iOS APP 架構漫談（二）

上一篇《iOS APP 架構漫談(一)》簡單介紹了information flow的概念。這篇文章簡單介紹另一個在程式設計中非常重要的思想或工具——狀态機（State machine）。對大多數計算機專業的家夥們來說，這應該是一門比較難學的課程，裡面包含一大堆揪心的名字比如DFA，NFA，還有一大堆各種各樣的數學符号,又是編譯原理的基礎。不過很遺憾，似乎在做完編譯原理課程作業之後，很多人再也沒有實作過或是用過狀态機了。本文通過一個遊戲demo來簡單描述一下狀态機在實踐中的應用。demo code

背景

首先看下我們的使用場景，假如我們需要設計一套聯網對戰的小遊戲。第一個難題可能是如何建立一個通道，讓2個手機互相發送消息。這裡我并不打算引入server端開發，希望隻是通過用戶端來實作這個邏輯，這裡使用LeanCloud API來簡化這個過程。這樣我們可以暫時不考慮技術細節，直接站在業務角度去思考如何建立這個遊戲。

業務場景–邀請

正式開始遊戲之前，總會有一個邀請的環節。假如我們有2個使用者，分别是Host，Guest。Host建立遊戲，Guest加入遊戲。遊戲的整個流程和我們平時玩的對戰遊戲流程并沒有多大不同。

iOS APP 架構漫談（二）

Host建立遊戲，他就相當于進入一個等待隊列裡面。
Guest加入遊戲，他從等待隊列中找到一個比對，比如Host。然後對Host發送join message
Host會收到很多join message。由于我們隻是選擇1vs1。這裡假定Host同意Guest加入遊戲。Host向Guest發送join confirm message
Guest收到join confirm message, 向Host發送Go消息，表示Guest已經進入遊戲
Host收到Go消息。也進入遊戲。

具體實作業務邏輯

現在的構想的邏輯隻有5步，但其實還會包含很多邏輯，比如逾時機制，重發機制。由于中間狀态很多，還可能有我們沒有想到過的問題。在面對這種複雜邏輯時，會通過狀态機來幫助我們理順邏輯。這時，我們腦中思考的業務其實是一個狀态到一個狀态的圖。如下

iOS APP 架構漫談（二）

上半部分是遊戲的建立者，下半部分是遊戲的加入者。

一開始，盡量簡化模型，這裡紅色剪頭表示我們的正确主流路線，黑色表現出錯路線。也就是說，一旦錯誤，就回到原始Idle狀态。

開始寫代碼

在想清楚所有邏輯，并考慮清楚正常路線和錯誤路線之後，就可以開始寫代碼了。為了友善，這裡直接使用第三方的狀态機架構TransitionKit。

定義State（HOST）

TKState *idleState = [TKState stateWithName:@”idle”];

TKState *waitingJoinState = [TKState stateWithName:@”waitingJoin”];

TKState *waitingConfirmState = [TKState stateWithName:@”waitingConfirm”];

TKState *goState = [TKState stateWithName:@”go”];

[waitingConfirmState setDidEnterStateBlock:^(TKState *state, TKTransition *transition) {

[selfWeak sendJoinConfirm];

}];

[goState setDidEnterStateBlock:^(TKState *state, TKTransition *transition) {

NSLog(@”happy ending”);

[SVProgressHUD showSuccessWithStatus:@"ok"];

}];

定義Event（HOST）

Event 是建立State到State的路徑

TKEvent *waitingJoinEvent = [TKEvent eventWithName:CUHostGameManagerWaitingJoinEvent

transitioningFromStates:@[idleState]

toState:waitingJoinState];

TKEvent *receiveInviteEvent = [TKEvent eventWithName:CUHostGameManagerReceiveInviteEvent

transitioningFromStates:@[waitingJoinState]

toState:waitingConfirmState];

TKEvent *receiveConfirmEvent = [TKEvent eventWithName:CUHostGameManagerReceiveConfirmEvent

transitioningFromStates:@[waitingConfirmState]

toState:goState];

TKEvent *disconnectedEvent = [TKEvent eventWithName:CUHostGameManagerDisconnectedEvent

transitioningFromStates:nil

toState:idleState];

定義過程（HOST）

(void)startGame {

NSAssert(self.session.peerId != nil, @”“);

//這裡，如果不是idle，我們切換狀态機到idle

if (![self.stateMachine.currentState.name isEqual:@”idle”]) {

[self fireEvent:CUHostGameManagerDisconnectedEvent userInfo:nil];

}

//這裡調用LeanCloud 入隊

AVObject *waitingId = [AVObject objectWithClassName:@”waiting_join_Ids”];

[waitingId setObject:self.session.peerId forKey:@”peerId”];

[waitingId saveInBackgroundWithBlock:^(BOOL succeeded, NSError *error) {

//enqueue 之後，進入waitingJoin狀态

[self fireEvent:CUHostGameManagerWaitingJoinEvent userInfo:nil];

}];

}
- (void)sendJoinConfirm {
  
  //發送加入确認消息給Guest
  
  AVMessage *message = [AVMessage messageForPeerWithSession:self.session
  
  toPeerId:self.peerId
  
  payload:@”join_confirm”];
  
  [self.session sendMessage:message transient:YES];
  
  }
- (void)session:(AVSession )session didReceiveMessage:(AVMessage )message
  
  {
  
  if ([message.payload isEqualToString:@”join”]) {
  
  //收到Join（邀請）之後，發送确認消息
  
  self.peerId = message.fromPeerId;
  
  //因為LeanCloud的API比較挫，watch 之後才能發送消息，但是我們不知道什麼時候才watch成功。。。。
  
  //好在隻是demo，我們隻好用這種方式work around，延遲2s發送消息
  
  [NSObject cancelPreviousPerformRequestsWithTarget:self selector:@selector(sendInviteConfirmRequest:) object:nil];
  
  [self performSelector:@selector(sendInviteConfirmRequest:)
  
  withObject:@[message.fromPeerId]
  
  afterDelay:2.0f];
  
  }
  
  else if ([message.payload isEqualToString:@”go”]) {
  
  //收到go消息，流程結束
  
  [self fireEvent:CUHostGameManagerReceiveConfirmEvent userInfo:nil];
  
  }
  
  }
- (void)sendInviteConfirmRequest:(NSArray *)watchPeerIds {
  
  [self.session watchPeerIds:watchPeerIds];
  
  [self fireEvent:CUHostGameManagerReceiveInviteEvent userInfo:nil];
  
  }
  
  定義State（Guest）
TKState *idleState = [TKState stateWithName:@”idle”];

TKState *waitingReplyState = [TKState stateWithName:@”waitingReply”];

TKState *goState = [TKState stateWithName:@”go”];

[waitingReplyState setWillEnterStateBlock:^(TKState *state, TKTransition *transition) {

[selfWeak searchingGames];

}];

[goState setDidEnterStateBlock:^(TKState *state, TKTransition *transition) {

[selfWeak sendGo];

NSLog(@”happy ending”);

[SVProgressHUD showSuccessWithStatus:@”ok”];

}];

定義Event（Guest）

TKEvent *searchingEvent = [TKEvent eventWithName:CUGestGameManagerSearchingEvent

transitioningFromStates:@[idleState]

toState:waitingReplyState];

TKEvent *receiveConfirmEvent = [TKEvent eventWithName:CUGestGameManagerReceiveConfirmEvent

transitioningFromStates:@[waitingReplyState]

toState:goState];

TKEvent *disconnectedEvent = [TKEvent eventWithName:CUGestGameManagerDisconnectedEvent

transitioningFromStates:nil

toState:idleState];

定義過程（Guest）
- (void)joinGame {
if (![self.stateMachine.currentState.name isEqual:@”idle”]) {

[self fireEvent:CUGestGameManagerDisconnectedEvent userInfo:nil];

}

[self fireEvent:CUGestGameManagerSearchingEvent userInfo:nil];

}
- (void)searchingGames {
  
  AVQuery *query = [AVQuery queryWithClassName:@”waiting_join_Ids”];
  
  [query orderByDescending:@”updatedAt”];
  
  [query setLimit:1];
[query findObjectsInBackgroundWithBlock:^(NSArray *objects, NSError *error) {

NSMutableArray *installationIds = [[NSMutableArray alloc] init];

for (AVObject *object in objects) {

if ([object objectForKey:@”peerId”]) {

[installationIds addObject:[object objectForKey:@”peerId”]];

}

}

[self.session watchPeerIds:installationIds];

[NSObject cancelPreviousPerformRequestsWithTarget:self selector:@selector(sendJoinRequest) object:nil];

[self performSelector:@selector(sendJoinRequest)

withObject:nil

afterDelay:2.0f];

}];

}
- (void)sendJoinRequest {
for (NSString *item in self.session.watchedPeerIds) {

AVMessage *message = [AVMessage messageForPeerWithSession:self.session

toPeerId:item

payload:@”join”];

[self.session sendMessage:message transient:YES];

}

}
- (void)sendGo{
  
  AVMessage *message = [AVMessage messageForPeerWithSession:self.session
  
  toPeerId:self.otherPeerId
  
  payload:@”go”];
  
  [self.session sendMessage:message transient:YES];
  
  }
  
  最後

state machine 是一個蠻厲害的錘子，隻要是一個工具，就肯定會被濫用。。。state machine最大的好處是在于，友善我們思考清楚所有細節，主線，和錯誤流程。避免因為考慮不周全而産生的bug。結合之前的information flow的思路，會讓我們的軟體設計更加清楚。

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