PlantUML状态机高级控制：监护条件、优先级与内部转换

状态机设计中，精确控制转换行为是构建复杂系统的关键。本文将深入解析PlantUML中三种高级转换控制机制，帮助您实现更精细的状态流转逻辑。

一、监护条件（Guard Conditions）语法

监护条件是在状态转换时进行额外逻辑判断的布尔表达式，只有当条件为真时转换才会触发。

基本语法

state "状态A" as A
state "状态B" as B
A --> B : 事件[条件] / 动作

实际示例

state "待支付" as Pending
state "已发货" as Shipped

Pending --> Shipped : 支付成功[金额>=订单总额] / 生成运单
Pending --> Pending : 支付成功[金额<订单总额] / 提示补款

实践建议：

1. 复杂条件建议使用方括号[]明确界定
2. 对于多条件组合，使用&&、||等逻辑运算符
3. 避免在监护条件中编写副作用代码

二、转换优先级与冲突解决

当多个转换可能同时被触发时，PlantUML遵循以下优先级规则：

1. 同源转换优先级：按定义顺序，先定义的优先
2. 层次结构优先级：子状态的转换优先于父状态
3. 内部转换优先：内部转换优先于外部转换

冲突解决示例

state Parent {
    [*] --> Child
    state Child {
        [*] --> Active
        Active --> Active : 内部事件
    }
    Child --> Parent : 外部事件
}

Parent --> Final : 外部事件

执行顺序：

1. 内部事件（最高优先级）
2. Child到Parent的转换
3. Parent到Final的转换（最低优先级）

实践建议：

1. 显式定义重要转换的顺序
2. 使用注释说明特殊优先级逻辑
3. 对于复杂场景，考虑使用fork/join进行流程拆分

三、内部转换（Internal Transition）与自环

内部转换

不改变当前状态的转换，通常用于处理不影响状态本质的事件：

state "编辑中" as Editing {
    [*] --> Typing
    Typing --> Typing : 输入字符 / 更新内容
    Typing --> Typing : 按Ctrl+S / 自动保存
}

自环转换

状态到自身的显式转换，会触发exit和entry动作：

state "处理中" as Processing
Processing --> Processing : 定时刷新 / 重试计数+1

关键区别：

实践建议：

1. 需要保持状态持续性时使用内部转换
2. 需要重置状态变量时使用自环转换
3. 高频事件建议使用内部转换避免性能开销

综合应用案例

state "ATM机" as ATM {
    [*] --> Idle
    state "验证中" as Validating {
        [*] --> Checking
        Checking --> Checking : 输入密码[尝试次数<3] / 验证
        Checking --> Locked : 输入密码[尝试次数>=3]
    }
    
    Idle --> Validating : 插入银行卡
    Validating --> Idle : 取卡
    Validating --> Active : 验证通过
    Active --> Active : 选择业务[余额不足] / 提示
    Active --> Printing : 选择业务[余额充足] / 处理
    Printing --> Idle : 完成
}

通过合理组合这三种机制，可以构建出既能处理复杂业务逻辑，又能保持清晰可维护的状态机模型。建议在复杂系统中：

1. 使用监护条件实现业务规则
2. 用优先级管理异常流程
3. 通过内部转换优化高频操作