一、何为“有限状态机”

1.FSM的名词解释

“有限状态机”（Finite State Machine,简称FSM），是一个较为宽泛的抽象系统概念，顾名思义，“有限”是指状态机中的各种状态都是已经提前预设好的，不存在跳脱出该系统预定状态以外的其他情况；而“状态机”则是对各个预设状态的“执行”以及“状态切换”。

2.FSM的简单理解

简单讲，有限状态机其实就相当于一张离散数学图论中的“强连通图”（图中的任一顶点的出度和入度都不为0），即从任一顶点（状态）出发，都能通过有向路径（判定条件）到达图中的任意其他顶点（状态），相对的，任意其他顶点（状态）也能通过有向路径到达该顶点（状态）。

图1: 强连通图示例图

图2: Unity中一个角色的常见运动系统

总得来说，FSM是帮助将复杂的状态和行为分解为离散的单元模块，从而更好地理解与管理系统的行为。

二、FSM在unity动画系统的使用

1.为什么选择使用FSM来管理动画系统

相信不少unity小白，在刚接触Animator系统时，肯定多多少少都编过“蜘蛛网”

但笔者在此不是说完全否定了Animator动画连连看不行，而是不应该将大量的精力，或者说逻辑放在连连看上，首先这本身就超出了动画系统作为“view”层的负责权限，其次，维护起来也是相当的麻烦。

而FSM很好的解决了这个问题，将逻辑分放在各个状态中，让Animator专心负责“播放对应动画”的职责。

2.使用FSM的好处

化繁为简：单元化动画系统，将复杂的动作拆解成一个个独立单元，能专心处理当前正在编写状态的逻辑。
容易维护：能以较小的代价随时增删动作状态，假如项目在开发过程中突然需要增加/删掉跳跃动作，那么只需要进入到各个已经定义好的状态中将有关于“跳跃状态”的切换逻辑增加/删掉即可。
对合作项目友好：不论是新进人员还是临时外援，FSM系统都很好的约束了其他人对于项目动画系统的改动，如果需要增加/删除动作状态，那必须严格遵守项目已经定义好的FSM框架，这对于项目管理而言是高效率的。

3.简单FSM的实现

状态基类BaseState定义

namespace FSM
{
    public abstract class BaseState
    {
        public StateEnum state;
        protected BaseStateMachine stateMachine;
        public BaseState(BaseStateMachine sm, StateEnum state_)
        {
            this.state = state_;
            this.stateMachine = sm;
        }
        public virtual void Enter() { }

        public virtual void UpdateLogic() { }
        public virtual void FixUpdateLogic() { }
        public virtual void UpdatePhysics() { }

        public virtual void UpdateAnimatorMove() { }

        public virtual void Exit() { }

    }
}

状态机基类BaseStateMachine定义

using UnityEngine;
using System;

namespace FSM
{
    public abstract class BaseStateMachine : MonoBehaviour
    {
        private BaseState currentState = null;

        private void Start()
        {
            currentState = GetInitialState();
            if (currentState != null)
                currentState.Enter();

        }

        private void Update()
        {
            if (currentState != null)
                currentState.UpdateLogic();
        }

        private void FixedUpdate()
        {
            if (currentState != null)
                currentState.FixUpdateLogic();
        }

        private void LateUpdate()
        {
            if (currentState != null)
                currentState.UpdatePhysics();
        }
        private void OnAnimatorMove()
        {
            if (currentState != null)
                currentState.UpdateAnimatorMove();
        }

        public void ChangeState(BaseState targetState,bool exit = true)
        {
            if (currentState != targetState)
            {
                if (currentState != null && exit)
                    currentState.Exit();

                currentState = targetState;

                if (currentState != null)
                    currentState.Enter();
            }
        }

        protected virtual BaseState GetInitialState()
        {
            return null;
        }
    }
}

4.简单FSM的使用技巧

①关于Unity声明周期函数的继承与执行关系

继承于BaseStateMachine的类并不需要再次定义Start，Update，OnAnimatorMove等Unity生命周期函数，

因为当一个类的继承链上存在mono类，则在父级定义过的生命周期函数是会自动调用的，

若再次定义，则执行的是子类中定义的生命周期函数，

故继承于BaseStateMachine类的实例化状态机脚本中是不能再次定义Start，Update等生命周期函数的。

②状态分层

为了避免逻辑重复而导致的代码冗余，在进行状态定义时应该事先对状态进行分析，判断是否存在其他状态与将要定义的状态存在逻辑重复，如果有重复则应该提取出来作为这些有相同逻辑状态的“基状态”。

例如idle，walk，run，sprint等状态均为在地表上，Y轴并没有移动，则应该抽象出“Grounded”基状态；

又例如jump，falling等应该抽象出“Air”基状态。

③同级状态之间的切换是否执行Exit()

在满足切换条件后执行ChangeState(BaseState targetState,bool exit = true)方法时，根据你定义的状态层级关系，判断是否真的需要执行exit方法。