浅学设计模式之备忘录模式（15/23）-CFANZ编程社区

1. 备忘录模式的概念

备忘录模式(Memento)：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。

备忘录模式就像游戏中的存档，在某个时候我们想要回退到之前状态是，使用存档就可以了。备忘录提供了这么一套代码的思想。

它是一种行为模式。用于保存当前的状态，并且在之后可以再次恢复到此状态。
这种看似在程序中很少出现的用法，我们是否有机会使用到呢？

2. UML图和模板代码

我们来看下备忘录模式的UML图：

浅学设计模式之备忘录模式（15/23）_数据

上面一共有三个对象，他们的作用和关联是：

Originator（发起人）
负责创建一个备忘录Memento，可以记录、恢复自身的内部状态。同时Originator还可以根据需要决定Memento存储自身的哪些内部状态。
Memento（备忘录）
用于存储Originator的状态，并且可以防止Originator以外的对象访问Memento
Caretaker 负责保存好备忘录Memento，不能对备忘录的内容进行操作或检查。

下面是模板代码，我们首先需要保存的数据源类：

public class Originator {
    // 需要保存的属性， 可以有多个
    private String state;

    // 创建备忘录，将当前需要保存的信息导入并实例化出一个Memento对象
    public Memento createMemento(){
        return new Memento(state);
    }

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

    public String getState() {
        return state;
    }

    // 恢复状态
    public void setState(String state) {   
        this.state = state;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Originator{" +
                "state='" + state + '\'' +
                '}';
    }
}

它就是我们平时使用的类，它可以做很多事，在这个模式中，它多了一套代码，就是用来创建和设置Memento对象。

我们来创建一个备忘录类，来存放发起类想要存放的状态：

public class Memento {
    private String state;

    // 将需要保存的数据导入
    public Memento(String state) {
        this.state = state;
    }

    public String getState() {
        return state;
    }
}

最后是 Caretaker，它和备忘录类是聚合关系，它里面可以维护一份备忘录类列表，用于做整体的操作，相当于我们常用Manager类：

public class Caretaker {
    private Memento memento;

    public Memento getMemento() {
        return memento;
    }

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

最后看看客户端中的使用：

public static void main(String[] args) {
        Originator o = new Originator();
        o.setState("On");   // Originator初始状态，状态为“On”
        System.out.println(o);
        
        Caretaker c = new Caretaker();
        c.setMemento(o.createMemento());  // 保存状态时，由于有了很好的封装，可以隐藏Originator的实现细节
        
        o.setState("Off");      // 将Originator的状态改为 “Off”
        System.out.println(o);
        
        o.setMemento(c.getMemento());
        System.out.println(o);    // 恢复初始状态
    }

可以看到，我们把保存状态就写成了一句话：c.setMemento(o.createMemento()); 这样做的好处就是：把要保存的细节给封装在了Memento中了，哪一天要更改保存的细节也不用影响客户端了。

所以我们可以知道备忘录模式的使用场景：

Memento模式比较适用于功能比较复杂的，但需要维护或记录属性历史的类，或者需要保存的属性只是众多属性的一小部分时，Originator可以根据保存的Memto信息还原到前一状态。

很明显，就是用于撤销/恢复 的场景，当然了，撤销/恢复的实现我们可能早就会实现了，就是使用两个栈（一个撤销栈、一个恢复栈）用来保存状态。
而在备忘录模式中，相当于把两个栈放在了 Caretaker中。

3. Android中备忘录模式的应用

Android中也有使用到备忘录模式的地方，而且我们都很熟知，那就是 Activity.onSaveInstanceState 和 Activity.onRestoreInstanceState。

当Activity不是正常方式退出，且Activity在随后的时间内被系统杀死之前会调用，并且在下次返回Activity时恢复这些数据。

通过这两个函数，开发人员能够在某些特殊场景下存储于界面相关的信息，提升用户体验。
例如，用户在写了一大段信息之后，此时一个电话打了进来，用户的短信输入界面退到后台，如果在打电话的过程中短信应用被系统杀死了，那么在用户再次进入信息界面时，上一次输入的内容将会不复存在。
Activity的状态存储机制正是为了应对这情况出现的。那么它们的原理是怎样的呢？我们还是来看看源码：

protected void onSaveInstanceState(Bundle outState) {
        outState.putBundle(WINDOW_HIERARCHY_TAG, mWindow.saveHierarchyState());  // 1

        outState.putInt(LAST_AUTOFILL_ID, mLastAutofillId);  
        Parcelable p = mFragments.saveAllState();
        if (p != null) {
            outState.putParcelable(FRAGMENTS_TAG, p); // 2
        }
        if (mAutoFillResetNeeded) {
            outState.putBoolean(AUTOFILL_RESET_NEEDED, true);
            getAutofillManager().onSaveInstanceState(outState);
        }
        getApplication().dispatchActivitySaveInstanceState(this, outState);  // 3
    }

注释1：存储窗口的视图树的状态
注释2：存储Fragment的状态
注释3：调用Activity的 ActivityLifecycleCallbacks.onSaveInstanceState()，如果说用户在Application类设置了lifecycle的话。

这里就不细细深入源码了，我们只用知道，在执行了第一步后，会从根View开始递归到子View将带有id的视图存放起来。

我们知道AMS层管理者Activity的生命周期和信息的存储，每个Activity在AMS会存放一个 ActivityClientRecord，AMS会有一个列表维护他们。而 onSaveInstanceState()会在页面销毁前，准确的说是 onStop()前，将视图状态等信息存放到该ActivityClientRecord的state成员变量中。

在Activity的启动流程中，如果AMS发现该Activity的 ActivityClientRecord.state不为空，则说明Activity是调用过onSaveInstanceState方法来存储信息的，那么在调用了 Activity的onCreate()后，就会调用 onRestoreInstanceState()来讲数据渲染在Activity上。

这就是Android体现备忘录模式的地方，来看看这些类的关系

originator发起者
就是Activity、Fragment、ViewGroup这些需要保存状态的类
momento备忘录
就是存放状态的地方，在上面的例子中，备忘录显然是 Bundle类。它通过序列化存储了数据
Caretaker
显然管理备忘录的就是ActivityManagerService 这个大总管。无论是onSaveInstanceState() 还是onRestoreInstanceState()都是他调用的。

最后，补一下 onSaveInstanceState()的调用时机，因为这个方法不是一定会调用的，它会出现在下面这些场景中：