24【备忘录设计模式】

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二十四、备忘录设计模式

24.1 备忘录设计模式简介

24.1.1 备忘录设计模式概述

备忘录设计模式（Memento Pattern）：又称快照模式（Snapshot Pattern），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，以便以后当需要时能将该对象恢复到原先保存的状态。

备忘录模式提供了一种状态恢复的实现机制，它通过存储系统各个历史状态的快照，使得在任何一时刻都可以将系统回退到某一个历史状态；

【场景举例】

备忘录在我们生活中很容易遇见

• 例1：例如我们打一些单机游戏的时候，游戏会提供一些存档功能，我们可以选择存档，下次就可以接着这个存档继续玩游戏了；也可以将当前的游戏状态回退到历史的某一个存档；
• 例2：我们使用的VM虚拟机里面就很好的运用到了“备忘录设计模式”，在使用VM时，可以针对某个操作拍下快照，以防以后误操作时还可以回退到这个状态；

上述都是“备忘录设计模式”的应用场景

24.1.2 备忘录设计模式的UML类图

备忘录设计模式主要有3个角色：

• 1）发起人角色（Originator）：负责读取备忘录角色的信息生成一个状态，或者读取管理角色的备忘录信息来回滚到某个状态；
• 2）备忘录角色（Memento）：用于存储备忘录的一些具体信息，如要将什么信息交给发起人（Originator）保存；
• 3）管理者角色（Caretaker）：对备忘录的管理，如存储一个备忘录、读取从历史存档中读取一个备忘录等，提供备忘录的存储；

24.2. 备忘录设计模式的实现

【案例】

提供游戏的存档功能、回档功能等；

下面我们使用备忘录设计模式来实现案例功能；

• 1）定义备忘录角色（Memento）：

package com.pattern.demo01;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;

/**
 * @author lscl
 * @version 1.0
 * @intro: 游戏存档(备忘录角色)
 */
@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class GameMemento {
    // 游戏等级
    private String level;

    // 游戏金币
    private String money;

    // 游戏关卡
    private String gamePlan;
}

• 2）定义发起人角色（Originator）：

package com.pattern.demo01;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;

/**
 * @author lscl
 * @version 1.0
 * @intro: 游戏类(发起人角色)
 */
@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class GamePlayOriginator {

    // 游戏等级
    private String level;

    // 游戏金币
    private String money;

    // 游戏关卡
    private String gamePlan;

    // 查看当前游戏进度详情
    public void showGameData() {

        System.out.println(
                "游戏等级【" + level + "】," +
                        "游戏金币【" + money + "】," +
                        "游戏关卡【" + gamePlan + "】");
        System.out.println("----------------------");
    }


    // 保存游戏存档
    public GameMemento saveGameMemento() {
        GameMemento gameMemento = new GameMemento(level, money, gamePlan);
        return gameMemento;
    }

    // 回退到历史存档
    public void backGameMemento(GameMemento gameMemento) {
        this.level = gameMemento.getLevel();
        this.money = gameMemento.getMoney();
        this.gamePlan = gameMemento.getGamePlan();
    }
}

• 3）提供备忘录管理员角色（Caretaker）：

package com.pattern.demo01;

import java.util.HashMap;

/**
 * @author lscl
 * @version 1.0
 * @intro: 游戏存档管理,提供存档恢复功能(备忘录管理员角色)
 */
public class GameCaretaker {

    // 保存多次状态
    private HashMap<String,GameMemento> mementoMaps=new HashMap<>();

    // 获取存档
    public GameMemento getMemento(String key) {
        return mementoMaps.get(key);
    }

    // 存入存档
    public void setMemento(String key,GameMemento memento) {
        mementoMaps.put(key,memento);
    }
}

• 4）测试类：

package com.pattern.demo01;

/**
 * @author lscl
 * @version 1.0
 * @intro:
 */
public class Demo01 {
    // 保存多个进度
    public static void main(String[] args) {

        // 开始游戏
        GamePlayOriginator gamePlayOriginator = new GamePlayOriginator();

        gamePlayOriginator.setMoney("2000$");
        gamePlayOriginator.setGamePlan("第五关");
        gamePlayOriginator.setLevel("Lv15");

        // 查看游戏进度详情
        gamePlayOriginator.showGameData();

        // 生成存档
        GameMemento gameMemento = gamePlayOriginator.saveGameMemento();

        // 保存存档
        GameCaretaker gameCaretaker=new GameCaretaker();
        gameCaretaker.setMemento("1",gameMemento);


        gamePlayOriginator.setMoney("7000$");
        gamePlayOriginator.setGamePlan("第九关");
        gamePlayOriginator.setLevel("Lv18");

        // 查看游戏进度详情
        gamePlayOriginator.showGameData();

        // 18级的存档
        GameMemento memento18 = gamePlayOriginator.saveGameMemento();
        gameCaretaker.setMemento("2",memento18);


        gamePlayOriginator.setMoney("12000$");
        gamePlayOriginator.setGamePlan("第十五关");
        gamePlayOriginator.setLevel("Lv27");

        // 查看游戏进度详情
        gamePlayOriginator.showGameData();


        // 获取"1"的存档
        GameMemento memento = gameCaretaker.getMemento("1");

        // 回退到"1"的存档
        gamePlayOriginator.backGameMemento(memento);

        // 查看游戏进度详情
        gamePlayOriginator.showGameData();
    }
}

运行效果：

24.3 备忘录设计模式的优缺点

• 优点
  • 1）提供了一种可以恢复状态的机制。当用户需要时能够比较方便地将数据恢复到某个历史的状态。
  • 2）简化发起人的职责，隔离状态与存档、回档，实现信息的封装，客户端无需关系状态的保存细节
• 缺点：
  • 1）备忘录设计模式的主要缺点就是消耗资源，如果需要保存的状态过多，则每一次保存都会消耗很多内存