Petri网和有限状态机有什么区别？

Question

它们两者都代表系统可以采用的不同状态。那么，Petri网和有限状态机有什么区别？什么时候使用Petri Nets，什么时候使用有限状态机？

Answer 1

标准有限状态机仅包含一个当前状态。而在Petri网中，多个位置（或多或少与有限状态机中的状态可比）可以包含一个或多个令牌。有限状态机是单线程的，而Petri网是并发的。
在有限状态机中，活动状态响应事件而改变。在Petri网络中，一旦所有输入位置都包含至少一个令牌，就会执行网络转换。
可以将有限状态机视为Petri网的特例。

通常，如果您的过程或您要表示的部分是单线程的，我通常建议使用有限状态机：其他软件工程师可能对有限状态机更为熟悉。并且有更多工具可以将有限状态机转换为实现。

仅在需要并发或具有更高表现力时才使用Petri网。或者，当您要在工厂工厂中建模时，将一半的面料转变为产品，或者您的听众更熟悉此图像。 也许Petri网还可以用于建模，可视化正在运行的大型并发系统，例如微服务架构，天蓝色的服务架构可靠服务和可靠的参与者，在kubernetus上运行的服务，天蓝色的功能和AWS Lambda。
另外，与有限状态机相比，有更多关于Petri网的理论研究和使用（请注意，正如我之前所说，有限状态机可归纳为Petri网）。

Answer 2

在状态机中，状态是全局的。给定两个状态，您只能说“这些状态不同”。在Petri Nets中，国家由地方构成。状态是标记，表示每个位置有多少令牌。给定两个标记，您可以比较它们并说“它们在X，Y，Z处相同，而在U，V，W处不同”。

在定义FSM时，您必须单独查看每个状态并确定可能转换到其他状态。 Petri网中的每个过渡代表基础可达性图中的整个过渡组。例如，Petri Net过渡可能会说：从每个在P1中具有令牌和在P2中具有令牌的标记中，该模型可以达到在P1中减少一个令牌，在P2中减少一个令牌，但多一个令牌的标记在P3中。如果可达性图具有8或800个具有该属性的标记，则单个Petri Net转换表示可达性图中的8或800个转换。

在Petri Net模型中，您可以创建过渡不变式。这些是可达性图中的周期。然后，您可以将更多令牌放入模型的初始标记中，并且可达性图中的状态数会爆炸。虽然它的结构仍由与具有较少令牌的模型相同的周期给出，但Petri Net模型仍然可以理解。 例如，考虑一个客户端/服务器系统。您有客户端的位置，服务器的位置，来回流的消息的位置。然后，您只需为要建模的客户端和服务器的数量添加令牌。它们很容易更改。

关于什么时候使用什么，我同意卡斯珀·范·登·伯格的观点。

• 如果您的问题足够小，可以使用FSM进行处理，请使用FSM。也许多达两个州？
• 如果您遇到自然映射到FSM的问题，请使用FSM。在这种情况下，您可能会使用一种算法来构造FSM。例如，使用正则表达式解析输入。 （顺便说一句，许多正则表达式库都具有至少需要使用堆栈计算机进行处理的扩展。）
• 如果需要为彼此交互的可区分子系统创建模型，请使用Petri Nets。然后，您可以为每个子系统设置一组位置，而FSM将要求您为每个子系统中每个子状态的每种可能组合创建一个新状态。