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ViewModel 和 LiveData:为设计模式打 Call 还是唱反调?

ViewModel 和 LiveData:为设计模式打 Call 还是唱反调?

View 层和 ViewModel 层

分离职责

用 Architecture Components 构建的 APP 中实体的典型交互

理想情况下,ViewModel 不应该知道任何关于 Android 的事情(如Activity、Fragment)。 这样会大大改善可测试性,有利于模块化,并且能够减少内存泄漏的风险。一个通用的法则是,你的 ViewModel 中没有导入像 android.*这样的包(像 android.arch.* 这样的除外)。这个经验也同样适用于 MVP 模式中的 Presenter 。

❌ 不要让 ViewModel(或Presenter)直接使用 Android 框架内的类

条件语句、循环和一般的判定等语句应该在 ViewModel 或者应用程序的其他层中完成,而不是在 Activity 或 Fragment 里。视图层通常是没有经过单元测试的(除非你用上了 Robolectric),所以在里面写的代码越少越好。View 应该仅仅负责展示数据以及发送各种事件给 ViewModel 或 Presenter。这被称为 Passive View 模式。(忧郁的 View,哈哈哈)

✅ 保持 Activity 和 Fragment 中的逻辑代码最小化

ViewModel 中的 View 引用

ViewModel 的生命周期跟 Activity 和 Fragment 不一样。当 ViewModel 正在工作的时候,一个 Activity 可能处于自己 生命周期 的任何状态。 Activity 和 Fragment 可以被销毁并且重新创建, ViewModel 将对此一无所知。

ViewModel 对配置的重新加载(比如屏幕旋转)具有“抗性” ↑

把视图层(Activity 或 Fragment)的引用传递给 ViewModel 是有 相当大的风险 的。假设 ViewModel 从网络请求数据,然后由于某些问题,数据返回的时候已经沧海桑田了。这时候,ViewModel 引用的视图层可能已经被销毁或者不可见了。这将产生内存泄漏甚至引起崩溃。

❌ 避免在 ViewModel 里持有视图层的引用

推荐使用观察者模式作为 ViewModel 层和 View 层的通信方式,可以使用 LiveData 或者其他库中的 Observable 对象作为被观察者。

观察者模式

一个很方便的设计 Android 应用中的展示层的方法是让视图层(Activity 或 Fragment)去观察 ViewModel 的变化。由于 ViewModel 对 Android 一无所知,它也就不知道 Android 是多么频繁的干掉视图层的小伙伴。这样有几个好处:

  1. ViewModel 在配置重新加载(比如屏幕旋转)的时候是不会变化的,所以没有必要从外部(比如网络和数据库)重新获取数据。
  2. 当耗时操作结束后,ViewModel 中的“被观察者”被更新,无论这些数据当前有没有观察者。这样不会有尝试直接更新不存在的视图的情况,也就不会有 NullPointerException
  3. ViewModel 不持有视图层的引用,这大大减少了内存泄漏的风险。
private void subscribeToModel() {
  // Observe product data
  viewModel.getObservableProduct().observe(this, new Observer<Product>() {
      @Override
      public void onChanged(@Nullable Product product) {
        mTitle.setText(product.title);
      }
  });
}复制代码

Activity / Fragment 中的一个典型“订阅”案例。

✅ 让 UI 观察数据的变化,而不是直接向 UI 推送数据

臃肿的 ViewModel

能减轻你的担心的主意一定是个好主意。如果你的 ViewModel 里代码太多、承担了太多职责,试着去:

  • 将一些代码移到一个和 ViewModel 具有相同生命周期的 Presenter。让 Presenter 来跟应用的其他部分进行沟通并更新 ViewModel 中持有的 LiveData。
  • 添加一个 Domain 层,使用 Clean Architecture 架构。 这个架构很方便测试和维护,同时它也有助于快速的脱离主线程。 Architecture Blueprints 里面有关于 Clean Architecture 的示例。

✅ 把代码职责分散出去。如果需要的话,加上一个 Domain 层。

使用数据仓库(Data Repository)

就像 Guide to App Architecture(应用架构指南) 里说的那样,大多数 APP 有多个数据源,比如:

  1. 远程:网络、云端
  2. 本地:数据库、文件
  3. 内存中的缓存

在应用中放一个数据层是一个好主意,数据层完全不关心展示层(MVP 中的 P)。由于保持缓存和数据库与网络同步的算法通常很琐碎复杂,所以建议为每个仓库创建一个类作为处理同步的单一入口。

如果是许多种并且差别很大的数据模型,考虑使用多个数据仓库。

✅ 添加数据仓库作为数据访问的单一入口。

关于数据状态

考虑一下这种情况:你正在观察一个 ViewModel 暴露出来的 LiveData,它包含了一个待显示数据的列表。视图层该如何区分被加载的数据,网络错误和空列表呢?

  • 你可以从 ViewModel 中暴露出一个 LiveData<MyDataState>MyDataState 可能包含数据是正在加载还是已经加载成功、失败的信息。

可以将类中有状态和其他元数据(比如错误信息)的数据封装到一个类。参见示例代码中的 Resource 类。

✅ 使用一个包装类或者 LiveData 来暴露状态信息。

保存 Activity 的状态

Activity 的状态是指在 Activity 消失时重新创建屏幕内容所需的信息,Activity 消失意味着被销毁或进程被终止。旋转屏幕是最明显的情况,我们已经在 ViewModel 部分提到了。保存在 ViewModel 的状态是安全的。

但是,你可能需要在其他 ViewModel 也消失的场景中恢复状态。例如,当操作系统因资源不足杀死进程时。

为了高效地保存和恢复 UI 状态,组合使用 onSaveInstanceState() 和 ViewModel。

这里有个示例:ViewModels: Persistence, onSaveInstanceState(), Restoring UI State and Loaders

事件

我们管只发生一次的操作叫做事件。 ViewModels 暴露数据,但对于事件怎么样呢?例如,导航事件或显示 Snackbar 消息等应该仅被执行一次的操作。

事件的概念并不能和 LiveData 存取数据的方式完美匹配。来看下面这个从 ViewModel 中取出来的字段:

LiveData<String> snackbarMessage = new MutableLiveData<>();复制代码

一个 Activity 开始观察这个字段,ViewModel 完成了一个操作,所以需要更新消息:

snackbarMessage.setValue("Item saved!");复制代码

显然,Activity 接收到这个值后会显示出来一个 SnackBar。

但是,如果用户旋转手机,则新的 Activity 被创建并开始观察这个字段。当对 LiveData 的观察开始时,Activity 会立即收到已经使用过的值,这将导致消息再次显示!

在示例中,我们继承 LiveData 创建一个叫做 SingleLiveEvent 的类来解决这个问题。它仅仅发送发生在订阅后的更新,要注意的是这个类只支持一个观察者。

✅ 使用像 SingleLiveEvent 这样的 observable 来处理导航栏或者 SnackBar 显示消息这样的情况

ViewModels 的泄漏问题

响应式范例在 Android 中运行良好,它允许在 UI 和应用程序的其他层之间建立方便的联系。 LiveData 是这个架构的关键组件,因此通常你的 Activity 和 Fragment 会观察 LiveData 实例。

ViewModel 如何与其他组件进行通信取决于你,但要注意泄漏问题和边界情况。看下面这个图,其中 Presenter 层使用观察者模式,数据层使用回调:

UI 中的观察者模式和数据层中的回凋

如果用户退出 APP,视图就消失了所以 ViewModel 也没有观察者了。如果数据仓库是个单例或者是和 Application 的生命周期绑定的,这个数据仓库在进程被杀掉之前都不会被销毁。这只会发生在系统需要资源或用户手动杀死应用程序时,如果数据仓库在 ViewModel 中持有对回调的引用,ViewModel 将发生暂时的内存泄漏。

Activity 已经被销毁了但是 ViewModel 还在苟且

如果是一个轻量级 ViewModel 或可以保证操作快速完成,这个泄漏并不是什么大问题。但是,情况并不总是这样。理想情况下,ViewModels 在没有任何观察者的情况下不应该持有 ViewModel 的引用:

实现这种机制有很多方法:

  • 通过 ViewModel.onCleared() 可以通知数据仓库丢掉对 ViewModel 的回凋。
  • 在数据仓库中可以使用 WeakReference 或者直接使用 Event Bus(二者都很容易被误用甚至可能会带来坏处)。
  • 使用 LiveData 在数据仓库和 ViewModel 中通信。就像 View 和 ViewModel 之间那样。

✅ 考虑边界情况,泄漏以及长时间的操作会对架构中的实例带来哪些影响。

❌ 不要将保存原始状态和数据相关的逻辑放在 ViewModel 中。任何从 ViewModel 所做的调用都可能是数据相关的。

数据仓库中的 LiveData

为了避免泄露 ViewModel 和回调地狱(嵌套的回凋形成的“箭头”代码),可以像这样观察数据仓库:

当 ViewModel 被移除或者视图的生命周期结束,订阅被清除:

如果尝试这种方法,有个问题:如果无法访问 LifecycleOwner ,如何从 ViewModel 中订阅数据仓库呢? 使用 Transformations 是个很简单的解决方法。 Transformations.switchMap 允许你创建响应其他 LiveData 实例的改变的 LiveData ,它还允许在调用链上传递观察者的生命周期信息:

LiveData<Repo> repo = Transformations.switchMap(repoIdLiveData, repoId -> {
        if (repoId.isEmpty()) {
            return AbsentLiveData.create();
        }
        return repository.loadRepo(repoId);
    }
);复制代码

在这个例子中,当触发器得到一个更新时,该函数被调用并且结果被分发到下游。 当一个 Activity 观察到repo 时,相同的 LifecycleOwner 将用于 repository.loadRepo(id) 调用。

✅ 当需要在 ViewModel 中需要 Lifecycle 对象时,使用 Transformation 可能是个好办法。

继承 LiveData

LiveData 最常见的用例是在 ViewModel 中使用 MutableLiveData 并且将它们暴露为 LiveData 来保证观察者不会改变他们。

如果你需要更多功能,扩展 LiveData 会让你知道什么时候有活跃的观察者。例如,当想要开始监听位置或传感器服务时,这将很有用。

public class MyLiveData extends LiveData<MyData> {

    public MyLiveData(Context context) {
        // Initialize service
    }

    @Override
    protected void onActive() {
        // Start listening
    }

    @Override
    protected void onInactive() {
        // Stop listening
    }
}复制代码

什么时候不该继承 LiveData

使用 onActive() 来启动加载数据的服务是可以的,但是如果你没有一个很好的理由这样做的话就不要这样做,没有必要非得等到 LiveData 开始被观察才加载数据。一些通用的模式是这样的:

❌ 通常不用拓展 LiveData。可以让 Activity 或 Fragment 告诉 ViewModel 什么时候开始加载数据。

[^是否需要关于 Architecture Component 的其他任何主题的指导(或意见)?留下评论!]:

感谢 Lyla FujiwaraDaniel GalpinWojtek KalicińskiFlorina Muntenescu


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