。要打開這個密室，她就要關上門，然後，打開櫃子裡的第二個抽屜，打開床邊的燈─二者順序任意。做完這些，秘密面闆就會解鎖，她就可以打開密室了。

我用一張狀态圖來表示這個序列（見圖1-1）。

如果你沒接觸過狀态機，其實，它們隻不過是描述行為的一種常見方式而已─并非廣泛适用，但對于類似這樣的情況，卻是再合适不過了。其基本的想法是，控制器會處于不同的狀态。當它們處于某個特定的狀态時，某個事件會讓控制器轉換為另一個狀态，在那種狀态下會有不同的轉換（transition）。是以，一系列的事件會讓控制器從一個狀态進到另一個狀态。在這個模型裡，當進入一個狀态時，會執行某個動作（比如發送消息）。（其他類型的狀态機可能會在不同的地方執行動作）。

基本上，這個控制器就是一個簡單的傳統狀态機，不過需要一些微調。客戶的控制器要有一個明确的空閑（idle） 态，系統會有大多數的時間處在該狀态。某種特定的事件就可以讓系統跳回到這個空閑态，即便它正處于一個更有趣的狀态轉換中間，這樣就可以有效地重置整個模型了。在格蘭特小姐的這個例子裡，開門就是這樣一個重置事件。

引入重置事件，意味着這裡描述的狀态機并不完全滿足某種經典的狀态機模型。狀态機有幾種非常有名的變體，這個模型便是以其中一個為起點的，隻是略做微調，增加了重置事件，也就變成了隻針對這種情況。

需要特别注意的是，嚴格來說，未必一定要有重置事件才能表示格蘭特小姐的控制器。一種替代方案是，為每個狀态添加一個轉換，隻要觸發doorOpened，就會轉換為空閑态。重置事件這個想法很有用，因為它簡化了整個狀态圖。

來源：華章計算機

原文标題：哥特式建築安全系統