了解 Step Functions 中的状态机

Step Functions 基于状态机，也称为工作流程。工作流程由一系列事件驱动的步骤组成。

您可以使用 Amazon States 语言（也称为 ASL）定义工作流程。您可以选择使用可视化工作流设计器 Workflow Studio 来构建和编辑您的工作流程。

工作流程中的每个步骤都称为状态。有两种类型的状态：流程状态和任务状态：

流量状态: 流程状态控制步骤的执行流程。例如，选择状态提供条件逻辑；等待状态暂停工作流程执行；地图状态为数据集中的每个项目运行子工作流程；并行状态在工作流程中创建单独的分支。
任务状态: 任务状态代表另一个 Amazon 服务执行的工作单元，例如调用另一个服务 Amazon Web Services 服务或 API。任务状态也称为操作。您可以选择数百个操作来执行内部 Amazon 和外部服务。（注意：您也可以使用在 Step Functions 之外运行的工作线程来执行任务。有关更多信息，请参阅活动。）

执行和处理错误

当你运行工作流程时，Step Functions 会创建一个名为执行的工作流程实例。您可以监控工作流程执行的状态。如果执行遇到错误，则工作流程可能会捕获错误。根据您的用例，您可以稍后重新驱动执行以恢复工作流程。

传递数据

您可以选择以 JSON 文本的形式向工作流程提供输入数据。每个步骤都可以使用变量和状态输出将数据传递到后续步骤。存储在变量中的数据可供后续步骤使用。状态输出将成为下一步的输入。要了解有关传递数据的更多信息，请参阅使用变量在状态之间传递数据。

在工作流程结束时，您的状态机可以选择以 JSON 的形式生成输出。

转换数据

状态机和状态机可以使用查询语言转换数据。推荐的查询语言是 JSONata；但是，使用 re: Invent 2024 之前创建的状态机。JSONPath为了向后兼容，您的状态机或各个状态必须选择使用其 JSONata 查询语言。

您可以通过设置为 “JSONata” 的QueryLanguage字段来识别 JSONata 状态机和单个状态。状态机和使用的 JSONPath状态缺少字QueryLanguage段。

使用的州 JSONPath 将具有诸如 “参数” InputPath、 ResultSelector ResultPath、和 “” 之类的状态字段 OutputPath。在 JSONPath 状态机定义中，您还将看到以和结尾的字段名称.$和前缀为$.和的值$$.，两者都表示路径。在路径中，您可能会看到各种内部函数，例如。States.MathAdd内部函数仅用于。 JSONPath

JSONata 各州使用 “参数” 和 “输出” 字段。在这些可选字段中，您可能会看到如下所示的 JSONata 表达式："{% $type = 'local' %}"。使用 JSONata，您可以使用表达式、运算符和函数。要了解更多信息，请参阅在 Step Functi JSONata ons 中使用转换数据。

注意

每个州只能使用一种查询语言。你不能 JSONata在单个步骤内混合 JSONPath and。

重要概念

以下内容概述了上下文中的关键 Step Functions 术语。

租期	描述
工作流	通常反映业务流程的一系列步骤。
状态	状态机中的各个步骤，可以根据它们的输入做出决策，根据这些输入执行操作，并将输出传递给其它状态。有关更多信息，请参阅探索要在 Step Functions 中使用的工作流程状态。
Workflow Studio	一款可视化工作流设计器，可帮助您更快地进行工作流的原型设计和构建。有关更多信息，请参阅在 Step Functions 工作流程工作室中开发工作流程。
状态机	使用 JSON 文本定义的工作流，该文本表示工作流中的各个状态或步骤以及字段，例如 `StartAt`、`TimeoutSeconds` 和 `Version`。有关更多信息，请参阅 Amazon States Language 中用于 Step Functions 工作流程的状态机结构。
Amazon States Language	一种基于 JSON 的结构化语言，用于定义状态机。使用 ASL，可以定义状态集合，以便执行工作（Task 状态），确定接下来要转换为哪些状态（Choice 状态），以及在出错的情况下停止执行（Fail 状态）。有关更多信息，请参阅使用 Amazon States Language 定义 Step Functions 工作流程。
输入与输出配置	工作流程中的状态接收 JSON 数据作为输入，并通常将 JSON 数据作为输出传递给下一个状态。Step Functions 提供了筛选条件来控制状态之间的数据流。有关更多信息，请参阅在 Step Functions 中处理输入和输出。
服务集成	您可以从工作流程中调用 Amazon 服务 API 操作。有关更多信息，请参阅将服务与 Step Functions 集成。
服务集成类型	Amazon SDK 集成 — 直接从状态机调用二百 Amazon Web Services 服务九千多个 API 操作中的任何一个的标准方法。优化的集成：自定义集成，可简化使用某些服务调用和交换数据的过程。例如，Lambda 调用会自动将响应的 `Payload` 字段从转义的 JSON 字符串转换为 JSON 对象。
服务集成模式	调用时 Amazon Web Services 服务，您可以使用以下服务集成模式之一：请求响应（默认）：调用服务，并在收到 HTTP 响应后立即转入下一个状态。运行作业 (.sync) – 调用服务，并让 Step Functions 等待作业完成。等待带有任务令牌的回调 (. waitForTaskToken) — 使用任务令牌调用服务，让 Step Functions 等到任务令牌返回并带有回调。
Execution	状态机执行是指运行工作流执行任务的实例。有关更多信息，请参阅在 Step Functions 中启动状态机执行。

状态机数据

状态机数据采用以下形式：

状态机的初始输入
在状态之间传递的数据
状态机的输出

此部分介绍在 Amazon Step Functions中状态机数据的格式及如何使用。

数据格式

状态机数据由 JSON 文本表示。您可以使用 JSON 支持的任何数据类型向状态机提供值。

注意

JSON 文本格式的数字符合 JavaScript 语义。这些数字通常对应于双精度 IEEE-854 值。
以下是有效的 JSON 文本：
- 以引号分隔的独立字符串
- 对象
- 数组
- 数字
- 布尔值
- null
一个状态的输出成为下一个状态的输入。但是，您可以使用输入和输出处理，将状态限制为处理输入数据的子集。

状态机输入/输出

您可以通过以下两种方式之一将初始输入数据提供给 Amazon Step Functions 状态机。开始执行时，可以将数据传递给一个 StartExecution 操作。您也可以从 Step Functions 控制台将数据传递到状态机。初始数据传递到状态机的 StartAt 状态。如果未提供输入，默认值为空对象 ({})。

执行的输出由最后一个状态 (terminal) 返回。此输出以 JSON 文本形式显示在执行结果中。

对于标准工作流，您可以使用外部调用方（例如，在 DescribeExecution 操作中），从执行历史记录中检索执行结果。您可以在 Step Functions 控制台上查看执行结果。

对于 Express Workflows，如果您启用了日志记录，则可以从 CloudWatch 日志中检索结果，或者在 Step Functions 控制台中查看和调试执行。有关更多信息，请参阅在 Step Functions 中使用 CloudWatch 日志记录执行历史记录和在 Step Functions 控制台中查看执行详细信息。

您还应该考虑与状态机相关的配额。有关更多信息，请参阅 Step Functions 服务配额。

状态输入/输出

每个状态的输入包含来自前一个状态的 JSON 文本，对于 StartAt 状态来说，是对执行的输入。某些流控制状态的输出与输入相同。

在以下示例中，状态机将两个数字加到一起。

定义 Amazon Lambda 函数。


function Add(input) {
  var numbers = JSON.parse(input).numbers;
  var total = numbers.reduce(
    function(previousValue, currentValue, index, array) {
      return previousValue + currentValue; });
  return JSON.stringify({ result: total });
}

定义状态机。


{
  "Comment": "An example that adds two numbers together.",
  "StartAt": "Add",
  "Version": "1.0",
  "TimeoutSeconds": 10,
  "States":
    {
        "Add": {
          "Type": "Task",
          "Resource": "arn:aws:lambda:region:123456789012:function:Add",
          "End": true
        }
    }
}

使用以下 JSON 文本开始执行。
```
{ "numbers": [3, 4] }
```
Add 状态接收 JSON 文本并将其传递到 Lambda 函数

Lambda 函数将计算结果返回给状态。

状态在其输出中返回以下值。
```
{ "result": 7 }
```
由于 Add 还是状态机中的最后一个状态，此值作为状态机的输出返回。

如果最后一个状态未返回输出，则状态机返回空对象 ({})。

有关更多信息，请参阅在 Step Functions 中处理输入和输出。

Amazon Step Functions 从其他服务调用

您可以配置其他几个服务来调用状态机。根据状态机的工作流类型，您可以异步或同步调用状态机。要同步调用状态机，请使用 StartSyncExecution API 调用或 Amazon API Gateway 与快速工作流集成。使用异步调用时，Step Functions 会暂停工作流执行，直到返回任务令牌。但是，等待任务令牌会使工作流同步。

您可以配置为调用 Step Functions 的服务包括：

Step Functions 调用受 StartExecution 配额的约束。有关更多信息，请参阅：

Step Functions 服务配额

状态机中的转换

在启动状态机的新执行时，系统以在顶级 StartAt 字段中引用的状态开始。此字段为字符串形式，必须完全匹配工作流中某个状态的名称，并且区分大小写。

状态运行后， Amazon Step Functions 使用该Next字段的值来确定要进入的下一个状态。

Next 字段还将状态名称指定为字符串。此字符串区分大小写，并且必须完全匹配状态机定义中指定的状态名称。

例如，以下状态包括到 NextState 的转换。


"SomeState" : {
  ...,
  "Next" : "NextState"
}

大部分状态只允许使用具有 Next 字段的一个转换规则。不过，某些流控制状态（例如，Choice 状态）允许您指定多个转换规则，每个具有各自的 Next 字段。Amazon States Language 提供有关您可指定的各个状态类型的详细信息，包括如何指定转换的信息。

状态可以有多个来自其他状态的传入转换。

该过程重复，直至到达最终状态 ("Type": Succeed、"Type": Fail 或 "End": true 状态) 或者出现运行时错误。

当您时redrive一次执行，它被视为状态转换。此外，所有在 a 中重新运行的状态 redrive 也被视为状态转换。

以下规则适用于状态机中的状态：

状态在封闭块中可以按任意顺序出现。但是，它们列出的顺序不会影响到它们的运行顺序。运行顺序由状态的内容决定。
在状态机中，只能有一个状态指定为 start 状态。start 状态由顶级结构中 StartAt 字段的值定义。
根据您的状态机逻辑，您可能会有多个 end 状态 (例如状态机有多个逻辑分支时)。
如果状态机只包含一个状态，该状态可以为 start 状态和 end 状态。

Step Functions 中的读取一致性

中的状态机更新最终是一致 Amazon Step Functions 的。几秒钟内的所有 StartExecution 调用都将使用更新后的定义和 roleArn（IAM 角色的 Amazon 资源名称）。但在调用 UpdateStateMachine 后立即启动的执行可能会使用以前的状态机定义和 roleArn。

有关更多信息，请参阅下列内容：

《Amazon Step Functions API 参考》中的 UpdateStateMachine

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