1. DoIP实体激活与状态机

任务目标

实现一个DoIP实体的激活状态机，覆盖从监听、收到激活请求、执行激活到激活完成的完整流程，并处理激活过程中的超时与失败回退。本案例聚焦于DoIP实体激活的核心状态转换逻辑，不涉及完整TCP/TLS传输层实现。

状态定义

核心实现

#include <cstdint>
#include <functional>
#include <chrono>
#include <stdexcept>

enum class DoIPState : uint8_t {
    LISTENING,
    ACTIVATION_PENDING,
    ACTIVE,
    INACTIVE
};

enum class ActivationResult : uint8_t {
    SUCCESS,
    FAILURE,
    TIMEOUT
};

class DoIPEntityActivator {
public:
    using Clock = std::chrono::steady_clock;
    using TimePoint = Clock::time_point;

    explicit DoIPEntityActivator(std::function<bool()> activation_handler)
        : activation_handler_(std::move(activation_handler)),
          state_(DoIPState::LISTENING),
          pending_since_(TimePoint{}) {}

    // 收到客户端激活请求时调用
    void onActivationRequest() {
        if (state_ != DoIPState::LISTENING) {
            return;  // 非监听状态忽略新请求
        }
        state_ = DoIPState::ACTIVATION_PENDING;
        pending_since_ = Clock::now();
    }

    // 周期性调用，驱动状态机推进
    void tick() {
        if (state_ != DoIPState::ACTIVATION_PENDING) {
            return;
        }

        auto elapsed = Clock::now() - pending_since_;
        if (elapsed > std::chrono::seconds(2)) {
            state_ = DoIPState::INACTIVE;
            return;
        }

        // 尝试执行激活处理
        bool success = false;
        try {
            success = activation_handler_();
        } catch (...) {
            success = false;
        }

        if (success) {
            state_ = DoIPState::ACTIVE;
        } else {
            state_ = DoIPState::INACTIVE;
        }
    }

    // 外部主动重置实体（如收到关闭连接）
    void reset() {
        state_ = DoIPState::LISTENING;
        pending_since_ = TimePoint{};
    }

    DoIPState getState() const { return state_; }

    // 获取当前状态对应的激活结果（仅对终态有意义）
    ActivationResult getActivationResult() const {
        switch (state_) {
            case DoIPState::ACTIVE:   return ActivationResult::SUCCESS;
            case DoIPState::INACTIVE: return ActivationResult::FAILURE;
            default: throw std::logic_error("Not in terminal state");
        }
    }

private:
    std::function<bool()> activation_handler_;
    DoIPState state_;
    TimePoint pending_since_;
};

验证方法

编写测试代码，依次验证以下场景：

1. 正常激活：activation_handler返回true，调用onActivationRequest后立即tick，状态应为ACTIVE。
2. 激活失败：activation_handler返回false，调用onActivationRequest后立即tick，状态应为INACTIVE。
3. 超时回退：activation_handler内部阻塞超过2秒（或使用模拟时钟推进），状态应变为INACTIVE。
4. 非监听状态忽略：在ACTIVE状态下再次调用onActivationRequest，状态不应改变。

通过条件：上述四个场景的状态转换结果与预期完全一致，且无异常抛出。

关键说明

• 激活处理函数由外部注入，本实现不关心具体激活逻辑（如TLS证书校验、路由表配置等），只负责状态编排与超时控制。
• 超时检测采用轮询方式（tick），实际工程中可替换为事件驱动或定时器回调，但状态转换逻辑不变。
• INACTIVE为终态，需通过reset()才能回到LISTENING，模拟DoIP实体重新初始化。