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TaskTree 신호등

신호등 시뮬레이션을 통해 TaskTree를 사용하여 상태 기계 동작을 구현하는 방법을 보여줍니다.

TaskTree 신호등 은 Qt SCXML 및 Qt State Machine에 있는 신호등 예제의 대체 구현 방식입니다.

녹색 불이 켜져 있고 일시 정지 버튼이 있는 신호등

이 애플리케이션은 세 가지 주요 구성 요소로 이루어져 있습니다:

  • 현재 상태를 표시하는 ‘ TrafficLight ’ 위젯.
  • 상태 전환을 제어하는 ` TaskTree ` 레시피.
  • UI와 상태 머신을 동기화하는 GlueInterface.

다음 섹션에서는 이 예제의 코드에 대해 더 자세히 설명합니다.

헬퍼 글루 클래스

GlueInterface 클래스는 UI와 운영 로직을 명확하게 분리해 줍니다.

enum class Light
{
    Off    = 0,
    Red    = 1 << 0,
    Yellow = 1 << 1,
    Green  = 1 << 2,
};

Q_DECLARE_FLAGS(Lights, Light)
Q_DECLARE_OPERATORS_FOR_FLAGS(Lights)

class GlueInterface final : public QObject
{
    Q_OBJECT

public:
    // operational logic -> GUI
    void setLights(Lights lights) { emit lightsChanged(lights); }

    // GUI -> operational logic
    void smash() { emit smashed(); }
    void repair() { emit repaired(); }

signals:
    void lightsChanged(Lights lights);

    void smashed();
    void repaired();
};

GlueInterface 클래스는 다음과 같은 인터페이스 메서드를 제공합니다:

메서드목적
setLights()TaskTree 레시피에서 신호등 상태를 업데이트합니다
lightsChanged()신호등 상태가 변경될 때 UI에 알립니다
smash()/ repair()오류 시뮬레이션 및 복구 작업을 처리합니다

사용자가 UI와 상호작용할 때:

  • '일시 중지'를 클릭하면 ` smash()`가 트리거되어 오류를 시뮬레이션합니다.
  • 재생 버튼을 클릭하면 ` repair()`가 트리거되어 정상 작동을 복원합니다.

상태 머신 구현

상태 머신 로직은 TaskTree 레시피를 통해 구현됩니다. ` recipe() ` 메서드는 ` GlueInterface`에 대한 참조를 사용하여 이 로직을 생성합니다:

ExecutableItem recipe(GlueInterface &iface)
{
    return Forever {
        Group { // "working" state
            stopOnSuccess,
            parallel,
            signalAwaiterTask(&iface, &GlueInterface::smashed), // transitions to the "broken" state
            Forever {
                switchLightsTask(&iface, Light::Red, 3s), // "red" state
                switchLightsTask(&iface, Light::Red | Light::Yellow, 1s), // "redGoingGreen" state
                switchLightsTask(&iface, Light::Green, 3s), // "green" state
                switchLightsTask(&iface, Light::Yellow, 1s), // "greenGoingRed" state
            }
        },
        Group { // "broken" state
            stopOnSuccess,
            parallel,
            signalAwaiterTask(&iface, &GlueInterface::repaired), // transitions to the "working" state
            Forever {
                switchLightsTask(&iface, Light::Yellow, 1s), // "blinking" state
                switchLightsTask(&iface, Light::Off, 1s), // "unblinking" state
            }
        }
    };
}
루트 상태 관리

최상위 Forever 항목은 자식 노드들을 무한 루프에서 실행합니다. 여기에는 정상 상태와 고장 상태를 나타내는 두 개의 하위 그룹이 포함되어 있습니다.

상태 전환 규칙:

  • 기본 execution mode 가 sequential 이므로 상태들은 순차적으로 실행됩니다.
  • 한 상태가 완료되면 다른 상태가 시작됩니다.
  • 사용자가 UI에서 일시 정지 또는 재생 버튼을 클릭하여 해당 신호를 발생시키면 상태 전환이 트리거됩니다.
"정상" 작동 상태

" working " 작업 상태( Group )는 " parallel" 상태에서 실행되는 두 가지 작업으로 구성됩니다:

  • signalAwaiterTask 는 GlueInterface::smashed 신호에 연결됩니다. 신호가 트리거되면, 해당 태스크는 즉시 DoneResult::Success 로 종료됩니다. 이로 인해 Group 의 실행이 중지되고, 레시피는 "broken" 상태로 전환됩니다.
  • 중첩된 ‘ Forever ’ 태스크는 4개의 ‘ switchLightsTask ’ 태스크(“red”, “redGoingGreen”, “green”, “greenGoingRed”)로 구성되어 있으며, 이 태스크들은 sequentially 무한 루프에서 실행됩니다.

각 그룹의 stopOnSuccess 항목은 자식 태스크 중 하나가 DoneResult::Success 로 완료되면 실행을 중지하도록 지시합니다.

switchLightsTask 구현:

  • GlueInterface::setLights() 을 통해 조명 상태를 업데이트합니다.
  • timeoutTask 를 사용하여 시간 지연 효과를 생성합니다.
  • timeout 를 통해 지정된 기간 동안 상태를 유지합니다.
static Group switchLightsTask(GlueInterface *iface, Lights lights, const milliseconds &timeout)
{
    return {
        onGroupSetup([iface, lights] { iface->setLights(lights); }),
        timeoutTask(timeout, DoneResult::Success)
    };
}
"오류가 발생한" 작동 상태

"고장" 상태의 Group 는 정상 작동 상태의 Group 와 유사합니다. 유일한 차이점은 GlueInterface::repaired 신호에 연결되어 있으며, 조명이 노란색 조명을 켜고 끄는 두 가지 상태 사이만 순환한다는 점입니다.

애플리케이션 설정

메인 애플리케이션 설정에서는 모든 컴포넌트를 생성하고 연결합니다:

int main(int argc, char **argv)
{
    QApplication app(argc, argv);

    GlueInterface iface;
    QTaskTree taskTree({recipe(iface)});
    TrafficLight widget(iface);

    widget.show();
    taskTree.start();

    return app.exec();
}

main() 함수는 QApplication, GlueInterface, QTaskTree 및 TrafficLight 객체를 인스턴스화합니다.

taskTree 객체를 생성하기 위해, iface 객체로 생성된 recipe() 객체를 전달합니다. widget 도 전달받은 iface 객체를 사용합니다.

애플리케이션을 실행하기 전에, ` main() ` 함수는 ` TrafficLight ` 위젯을 표시하고 작업 트리를 시작합니다.

예제 실행

다음 위치에서 예제를 실행할 수 있습니다.

code.qt.io의 예제 프로젝트

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