如何构建Android MVVM应用程序
Databinding 是一种框架,MVVM是一种模式,两者的概念是不一样的。我的理解DataBinding是一个实现数据和UI绑定的框架,只是一个实现MVVM模式的工具。ViewModel和View可以通过DataBinding来实现单向绑定和双向绑定,这套UI和数据之间的动态监听和动态更新的框架Google已经帮我们做好了。在MVVM模式中ViewModel和View是用绑定关系来实现的,所以有了DataBinding 使我们构建Android MVVM 应用程序成为可能。1、概述
Databinding是一种框架,MVVM是一种模式,两者的概念是不一样的。我的理解DataBinding是一个实现数据和UI绑定的框架,只是一个实现MVVM模式的工具。ViewModel和View可以通过DataBinding来实现单向绑定和双向绑定,这套UI和数据之间的动态监听和动态更新的框架Google已经帮我们做好了。在MVVM模式中ViewModel和View是用绑定关系来实现的,所以有了DataBinding使我们构建Android MVVM 应用程序成为可能。
之前看了很多关于DataBinding的博客和相关的一些Demo,大多数就是往xml布局文件传入一些数据,然后把这些数据绑定到控件上( 如TextViewbinding:text=“@{user.name} ),接着在这些控件上(如Buttonbinding:setOnClickListener=”@{user.listener}”)设置一些事件到控件上,基本讲述都是DataBinding的基本用法。但是并没有人告诉你把一个onClickListener写到一个类并把这个listener绑定到xml里面上是不是不太好,也没有人告诉你这个和xml布局绑定的ViewModel类应该放哪些数据,应该做什么事?应该如何设计?更是很少有博文来告诉你在Android中如何通过Data Binding 去构建MVVM的应用框架。这也就是是本篇文章的重点。接下来,我们先来看看什么是MVVM,然后在一步一步来设计整个应用程序框架。
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2、MVC、MVP、MVVM
首先,我们先大致了解Android开发中常见的模式,以便我们更深入了解MVVM 模式。
View:对应于xml布局文件
Model:实体模型
Controllor:对应于Activity业务逻辑,数据处理和UI处理
从上面看起来各个组件的职责视乎还挺耦合MVC的,但是打开Android的一个Activity文件,一看一言难尽,Android中经常会出现数千行的Activity代码,究其原因,Android中纯粹作为View的各个XML视图功能太弱,Activity基本上都是View和Controller的合体,既要负责视图的显示又要加入控制逻辑,承担的功能过多,代码量大也就不足为奇。所有更贴切的目前常规的开发说应该是View-Model模式,大部分都是通过Activity的协调,连接,和处理逻辑的。
View: 对应于Activity和xml,负责View的绘制以及与用户交互
Model: 依然是实体模型
Presenter: 负责完成View于Model间的交互和业务逻辑
在Android开发中MVP的设计思想用得比较多,利用MVP的设计模型可以把部分的逻辑的代码从Fragment和Activity业务的逻辑移出来,在Presenter中持有View(Activity或者Fragment)的引用,然后在Presenter调用View暴露的接口对视图进行操作,这样有利于把视图操作和业务逻辑分开来。MVP能够让Activity成为真正的View而不是View和Control的合体,Activity只做UI相关的事。但是这个模式还是存在一些不好的地方,比较如说:
复杂的业务同时会导致presenter层太大,代码臃肿的问题。
View: 对应于Activity和xml,负责View的绘制以及与用户交互
Model: 实体模型
ViewModel: 负责完成View于Model间的交互,负责业务逻辑
MVVM的目标和思想MVP类似,利用数据绑定(Data Binding)、依赖属性(DependencyProperty)、命令(Command)、路由事件(Routed Event)等新特性,打造了一个更加灵活高效的架构。
在MVVM中,以前开发模式中必须先处理业务数据,然后根据的数据变化,去获取UI的引用然后更新UI,通过也是通过UI来获取用户输入,而在MVVM中,数据和业务逻辑处于一个独立的ViewModel中,ViewModel只要关注数据和业务逻辑,不需要和UI或者控件打交道。由数据自动去驱动UI去自动更新UI,UI的改变又同时自动反馈到数据,数据成为主导因素,这样使得在业务逻辑处理只要关心数据,方便而且简单很多。
MVVM模式中,数据是独立于UI的,ViewModel只负责处理和提供数据,UI想怎么处理数据都由UI自己决定,ViewModel不涉及任何和UI相关的事也不持有UI控件的引用,即使控件改变(TextView 换成 EditText)ViewModel几乎不需要更改任何代码,专注自己的数据处理就可以了,如果是MVP遇到UI更改,就可能需要改变获取UI的方式,改变更新UI的接口,改变从UI上获取输入的代码,可能还需要更改访问UI对象的属性代码等等。
在MVVM中,我们可以在工作线程中直接修改ViewModel的数据(只要数据是线程安全的),剩下的数据绑定框架帮你搞定,很多事情都不需要你去关心。
MVVM的分工是非常明显的,由于View和ViewModel之间是松散耦合的。一个是处理业务和数据,一个是专门的UI处理。完全有两个人分工来做,一个做UI(xml 和Activity)一个写ViewModel,效率更高。
一个ViewModel复用到多个View中,同样的一份数据,用不同的UI去做展示,对于版本迭代频繁的UI改动,只要更换View层就行,对于如果想在UI上的做AbTest更是方便的多。
ViewModel里面是数据和业务逻辑,View中关注的是UI,这样的做测试是很方便的,完全没有彼此的依赖,不管是UI的单元测试还是业务逻辑的单元测试,都是低耦合的。
通过上面对MVVM的简述和其他两种模式的对比,我们发现MVVM对比MVC和MVP来说还是存在比较大的优势,虽然目前Android开发中可能真正在使用MVVM的很少,但是是值得我们去做一些探讨和调研。
3、如何构建MVVM应用程序
1). 如何分工
构建MVVM框架首先要具体了解各个模块的分工,接下来我们来讲解View,ViewModel,Model 的它们各自的职责所在。
View层做的就是和UI相关的工作,我们只在XML和Activity或Fragment写View层的代码,View层不做和业务相关的事,也就是我们的Activity不写和业务逻辑相关代码,也不写需要根据业务逻辑来更新UI的代码,因为更新UI通过Binding实现,更新UI在ViewModel里面做(更新绑定的数据源即可),Activity要做的事就是初始化一些控件(如控件的颜色,添加 RecyclerView的分割线),Activity可以更新UI,但是更新的UI必须和业务逻辑和数据是没有关系的,只是单纯的根据点击或者滑动等事件更新UI(如根据滑动颜色渐变、根据点击隐藏等单纯UI逻辑),Activity(View层)是可以处理UI事件,但是处理的只是处理UI自己的事情,View层只处理View层的事。简单的说:View层不做任何业务逻辑、不涉及操作数据、不处理数据、UI和数据严格的分开。
ViewModel层做的事情刚好和View层相反,ViewModel 只做和业务逻辑和业务数据相关的事,不做任何和UI、控件相关的事,ViewModel层不会持有任何控件的引用,更不会在ViewModel中通过UI控件的引用去做更新UI的事情。ViewModel就是专注于业务的逻辑处理,操作的也都是对数据进行操作,这些个数据源绑定在相应的控件上会自动去更改UI,开发者不需要关心更新UI的事情。DataBinding框架已经支持双向绑定,这使得我们在可以通过双向绑定获取View层反馈给ViewModel层的数据,并进行操作。关于对UI控件事件的处理,我们也希望能把这些事件处理绑定到控件上,并把这些事件统一化,方便ViewModel对事件的处理和代码的美观。为此我们通过BindingAdapter对一些常用的事件做了封装,把一个个事件封装成一个个Command,对于每个事件我们用一个ReplyCommand<T>去处理就行了,ReplyCommand<T>会把可能你需要的数据带给你,这使得我们处理事件的时候也只关心处理数据就行了,具体见MVVMLight Toolkit 使用指南的 Command 部分。再强调一遍ViewModel 不做和UI相关的事。
Model 的职责很简单,基本就是实体模型(Bean)同时包括Retrofit 的Service ,ViewModel 可以根据Model获取一个Bean的Observable<Bean>( RxJava ),然后做一些数据转换操作和映射到ViewModel中的一些字段,最后把这些字段绑定到View层上。
2). 如何协作
关于协作,我们先来看下面的一张图:
图 1
上图反应了MVVM框架中各个模块的联系和数据流的走向,由上图可知View和Model 直接是解耦的,是没有直接联系的,也就是我之前说到的View不做任何和业务逻辑和数据处理相关的事。我们从每个模块一一拆分来看。那么我们重点就是下面的三个协作。
ViewModel与View的协作
图 2
图 2 中ViewModel 和View 是通过绑定的方式连接在一起的,绑定的一种是数据绑定,一种是命令绑定。数据的绑定>
//一个变量包含了所有关于/***ViewStyle关于控件的一些属性和业务数据无关的Style可以做一个包裹,这样代码比较美观,ViewModel页面也不会有太多的字段。**/
Context 是干嘛用的呢,为什么每个ViewModel都最好需要持了一个Context的引用呢?ViewModel不做和UI相关的事,不操作控件,也不更新UI,那为什么要有Context呢?原因主要有以下两点,当然也有其他用处,调用工具类、帮助类可能需要context参数等:
通过图1中,我们发现ViewModel 通过传参给Model然后得到一个Observable<Bean>,其实这就是网络请求部分,做网络请求我们必须把RetrofitService返回的Observable<Bean>绑定到Context的生命周期上,防止在请求回来时Activity已经销毁等异常,其实这个Context的目的就是把网络请求绑定到当前页面的生命周期中。
在图1中,我们可以看到两个ViewModel 之间的联系是通过Messenger来做,这个Messenger是需要用到Context,这个我们后续会讲解。
Model 是什么呢,其实就是数据原型,也就是我们用Json转过来的JavaBean,我们可能都知道,ViewModel要把数据映射到View中可能需要大量对Model的数据拷贝,拿Model的字段去生成对应的ObservableField(我们不会直接拿Model的数据去做展示),这里其实是有必要在一个ViewModel保留原始的Model引用,这对于我们是非常有用的,因为可能用户的某些操作和输入需要我们去改变数据源,可能我们需要把一个Bean从列表页点击后传给详情页,可能我们需要把这个model 当做表单提交到服务器。这些都需要我们的ViewModel 持有相应的model。
Data Field (数据绑定)
Data Field 就是需要绑定到控件上的ObservableField字段,无可厚非这是ViewModel的必须品。这个没有什么好说,但是这边有一个建议:
这些字段是可以稍微做一下分类和包裹的,比如说可能一些字段绑定到控件的一些Style属性上(如果说:长度,颜色,大小)这些根据业务逻辑的变化而动态去更改的,对于着一类针对ViewStyle的的字段可以声明一个ViewStyle类包裹起来,这样整个代码逻辑会更清晰一些,不然ViewModel里面可能字段泛滥,不易管理和阅读性较差。而对于其他一些字段,比如说title,imageUrl,name这些属于数据源类型的字段,这些字段也叫数据字段,是和业务逻辑息息相关的,这些字段可以放在一块。
Command (命令绑定)
Command(命令绑定)说白了就是对事件的处理(下拉刷新,加载更多,点击,滑动等事件处理),我们之前处理事件是拿到UI控件的引用,然后设置Listener,这些Listener其实就是Command,但是考虑到在一个ViewModel 写各种Listener并不美观,可能实现一个Listener就需要实现多个方法,但是我们可能只想要其中一个有用的方法实现就好了。同时实现Listener会拿到UI的引用,可能会去做一些和UI相关的事情,这和我们之前说的ViewModel 不持有控件的引用,ViewModel不更改UI有相悖。更重要一点是实现一个Listener可能需要写一些UI逻辑才能最终获取我们想要的,简单一点的比如说,你想要监听ListView滑到最底部然后触发加载更多的事件,这时候你就要在ViewModel里面写一个OnScrollListener,然后在里面的onScroll方法中做计算,计算什么时候ListView滑动底部了,其实ViewModel的工作并不想去处理这些事件,它专注做的应该是业务逻辑和数据处理,如果有一个东西它不需要你自己去计算是否滑到底部,而是在滑动底部自动触发一个Command,同时把当前列表的总共的item数量返回给你,方便你通过page=itemCount/LIMIT+1去计算出应该请求服务器哪一页的数据那该多好啊。MVVM Light Toolkit 帮你实现了这一点:
接着在XML 布局文件中通过bind:onLoadMoreCommand绑定上去就行了
具体想了解更多请查看 MVVM Light Toolkit使用指南,里面有比较详细的讲解Command的使用。当然Command并不是必须的,你完全可以依照你的习惯和喜好在ViewModel写Listener,不过使用Command 可以使你的ViewModel更简洁易读,你也可以自己定义更多的Command,自己定义其他功能Command,那么ViewModel的事件处理都是托管ReplyCommand<T>来处理,这样的代码看起来会特别美观和清晰。
Child ViewModel (子ViewModel)
子ViewModel 的概念就是在ViewModel里面嵌套其他的ViewModel,这种场景还是很常见的。比如说你一个Activity里面有两个Fragment,ViewModel是以业务划分的,两个Fragment做的业务不一样,自然是由两个ViewModel来处理,Activity 本身可能就有个ViewModel来做它自己的业务,这时候Activity的这个ViewModel里面可能包含了两个Fragment分别的ViewModel。这就是嵌套的子ViewModel。还有另外一种就是对于AdapterView如ListView RecyclerView,ViewPager等。
它们的每个Item 其实就对应于一个ViewModel,然后在当前的ViewModel通过ObservableList<ItemViewModel>持有引用(如上述代码),这也是很常见的嵌套的子ViewModel。我们其实还建议,如果一个页面业务非常复杂,不要把所有逻辑都写在一个ViewModel,可以把页面做业务划分,把不同的业务放到不同的ViewModel,然后整合到一个总的ViewModel,这样做起来可以使我们的代码业务清晰,简短意赅,也方便后人的维护。
总得来说ViewModel 和View之前仅仅只有绑定的关系,View层需要的属性和事件处理都是在xml里面绑定好了,ViewModel层不会去操作UI,只会操作数据,ViewModel只是根据业务要求处理数据,这些数据自动映射到View层控件的属性上。关于ViewModel类中包含哪些模块和字段,这个需要开发者自己去衡量,这边建议ViewModel不要引入太多的成员变量,成员变量最好只有上面的提到的5种(context、model、…),能不进入其他类型的变量就尽量不要引进来,太多的成员变量对于整个代码结构破坏很大,后面维护的人要时刻关心成员变量什么时候被初始化,什么时候被清掉,什么时候被赋值或者改变,一个细节不小心可能就出现潜在的Bug。太多不清晰定义的成员变量又没有注释的代码是很难维护的。
ViewModel与Model的协作
从图1 中,Model 是通过Retrofit 去获取网络数据的,返回的数据是一个Observable<Bean>( RxJava),Model 层其实做的就是这些。那么ViewModel做的就是通过传参数到Model层获取到网络数据(数据库同理)然后把Model的部分数据映射到ViewModel的一些字段(ObservableField),并在ViewModel保留这个Model的引用,我们来看下这一块的大致代码(代码涉及到简单RxJava,如看不懂可以查阅入门一下):
//将网络请求绑定到Activity的生命周期//变成Notification<Bean>使我们更方便处理数据和错误//给成员变量newsDetail赋值,之前提到的5种变量类型中的一种(model类型)//Model
以上代码基本把注释补全了,基本思路比较清晰,,Rxjava涉及的操作符都是比较基本的,如有不懂,可以稍微去入门,之后的源码里面ViewModel数据逻辑处理都是用Rxjava做,所以需要提前学习一下方便你看懂源码。
注:我们推荐使用MVVM 和RxJava一块使用,虽然两者皆有观察者模式的概念,但是我们RxJava不使用在针对View的监听,更多是业务数据流的转换和处理。DataBinding框架其实是专用于View-ViewModel的动态绑定的,它使得我们的ViewModel只需要关注数据,而RxJava提供的强大数据流转换函数刚好可以用来处理ViewModel中的种种数据,得到很好的用武之地,同时加上Lambda表达式结合的链式编程,使ViewModel的代码非常简洁同时易读易懂。
ViewModel与ViewModel的协作
在图 1 中 我们看到两个ViewModel 之间用一条虚线连接着,中间写着Messenger,Messenger可以理解是一个全局消息通道,引入messenger最主要的目的就实现ViewModel和ViewModel的通信,也可以用做View和ViewModel的通信,但是并不推荐这样做。ViewModel主要是用来处理业务和数据的,每个ViewModel都有相应的业务职责,但是在业务复杂的情况下,可能存在交叉业务,这时候就需要ViewModel和ViewModel交换数据和通信,这时候一个全局的消息通道就很重要的。关于Messenger的详细使用方法可以参照 MVVM Light Toolkit 使用指南的 Messenger 部分,这边给出一个简单的例子仅供参考:
场景是这样的,你的MainActivity对应一个MainViewModel,MainActivity里面除了自己的内容还包含一个Fragment,这个Fragment的业务处理对应于一个FragmentViewModel,FragmentViewModel请求服务器并获取数据,刚好这个数据MainViewModel也需要用到,我们不可能在MainViewModel重新请求数据,这样不太合理,这时候就需要把数据传给MainViewModel,那么应该怎么传,彼此没有引用或者回调。那么只能通过全局的消息通道Messenger。FragmentViewModel获取消息后通知MainViewModel 并把数据传给它:
//上面的代码可以不看,就是获取网络数据,通过send把数据传过去
在MainActivity onDestroy 取消注册就行了(不然导致内存泄露)
当然上面的例子也只是简单的说明下,Messenger可以用在很多场景,通知,广播都可以,不一定要传数据,在一定条件下也可以用在View层和ViewModel上的通信和广播。运用范围特别广,需要开发者结合实际的业务中去做更深层次的挖掘。
4、总结和源码
本篇博文讲解主要是一些个人开发过程中总结的Android MVVM构建思想,更多是理论上各个模块如何分工,代码如何设计,虽然现在业界使用AndroidMVVM模式开发还比较少,但是随着DataBinding 1.0 的发布,相信在Android MVVM这块领域会更多的人来尝试,刚好最近用MVVM开发了一段时间,有点心得,写出来仅供参考。
文中讲解的过程代码比较少,代码用到了自己开发的一个MVVM Light Toolkit 库,而且还是RxJava + Lambda的代码,估计很多人看着都晕菜了,这边会把源码公布出来。如果你还没有尝试过用RxJava+Retrofit+DataBinding 构建Android MVVM应用程序,那么你可以试着看一下这边的源码并且做一下尝试,说不定你会喜欢上这样的开发框架。
关于MVVM Light Toolkit 只是一个工具库,主要目的是更快捷方便的构建AndroidMVVM应用程序,在里面添加了一些控件额外属性和做了一些事件的封装,同时引进了全局消息通道Messenger,用起来确实非常方便,你可以尝试一下,当然还有不少地方没有完善和优化,后续也会不断更新和优化,如果不能达到你的业务需求时,你也可以自己添加自己需要的属性和事件。如果想更深入了解MVVMLight Toolkit 请看我这篇博文 MVVM Light Toolkit 使用指南
源码地址
library —> library是MVVM Light Toolkit的源码,源码很简单,感兴趣的同学可以看看,没什么多少的技术难度,可以根据自己的需求,添加更多的控件的属性和事件绑定。
sample —> 本文涉及的代码均处出于这个项目,sample 一个知乎日报的App的简单实现,代码包含了一大部分 MVVM LightToolkit的使用场景,(Data、Command、Messenger均有涉及),同时sample严格按照博文阐述的MVVM的设计思想开发的,对理解本文有很大的帮助,欢迎clone下来看看。
Sample 截图
源码涉及 RxJava+Retrofit+Lambda 如有不懂或没接触过,花点时间入门一下,用到都是比较简单的东西。希望这篇博客在如何构建AndroidMVVM应用程序对你有所帮助,如有任何疑问,可以给我留言,欢迎大家共同探讨,如果对MVVM Light Toolkit 有任何问题,也可以反馈给我。
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