Вступление
Хорошо, когда твои подчиненные никогда не болеют, не умирают, всегда присутствуют на работе и выполняют твои распоряжения без предварительных приготовлений: «Вызвали — встань». Таковы, например, веб-сервисы, соблюдающие модель REST (которая, если отбросить специальную HTTP-терминологию, сводится к тому, что интерфейс сервиса фактически является интерфейсом контейнера данных).
В реальной жизни у подчиненных бывают насморк и декретный отпуск, у сетевых соединений — таймауты, у авиарейсов — погода, а у автомобильных двигателей в мороз — необходимое время холостого прогрева.
Асинхронный конечный автомат — это удобная абстракция верхнего уровня для управления сущностями с богатым и не всегда предсказуемым внутренним миром. Такой сущностью может быть аппаратное устройство, сессия сетевого протокола или просто параллельно запущенный процесс, код которого вы не контролируете.
Описываемая ниже архитектура асинхронного конечного автомата решает ряд стандартных проблем, возникающих при «лобовой» интеграции подсистем с учетом их внутреннего состояния. Самая заметная из таких проблем — это недостаточная разнесенность (я бы даже сказал — недостаточная «гальваническая развязка») сущностей сигнала и перехода между состояниями, из-за чего автомат становится неустойчивым к DoS-атакам. Есть и другие, менее очевидные — например, «недостаточно атомарная» замена узла подсистемы или используемого ей ресурса.
Анатомия (объектная декомпозиция)
Модель конечного автомата включает следующие базовые сущности:
- Состояние — это режим функционирования управляемой системы, отличный от других по предоставляемым возможностям. Таким образом, снапшоты кешей и буферов, варианты циклов «от забора и до обеда» и другие акциденции управляемой системы в понятие «состояния» не входят. В норме состояний должны быть считанные единицы; если счет пошел на второй десяток — скорее всего, управляемую систему следует раздробить или иерархизировать.
- Условие — это логическое значение (true или false) на одном из «входов» системы. Суперпозиция состояний всех входов автомата однозначно определяет целевое состояние автомата. Таким образом, любой входной сигнал, значимый для состояния автомата, в конечном счете сводится к установке значения одного или нескольких условий.
- Реакция — это отклик автомата на отличие текущего состояния от целевого. Принципиально различных видов реакции мы насчитали два с половиной: прямой переход между состояниями, маршрут и стоп-маршрут («кирпич»). Прямой переход может быть и пустой операцией (NOP) — например, в случае, если изменение входов вызвано уведомлением о завершении асинхронной операции.