C++ Boost状态图与元状态机

显然，boost包含两个独立的状态机库：和（MSM）。标语给出了非常相似的描述：

任意复杂的有限状态机可以以易于读取和可维护的C++代码实现。
• 元状态机-用于表示UML2有限状态机的高性能库

---

您知道两者之间的主要区别和选择的注意事项吗？

在编写自己的PPP实现时，我使用Statechart有三个原因： 1） 状态图更简单，文档更清晰； 2） 我真的不喜欢UML:）

---

Boost docs说MSM的速度至少快20倍，但对于大型FSM来说编译速度相当慢。

由于人们似乎对此很感兴趣，请允许我给出我的（明显有偏见的）意见，因此应该对此持保留态度：

• 男男性接触要快得多
• MSM不需要RTTI或任何虚拟设备
• MSM具有更完整的UML2支持（例如内部转换、符合UML的正交区域）
• MSM提供了一种描述性语言（实际上有几种）。例如，使用eUML前端，可以将转换描述为Source+Event[Guard]/Action==Target
• MSM将使您的编译器受到更大状态机的影响，因此您需要一个非常新的编译器（g++>=4.x，VC>=9）

---

你可以通过查看MSM审查期间发布的评论来获得更好的意见。开发者列表中对这个主题进行了大量讨论。

正如Christophe已经提到的，这两个库之间的关键区别之一是运行时性能。虽然MSM可能提供了这里所能提供的最佳性能，但Statechart有意识地将内存和处理器周期转换为更好的可伸缩性

使用Boost.Statechart，您可以以MSM无法实现的方式将状态机的布局（即状态、转换）分散到多个翻译单元（cpp文件）上。这使得大型FSM的实现比MSM更易于维护，编译速度也更快

与MSM相比，Statechart的性能开销对您的应用程序是否真的很重要，当您问自己应用程序每秒需要处理多少事件时，通常很容易回答

假设使用Boost.Statechart实现了一个中等复杂的FSM，下面是一些大概的数字：

• 大多数当前的PC硬件可以轻松处理每秒10万次以上的事件
• 即使资源非常有限的硬件也能每秒处理几百个事件

关于CPU负载，如果要处理的事件数远低于这些数字，那么与MSM相比，Boost.Statechart开销几乎肯定不会明显。如果这个数字更高，那么你和男男性接触肯定会更好

有关性能/可伸缩性权衡的更深入信息，请参见：

---

不久前，我开始使用Statechart，并转到MSM，因为它更容易从单个线程与asio结合使用。我使用asio并没有将Statechart和它的多线程功能融为一体——这可能是我对Statechart的某种不理解。我发现MSM更容易使用，因为它没有解决多线程问题。

在回答Tim迟来的讨论时（这也解决了Lev的一个早期评论）

作为在状态图中主张从析构函数中分离出口的人之一（基于真实用例的论点，关于与真实世界的交互，即i/O），早在提交Boost时，我就同意在析构函数中放置出口逻辑可能会有问题。大卫·亚伯拉罕（David Abrahams）也毫不奇怪地提出了关于异常安全的有说服力的论点。出于这些原因，Statechart不要求您将逻辑放入析构函数中，但它允许您按照通常的建议将逻辑放入析构函数中

应该只作为状态转换的一部分运行的逻辑（而不是作为整体销毁statechart对象）可以（如果还有资源清理要做的话也应该）被分离到一个单独的exit（）操作中

对于没有活动状态（资源）的“精简”状态，只需执行进入/退出操作，您可以在ctor和d'tor中执行这些操作，并确保构造函数和析构函数不会抛出。他们没有理由——没有状态来执行RAII on——让这些地方的错误处理引发适当的事件并不是坏事。您可能仍然需要考虑是否需要退出操作，更改外部状态以运行状态机销毁，但是…如果你不想让它们在这种情况下发生，就让它们退出行动

Statechart将激活建模为对象的实例化，因此，如果构造函数有实际的工作/激活/实例化要做，并且如果它能够失败以致无法进入状态，Statechart通过允许您将异常映射到事件来支持这一点。这是通过一种方式来处理的，即在状态层次结构中查找处理异常事件的外部状态，类似于基于调用堆栈的调用模型的堆栈展开方式

这些都有很好的文档记录——我建议您阅读文档并尝试一下。我建议您使用析构函数来清理“软件资源”，并退出操作来执行“真实世界的退出操作”

---

值得注意的是，异常传播在所有事件驱动环境中都是一个问题，而不仅仅是在状态图中。最好是在状态图设计中对故障/错误进行推理并将其包括在内，并且当且仅当您无法以另一种方式处理它们时，才求助于异常映射。至少这对我是有效的-YMMV…

Hehe，另一个很有趣的案例，但没有人知道答案…：）：D这个问题是我人生经历的顶峰