在不破坏对象的封装性的前提下，在对象之外捕获并保存该对象内部的状态，以便日后对象使用或对象恢复。

定义

备忘录模式，也叫快照（Snapshot）模式，英文翻译是 Memento Design Pattern。在 GoF 的《设计模式》一书中，备忘录模式是这么定义的：

Captures and externalizes an object’s internal state so that it can be restored later, all without violating encapsulation. 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。

结构

主要角色：

  1. 发起人（Originator）角色：记录当前时刻的内部状态信息，提供创建备忘录和恢复备忘录数据的功能，实现其他业务功能，它可以访问备忘录里的所有信息。
  2. 备忘录（Memento）角色：负责存储发起人的内部状态，在需要的时候提供这些内部状态给发起人。
  3. 管理者（Caretaker）角色：对备忘录进行管理，提供保存与获取备忘录的功能，但其不能对备忘录的内容进行访问与修改。

结构图：
image.png

应用

文本编辑撤销

  2. public class InputText {
  3.   private StringBuilder text = new StringBuilder();
  5.   public String getText() {
  6.     return text.toString();
  7.   }
  9.   public void append(String input) {
  10.     text.append(input);
  11.   }
  13.   public Snapshot createSnapshot() {
  14.     return new Snapshot(text.toString());
  15.   }
  17.   public void restoreSnapshot(Snapshot snapshot) {
  18.     this.text.replace(0, this.text.length(), snapshot.getText());
  19.   }
  20. }
  22. public class Snapshot {
  23.   private String text;
  25.   public Snapshot(String text) {
  26.     this.text = text;
  27.   }
  29.   public String getText() {
  30.     return this.text;
  31.   }
  32. }
  34. public class SnapshotHolder {
  35.   private Stack<Snapshot> snapshots = new Stack<>();
  37.   public Snapshot popSnapshot() {
  38.     return snapshots.pop();
  39.   }
  41.   public void pushSnapshot(Snapshot snapshot) {
  42.     snapshots.push(snapshot);
  43.   }
  44. }
  46. public class ApplicationMain {
  47.   public static void main(String[] args) {
  48.     InputText inputText = new InputText();
  49.     SnapshotHolder snapshotsHolder = new SnapshotHolder();
  50.     Scanner scanner = new Scanner(System.in);
  51.     while (scanner.hasNext()) {
  52.       String input = scanner.next();
  53.       if (input.equals(":list")) {
  54.         System.out.println(inputText.toString());
  55.       } else if (input.equals(":undo")) {
  56.         Snapshot snapshot = snapshotsHolder.popSnapshot();
  57.         inputText.restoreSnapshot(snapshot);
  58.       } else {
  59.         snapshotsHolder.pushSnapshot(inputText.createSnapshot());
  60.         inputText.append(input);
  61.       }
  62.     }
  63.   }
  64. }

优点

  • 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。
  • 实现了内部状态的封装。除了创建它的发起人之外，其他对象都不能够访问这些状态信息。
  • 简化了发起人类。发起人不需要管理和保存其内部状态的各个备份，所有状态信息都保存在备忘录中，并由管理者进行管理，这符合单一职责原则。

缺点

资源消耗大。如果要保存的内部状态信息过多或者特别频繁，将会占用比较大的内存资源。

扩展

全量备份，增量备份

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。
实际场景中一般将全量备份和增量备份相结合，低频全量备份，高频增量备份，两者结合来做恢复。