设计模式系列-第二十二章（行为型-备忘录模式）

桃扇骨 2022-11-19 04:15 176阅读 0赞

# 一、备忘录模式的定义 #

备忘录模式，也叫快照（Snapshot）模式。在不违背封装原则的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态，以便之后恢复对象为先前的状态。这个模式的定义主要表达了两部分内容。一部分是，存储副本以便后期恢复。这一部分很好理解。另一部分是，要在不违背封装原则的前提下，进行对象的备份和恢复。

# 二、备忘录模式实现 #

示例一个小程序，可以接收命令行的输入。用户输入文本时，程序将其追加存储在内存文本中；用户输入“:list”，程序在命令行中输出内存文本的内容；用户输入“:undo”，程序会撤销上一次输入的文本，也就是从内存文本中将上次输入的文本删除掉。如何进行代码设计呢？

我们定义输入文本类InputText ，为了能用快照恢复 InputText 对象，我们在 InputText 类中定义了 setText() 函数。但这样是违背封装的原则的，理论上快照本身是不可变的，不应该包含任何 set() 等修改内部状态的函数。所以，我们定义一个独立的类（Snapshot 类）来表示快照，而不是复用 InputText 类。这个类只暴露 get() 方法，没有 set() 等任何修改内部状态的方法。其二，在 InputText 类中，我们把 setText() 方法重命名为 restoreSnapshot() 方法，用意更加明确，只用来恢复对象。

public class InputText {
      private StringBuilder text = new StringBuilder();
    
      public String getText() {
        return text.toString();
      }
    
      public void append(String input) {
        text.append(input);
      }
    
      public Snapshot createSnapshot() {
        return new Snapshot(text.toString());
      }
    
      public void restoreSnapshot(Snapshot snapshot) {
        this.text.replace(0, this.text.length(), snapshot.getText());
      }
    }
    
    public class Snapshot {
      private String text;
    
      public Snapshot(String text) {
        this.text = text;
      }
    
      public String getText() {
        return this.text;
      }
    }
    
    public class SnapshotHolder {
      private Stack<Snapshot> snapshots = new Stack<>();
    
      public Snapshot popSnapshot() {
        return snapshots.pop();
      }
    
      public void pushSnapshot(Snapshot snapshot) {
        snapshots.push(snapshot);
      }
    }
    
    public class ApplicationMain {
      public static void main(String[] args) {
        InputText inputText = new InputText();
        SnapshotHolder snapshotsHolder = new SnapshotHolder();
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        while (scanner.hasNext()) {
          String input = scanner.next();
          if (input.equals(":list")) {
            System.out.println(inputText.toString());
          } else if (input.equals(":undo")) {
            Snapshot snapshot = snapshotsHolder.popSnapshot();
            inputText.restoreSnapshot(snapshot);
          } else {
            snapshotsHolder.pushSnapshot(inputText.createSnapshot());
            inputText.append(input);
          }
        }
      }
    }

# 三、备忘录模式和备份 #

备份在我们平时的开发中更常听到。那备忘录模式跟“备份”有什么区别和联系呢？实际上，这两者的应用场景很类似，都应用在防丢失、恢复、撤销等场景中。它们的区别在于，备忘录模式更侧重于代码的设计和实现，备份更侧重架构设计或产品设计。

假设每当有数据改动，我们都需要生成一个备份，以备之后恢复。如果需要备份的数据很大，这样高频率的备份，不管是对存储（内存或者硬盘）的消耗，还是对时间的消耗，都可能是无法接受的。想要解决这个问题，我们一般会采用“低频率全量备份”和“高频率增量备份”相结合的方法。全量备份就不用讲了，它跟我们上面的例子类似，就是把所有的数据“拍个快照”保存下来。所谓“增量备份”，指的是记录每次操作或数据变动。当我们需要恢复到某一时间点的备份的时候，如果这一时间点有做全量备份，我们直接拿来恢复就可以了。如果这一时间点没有对应的全量备份，我们就先找到最近的一次全量备份，然后用它来恢复，之后执行此次全量备份跟这一时间点之间的所有增量备份，也就是对应的操作或者数据变动。这样就能减少全量备份的数量和频率，减少对时间、内存的消耗。重点回顾