3.1 PeerConnection 状态机

3.1 PeerConnection 状态机

本章从骨架讲起：连接建立的一切动作都由状态机驱动，先看懂状态的推进与回退，后面两节的协商与穿越才有挂靠的框架。这也是排查"连不上"类工单的第一入口。

四组状态，别混为一谈

新手最容易犯的错误是把连接对象上的几组状态当成一回事。实际上是四组独立的机器在各自推进，读日志时先分清你说的是哪一组。信令状态描述会话描述的交换进度，只在设置本地或远端描述时跃迁； ICE 收集状态描述候选搜集的进度，从新开、搜集中到搜集完成；连接状态描述线路检查的结果，从新开、检查中、已连通到断开；聚合状态则把媒体层与线路层的状态合成为对应用最友好的总览。四组机器的触发源不同、节奏不同，健康建连时它们各自前进、最终汇合。

把四组分开的实用价值在于定位精度：信令状态没动，说明描述的设置环节出了问题，方向是协商；线路状态停在检查中，说明穿越受阻，方向是网络环境或中转配置；候选搜集早早完成但线路一直不通，八成是双方只产出了互相不可达的候选。一组状态一个排查方向，比"连不上"三个字有用得多。

引擎内部，协商相关的状态推进集中在连接层的会话应答处理器中，所有描述设置操作被序列化到信令线程排队执行，任何时刻只处理一个描述事务——这正是第二章线程纪律的兑现。状态变化通过观察者回调外送应用，回调同样固定在信令线程上触发，嵌入代码在回调里可以直接更新界面状态而无需加锁。

状态迁移的内部纪律

协商状态机的迁移规则由协议框架严格限定：只有处于稳定态才能生成新提议；收到对方提议时，本端必须先落定远端描述再产出应答；任何一步设置失败，状态回退并携带错误原因。引擎在每次设置描述时执行两段校验——语法层检查文本合法，语义层检查与当前状态兼容——两段都过才会真正提交。

上图还藏着一条对嵌入方极有价值的规则：提议可以在稳定态反复生成，但每次生成都会使前一次作废——如果应用层把"生成提议"和"送达对端"做成异步两步，中间又插了一次重新生成，送达的可能是已经作废的文本，对端就会在语义校验时拒绝。这类问题的日志特征非常固定：对端报出的错误指明收到了不匹配的事务序号。看到它，先查应用层有没有并发生成提议。

案例：一次"时连时不连"的状态日志比对

背景。某接入方反馈连接成功率大约只有一半，失败时没有任何应用层异常，日志里只有零星的回调记录。我们拿到两份日志：一份成功样本，一份失败样本。

操作。把两份日志按四组状态拆开对齐时间轴。成功样本里，候选搜集在协商完成前后陆续产出地址，线路状态从检查中推进到已连通，随后加密完成，聚合状态报出可用，全程不到两秒。失败样本里，信令状态正常走完，说明协商没问题；候选搜集也完成了；但线路状态长期停在检查中，直到超时。进一步看候选记录：双方都只产出了本机地址与公网映射地址，没有中转地址，而两侧的公网映射地址经检测属于对称型 NAT——映射随目标地址变化，探测出的映射地址对端根本够不着。

结果。结论明确：这批用户的网络环境必须依赖中转线路，而接入方部署时没有配置中转服务器。补上中转配置后重测，成功率回到预期。

解读。这个案例演示了状态分组排查法的完整闭环：先用四组状态的推进位置把问题切到"穿越"区域，再用候选构成把区域收窄到"缺中转"，最后用 NAT 行为解释根因。全程没有读一行源码，但每一步判断都依赖对状态机的理解——这就是骨架知识的用处。

变式。如果失败样本的停点不同——比如信令状态就没走完——排查方向就完全换到协商侧，此时要对比双方引擎产出的会话描述文本，这正是下一节的主题。同一套状态骨架，停点不同，下一站的工具就不同。

状态回调的时序陷阱

状态通过观察者回调外送应用，听起来简单，时序上却有几个反复咬人的坑，值得集中排一次。第一，回调与调用同线程串行：你在信令线程里调用引擎方法，状态回调也会排到同一线程执行，因此回调里再调用引擎方法是安全的，但绝不能在回调里同步等待应用自己的另一条线程——那等于让引擎线程等人，死锁风险立刻出现。第二，回调可能合并：连续的状态跃迁可能合并成少量回调送达，应用侧不要假设"每次跃迁必有一次回调"，要按当前状态设计逻辑而不是按差分事件。第三，失败也走回调：协商失败、建连失败都以状态与错误回调呈现，不设异常抛出，接入层必须处理失败分支，只写成功路径的代码在真实网络里活不过一周。

把这些陷阱与状态分组组合起来，可以得到一张"停点对应动作"的速查表，工单初判时照表走：

再补一条关于"回退"的机制细节：状态回退不是原地消失，而是带着完整的错误上下文回退。设置描述失败时，引擎会把失败发生的校验阶段、冲突的具体字段、当前合法的迁移集合一并放进错误对象；可惜不少接入层把这个对象当作字符串打印完事，白白丢掉了最值钱的诊断信息。正确姿势是把错误对象的分阶段信息拆开入库——按阶段统计失败率，能直接看出你的信令实现在哪个环节最弱，这种统计比"总失败率"有用一个量级。

要点回顾

本节要点：连接对象上是四组独立状态机，先分清再说排查；协商事务在信令线程串行执行，状态回退必带原因；稳定态之外的重复提议会作废前次，异步信令实现要防并发生成；"时连时不连"先用状态停点切块，再下钻。下一节我们打开协商的核心文本，看共识是如何在两段描述之间达成的。