18.备忘录模式（Memento Pattern）

引子

俗话说：世上难买后悔药。所以凡事讲究个“三思而后行”，但总常见有人做“痛心疾首”状：当初我要是……。如果真的有《大话西游》中能时光倒流的“月光宝盒”，那这世上也许会少一些伤感与后悔——当然这只能是痴人说梦了。

但是在我们手指下的程序世界里，却有的后悔药买。今天我们要讲的备忘录模式便是程序世界里的“月光宝盒”。

所谓备忘录模式就是在执行某个命令之前先将当前状态备份，执行完，在某种情况下需要将状态回滚。

 

1.定义

在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。这样以后就可以将该对象恢复到原先保存的状态。

 

2.备忘录模式的三个角色

• Originator发起人角色：记录当前时刻的内部状态，负责定义哪些属于备份范围的状态，负责创建和恢复备忘录数据。
• Memento备忘录角色：负责存储Originator发起人对象的内部状态，在需要的时候提供发起人需要内部状态。
• Caretaker备忘录管理员角色：对备忘录进行管理、保存和提供备忘录。

3.备忘录模式的使用场景

需要保存和恢复数据的相关场景
提供一个可回滚（rollback）的操作；比如CTRL+Z组合键，IE浏览器的后退按钮等
需要监控的副本场景中：例如需要监控一个对象的属性，但是监控又不应该作为系统的主要业务来调用，它只是边缘应用，即使出现监控不准，错误报警也影响不大，因此一般的做法是备份一个主线程中的对象，然后由分析程序来分析
数据库连接的事物管理就是一个备忘录模式，想想看，如果你要实现一个JDBC驱动，如何来实现事物？还不是使用备忘录模式！

 

下面是备忘录模式的通用代码：

 

package _18MementoPattern;

/**
 * 备忘录角色
 */
public class Memento {
	
	// 发起人的内部状态的备份
	private String state = "";
	
	public Memento(String state)
	{
		this.state = state;
	}

	public String getState() {
		return state;
	}

	public void setState(String state) {
		this.state = state;
	}
}

 

package _18MementoPattern;

/**
 * 发起人角色
 */
public class Originator {

	// 发起人的内部状态
	private String state = "";

	public String getState() {
		return state;
	}

	public void setState(String state) {
		this.state = state;
	}
	
	// 创建一个备忘录
	public Memento createMemento()
	{
		return new Memento(state);
	}
	
	// 使用备忘录恢复状态
	public void recover(Memento memento)
	{
		this.state = memento.getState();
	}
}

 

package _18MementoPattern;

/**
 * 备忘录管理员
 */
public class Caretaker {

	// 管理员负责管理备忘录
	private Memento memento;

	public Memento getMemento() {
		return memento;
	}

	public void setMemento(Memento memento) {
		this.memento = memento;
	}
}

 

package _18MementoPattern;

/**
 * 场景类
 */
public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		// 初始状态
		Originator originator = new Originator();
		originator.setState("开心");
		System.out.println("初始状态：" + originator.getState());
		// 备份初始状态
		Caretaker caretaker = new Caretaker();
		caretaker.setMemento(originator.createMemento());
		// 表白被拒绝了
		originator.setState("悲伤");
		System.out.println("表白被拒：" + originator.getState());
		// 恢复状态
		originator.recover(caretaker.getMemento());
		System.out.println("恢复状态：" + originator.getState());
	}

}

 

4.备忘录模式的注意事项

• 备忘录的生命周期：备忘录创建出来就要在“最近”的代码中使用，要主动管理它的生命周期，不使用时删除其引用，等待垃圾回收。
• 备忘录的性能：不要在频繁建立备份的场景中使用备忘录模式（比如for循环），原因有二：一是控制不了备忘录建立的对象数量，二是大对象的建立是要消耗资源的，系统的性能需要考虑。

5.备忘录模式的扩展
5.1 clone方式的备忘录

当然备忘录模式也可以灵活变化，比如发起人融合了备忘录角色：

 

package _18MementoPattern;

/**
 * 发起人角色融合了备忘录角色
 */
public class Originator2 implements Cloneable {

	// 发起人的内部状态
	private String state = "";

	public String getState() {
		return state;
	}

	public void setState(String state) {
		this.state = state;
	}
	
	// 创建一个备忘录
	public Originator2 createMemento()
	{
		return this.clone();
	}
	
	// 使用备忘录恢复状态
	public void recover(Originator2 originator2)
	{
		this.state = originator2.getState();
	}

	@Override
	protected Originator2 clone(){
		try {
			return (Originator2)super.clone();
		} catch (CloneNotSupportedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return null;
	}
}

 

还可以更简单，发起人不仅融合了备忘录角色，还融合了备忘录管理员角色：

 

package _18MementoPattern;

/**
 * 发起人角色同事融合了备忘录角色和管理员角色
 */
public class Originator3 implements Cloneable {
	
	// 备忘录
	private Originator3 backup;

	// 发起人的内部状态
	private String state = "";

	public String getState() {
		return state;
	}

	public void setState(String state) {
		this.state = state;
	}
	
	// 创建一个备忘录
	public void createMemento()
	{
		backup = this.clone();
	}
	
	// 使用备忘录恢复状态
	public void recover()
	{
		this.state = backup.getState();
	}

	@Override
	protected Originator3 clone(){
		try {
			return (Originator3)super.clone();
		} catch (CloneNotSupportedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return null;
	}
}

 

5.2 多状态的备忘录模式
5.3 多备份的备忘录模式