初学 Java 设计模式（十八）：实战备忘录模式 「线上刚发布就出问题怎么办？」

一、备忘录模式介绍

1. 解决的问题

主要解决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，从而可以恢复原先保存的状态。

2. 定义

备忘录模式是一种行为设计模式，允许在不暴露对象实现细节的状态下保存和恢复对象之前的状态。

3. 应用场景

• 当你需要创建对象状态快照来恢复其之前的状态时，可以使用备忘录模式。
• 当直接访问对象的成员变量、获取器或设置器将导致封装被突破时，可以使用备忘录模式。

二、备忘录模式优缺点

1. 优点

• 可以在不破坏对象封装情况的前提下创建对象状态快照。
• 可以通过让负责人维护原发器状态历史记录来简化原发器代码。

2. 缺点

• 如果客户端过于频繁地创建备忘录，程序将消耗大量内存。
• 负责人必须完整跟踪原发器的生命周期，这样才能销毁弃用的备忘录。
• 绝大部分动态编程语言（例如PHP、Python 和 JavaScript）不能确保备忘录中的状态不被修改。

三、备忘录模式应用实例：线上刚发布就出问题怎么办？

1. 实例场景

搬砖的我们经常会遇到这个情况：

老代码出了 bug ，先看文档手册，我去，这代码连个文档都没有，只能看源码了。

看完一遍逻辑，再调试个半天，应该是这里出问题了，快速修改完毕，验证一遍，nice，没什么问题。

开始联系测试验证，测试环境验证通过！

激动人心的时刻来了：提交代码合并请求 -> 编译 -> 发布。

哎，怎么回事，线上发布的容器疯狂报错，起都起不来，我的天，怎么办？

旁边的同事：别慌，先把发布回滚吧，保证线上没问题！

今天，我们就以发布回滚为例，介绍一下备忘录模式。

2. 备忘录模式实现

2.1 工程结构

└─ src
    ├─ main
    │    └─ java
    │    └─ org.design.pattern.memento
    │       └─ model
    │            ├─ ReleaseRecord.java
    │            ├─ ReleaseRecordOriginator.java
    │            ├─ ReleaseRecordMemento.java
    │            └─ ReleaseRecordCaretaker.javaa
    └─ test
        └─ java
            └─ org.design.pattern.memento
                  └─ MementoTest.java

2.2 代码实现

2.2.1 实体类

发布记录

/**
 * 发布记录
 */
@Getter
@Setter
@AllArgsConstructor
public class ReleaseRecord {

    /**
     * 发布记录号
     */
    private Integer id;

    /**
     * 发布版本
     */
    private String version;

    /**
     * 发布容器
     */
    private String cloudName;

    /**
     * 开发
     */
    private String developerName;

    /**
     * 测试
     */
    private String testerName;
}

2.2.2 备忘录模式相关类

发布记录原生器

/**
 * 发布记录原生器
 */
@Getter
@Setter
public class ReleaseRecordOriginator {

    /**
     * 发布记录
     */
    private ReleaseRecord releaseRecord;

    /**
     * 构造函数
     *
     * @param releaseRecord 发布记录
     */
    public ReleaseRecordOriginator(ReleaseRecord releaseRecord) {
        this.releaseRecord = releaseRecord;
    }

    /**
     * 保存发布记录
     *
     * @return ReleaseRecordMemento
     */
    public ReleaseRecordMemento save() {
        return new ReleaseRecordMemento(this.releaseRecord);
    }

    /**
     * 恢复发布记录
     *
     * @param releaseRecordMemento 发布记录备忘录
     */
    public void restore(ReleaseRecordMemento releaseRecordMemento) {
        this.releaseRecord = releaseRecordMemento.getReleaseRecord();
    }
}

发布记录备忘录

/**
 * 发布记录备忘录
 */
@Getter
@Setter
public class ReleaseRecordMemento {

    /**
     * 发布记录
     */
    private ReleaseRecord releaseRecord;

    /**
     * 构造函数
     *
     * @param releaseRecord 发布记录
     */
    public ReleaseRecordMemento(ReleaseRecord releaseRecord) {
        this.releaseRecord = releaseRecord;
    }
}

发布记录负责人

/**
 * 发布记录负责人
 */
public class ReleaseRecordCaretaker {

    /**
     * 发布记录历史记录列表
     */
    private List<ReleaseRecordMemento> mementoList = new ArrayList<>();

    /**
     * 发布历史记录map（可根据发布记录id查询）
     */
    private Map<Integer, ReleaseRecordMemento> mementoMap = new HashMap<>();

    /**
     * 存放发布记录
     *
     * @param releaseRecordMemento 发布记录备忘录
     */
    public void push(ReleaseRecordMemento releaseRecordMemento) {
        mementoList.add(releaseRecordMemento);
        mementoMap.put(releaseRecordMemento.getReleaseRecord().getId(), releaseRecordMemento);
    }

    /**
     * 回滚
     *
     * @return ReleaseRecordMemento
     */
    public ReleaseRecordMemento undo() {
        if (ObjectUtils.isEmpty(mementoList)) {
            return null;
        }
        return mementoList.get(mementoList.size() - 1);
    }

    /**
     * 根据发布记录id回滚
     *
     * @param releaseRecordId 发布记录id
     * @return ReleaseRecordMemento
     */
    public ReleaseRecordMemento undo(Integer releaseRecordId) {
        if (ObjectUtils.isEmpty(mementoMap) || ObjectUtils.isEmpty(mementoMap.get(releaseRecordId))) {
            return null;
        }
        return mementoMap.get(releaseRecordId);
    }
}

2.3 测试验证

2.3.1 测试验证类

/***
 * 备忘录模式测试
 */
@Slf4j
public class MementoTest {

    @Test
    public void test() {
        ReleaseRecordCaretaker recordCaretaker = new ReleaseRecordCaretaker();

        ReleaseRecordOriginator recordOriginator = new ReleaseRecordOriginator(
                new ReleaseRecord(1, "0.1.0", "test-cloud", "yiyu", "tester")
        );
        recordCaretaker.push(recordOriginator.save());

        recordOriginator.setReleaseRecord(
            new ReleaseRecord(2, "0.1.1", "test-cloud", "yiyu", "tester")
        );
        recordCaretaker.push(recordOriginator.save());

        // 回滚
        recordOriginator.restore(recordCaretaker.undo());
        log.info("历史发布回滚：{}", JSON.toJSONString(recordOriginator.getReleaseRecord()));

        // 根据发布id回滚
        Integer undoReleaseRecordId = 1;
        recordOriginator.restore(recordCaretaker.undo(undoReleaseRecordId));
        log.info("回滚发布记录id为{}的发布：{}", undoReleaseRecordId, JSON.toJSONString(recordOriginator.getReleaseRecord()));
    }
}

2.3.2 测试结果

22:36:44.731 [main] INFO  o.d.pattern.memento.test.MementoTest - 历史发布回滚：{"cloudName":"test-cloud","developerName":"yiyu","id":2,"testerName":"tester","version":"0.1.1"}
22:36:44.733 [main] INFO  o.d.pattern.memento.test.MementoTest - 回滚发布记录id为1的发布：{"cloudName":"test-cloud","developerName":"yiyu","id":1,"testerName":"tester","version":"0.1.0"}

Process finished with exit code 0

四、备忘录模式结构

1. 原发器（Originator）类可以生成自身状态的快照，也可以在需要时通过快照恢复自身状态。
2. 备忘录（Memento）是原发器状态快照的值对象（value object）。通常做法是将备忘录设为不可变的，并通过构造函数一次性传递数据。

3. 负责人（Caretaker）仅知道 “何时” 和 “为何” 捕捉原发器的状态，以及何时恢复状态。

   负责人通过保存备忘录栈来记录原发器的历史状态。当原发器需要回溯历史状态时，负责人将栈中获取最顶部的备忘录，并将其传递给原发器的恢复（restoration）方法。

4. 在实现方法中，备忘录类将被嵌套在原发器中。这样原发器就可以访问备忘录的成员变量和方法，即使这些方法被声明为私有。另一方面，负责人对于备忘录的成员变量和方法的访问权限非常有限：它们只能栈中保存备忘录，而不能修改其状态。

设计模式并不难学，其本身就是多年经验提炼出的开发指导思想，关键在于多加练习，带着使用设计模式的思想去优化代码，就能构建出更合理的代码。

源码地址：https://github.com/yiyufxst/design-pattern-java

参考资料：
小博哥重学设计模式：https://github.com/fuzhengwei/itstack-demo-design
深入设计模式：[https://refactoringguru.cn/de...