Android应用架构之MVVM模式

前言

早期的Android应用开发中，Activity/Fragment承担了过多的职责，它们不仅负责了应用界面的显示，而且负责了业务逻辑的处理。这样一来，Activity/Fragment很容易就变得臃肿、复杂，造成应用难以测试、维护和扩展。随着Android应用开发技术的不断发展和成熟，Android应用架构的设计得到了越来越多开发人员的关注和重视。目前，Android的应用架构主要有MVC、MVP和MVVM模式，本文将介绍一下MVVM模式。

学习项目

MVVM模式开源学习项目——玩Android客户端

MVP模式

MVVM模式可以说是MVP模式的进一步发展，所以先来了解一下MVP模式。

MVP (Model-View-Presenter) 模式的结构如下图所示：

MVP模式将应用分为三层：Model层主要负责数据的提供，View层主要负责界面的显示，Presenter层主要负责业务逻辑的处理。

在MVP模式中，Model层和View层不能直接通信，Presenter层负责充当中间人，实现Model层和View层之间的间接通信。View层和Presenter层互相持有对方的引用，实现View层和Presenter层之间的通信。

MVP模式的主要优点是：分离了Model层和View层，分离了视图操作和业务逻辑，降低了耦合。

MVVM模式

MVVM (Model-View-ViewModel) 模式的结构如下图所示：

MVVM模式与MVP模式一样，也将应用分为三层，并且各个对应的层的职责相似：

Model层，主要负责数据的提供。Model层提供业务逻辑的数据结构（比如，实体类），提供数据的获取（比如，从本地数据库或者远程网络获取数据），提供数据的存储。
View层，主要负责界面的显示。View层不涉及任何的业务逻辑处理，它持有ViewModel层的引用，当需要进行业务逻辑处理时通知ViewModel层。
ViewModel层，主要负责业务逻辑的处理。ViewModel层不涉及任何的视图操作。通过官方提供的Data Binding库，View层和ViewModel层中的数据可以实现绑定，ViewModel层中数据的变化可以自动通知View层进行更新，因此ViewModel层不需要持有View层的引用。ViewModel层可以看作是View层的数据模型和Presenter层的结合。

MVVM模式与MVP模式最大的区别在于：ViewModel层不持有View层的引用。这样进一步降低了耦合，View层代码的改变不会影响到ViewModel层。

MVVM模式相对于MVP模式主要有如下优点：

进一步降低了耦合。ViewModel层不持有View层的引用，当View层发生改变时，只要View层绑定的数据不变，那么ViewModel层就不需要改变。而在MVP模式下，当View层发生改变时，操作视图的接口就要进行相应的改变，那么Presenter层就需要修改了。
不用再编写很多样板代码。通过官方的Data Binding库，UI和数据之间可以实现绑定，不用再编写大量的findViewById()和操作视图的代码了。总之，Activity/Fragment的代码可以做到相当简洁。

例子

下面举一个简单的例子来实践MVVM模式。完整的项目代码可以去GitHub上查看：

https://github.com/chongyucaiyan/MVVMDemo

例子实现的主要功能是：点击按钮网络查询天气，查询成功后在界面上显示天气信息。主界面如下图所示：

MVVM模式的代码组织结构建议按照 业务功能 进行划分，具体操作是：每个业务功能独立一个包存放，每个业务功能包下面再按Model、View、ViewModel分包存放。所有的Model存放在model包下面，所有的Activity和Fragment存放在activity包下面，所有的ViewModel存放在viewmodel包下面。该例子比较简单，只有一个weather业务功能模块，最终的代码组织结构如下图所示：

编写Model

查询杭州天气的URL为：

http://www.weather.com.cn/data/cityinfo/101210101.html

访问该URL将返回一串JSON字符串，如下所示：

{"weatherinfo":{"city":"杭州","cityid":"101210101","temp1":"5℃","temp2":"20℃","weather":"晴转多云","img1":"n0.gif","img2":"d1.gif","ptime":"18:00"}}

按照此JSON字符串，可以编写相应的实体类。WeatherData类的代码如下所示：

public class WeatherData {    private WeatherInfo weatherinfo;    public WeatherInfo getWeatherinfo() {        return weatherinfo;    }    public void setWeatherinfo(WeatherInfo weatherinfo) {        this.weatherinfo = weatherinfo;    }}

WeatherInfo类的代码如下所示：

public class WeatherInfo {    private String city;    private String cityid;    private String temp1;    private String temp2;    private String weather;    private String img1;    private String img2;    private String ptime;    public String getCity() {        return city;    }    public void setCity(String city) {        this.city = city;    }    public String getCityid() {        return cityid;    }    public void setCityid(String cityid) {        this.cityid = cityid;    }    public String getTemp1() {        return temp1;    }    public void setTemp1(String temp1) {        this.temp1 = temp1;    }    public String getTemp2() {        return temp2;    }    public void setTemp2(String temp2) {        this.temp2 = temp2;    }    public String getWeather() {        return weather;    }    public void setWeather(String weather) {        this.weather = weather;    }    public String getImg1() {        return img1;    }    public void setImg1(String img1) {        this.img1 = img1;    }    public String getImg2() {        return img2;    }    public void setImg2(String img2) {        this.img2 = img2;    }    public String getPtime() {        return ptime;    }    public void setPtime(String ptime) {        this.ptime = ptime;    }}

编写ViewModel

ViewModel不涉及任何的视图操作，只进行业务逻辑的处理。通过官方提供的Data Binding库，当ViewModel中的数据发生变化时，UI将自动更新。QueryWeatherViewModel的代码如下所示：

public class QueryWeatherViewModel {    private static final String TAG = "QueryWeatherViewModel";    public final ObservableBoolean loading = new ObservableBoolean(false);    public final ObservableBoolean loadingSuccess = new ObservableBoolean(false);    public final ObservableBoolean loadingFailure = new ObservableBoolean(false);    public final ObservableField<String> city = new ObservableField<>();    public final ObservableField<String> cityId = new ObservableField<>();    public final ObservableField<String> temp1 = new ObservableField<>();    public final ObservableField<String> temp2 = new ObservableField<>();    public final ObservableField<String> weather = new ObservableField<>();    public final ObservableField<String> time = new ObservableField<>();    private Call<WeatherData> mCall;    public QueryWeatherViewModel() {    }    public void queryWeather() {        loading.set(true);        loadingSuccess.set(false);        loadingFailure.set(false);        mCall = RetrofitManager.get()                .create(QueryWeatherRequest.class)                .queryWeather();        mCall.enqueue(new Callback<WeatherData>() {            @Override            public void onResponse(Call<WeatherData> call, Response<WeatherData> response) {                WeatherInfo weatherInfo = response.body().getWeatherinfo();                city.set(weatherInfo.getCity());                cityId.set(weatherInfo.getCityid());                temp1.set(weatherInfo.getTemp1());                temp2.set(weatherInfo.getTemp2());                weather.set(weatherInfo.getWeather());                time.set(weatherInfo.getPtime());                loading.set(false);                loadingSuccess.set(true);            }            @Override            public void onFailure(Call<WeatherData> call, Throwable t) {                if (call.isCanceled()) {                    Log.i(TAG, "call is canceled.");                } else {                    loading.set(false);                    loadingFailure.set(true);                }            }        });    }    public void cancelRequest() {        if (mCall != null) {            mCall.cancel();        }    }}

编写View

View不涉及任何的业务逻辑处理，只进行界面的显示。在xml布局文件中，通过官方提供的Data Binding库，将UI与ViewModel中的数据进行绑定，当ViewModel中的数据发生变化时，UI将自动更新。xml布局文件的代码如下所示：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><layout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools">    <data>        <import type="android.view.View" />        <variable            name="viewModel"            type="com.github.cyc.mvvmdemo.weather.viewmodel.QueryWeatherViewModel" />    data>    <RelativeLayout        android:layout_width="match_parent"        android:layout_height="match_parent"        android:padding="@dimen/default_content_padding"        tools:context="com.github.cyc.mvvmdemo.weather.activity.QueryWeatherActivity">        <Button            android:id="@+id/btn_query_weather"            android:layout_width="wrap_content"            android:layout_height="wrap_content"            android:layout_centerHorizontal="true"            android:text="@string/query_weather"            android:enabled="@{viewModel.loading ? false : true}"            android:onClick="@{() -> viewModel.queryWeather()}" />        <RelativeLayout            android:id="@+id/vg_weather_info"            android:layout_width="match_parent"            android:layout_height="wrap_content"            android:layout_below="@id/btn_query_weather"            android:layout_marginTop="@dimen/query_weather_margin"            android:visibility="@{viewModel.loadingSuccess ? View.VISIBLE : View.GONE}">            <TextView                android:id="@+id/tv_city"                android:layout_width="wrap_content"                android:layout_height="wrap_content"                android:textStyle="bold"                android:text="@string/city" />            <TextView                android:id="@+id/tv_city_value"                android:layout_width="wrap_content"                android:layout_height="wrap_content"                android:layout_toRightOf="@id/tv_city"                android:layout_alignBottom="@id/tv_city"                android:text="@{viewModel.city}"                tools:text="杭州" />            <TextView                android:id="@+id/tv_city_id"                android:layout_width="wrap_content"                android:layout_height="wrap_content"                android:layout_below="@id/tv_city"                android:layout_marginTop="@dimen/query_weather_margin"                android:textStyle="bold"                android:text="@string/city_id" />            <TextView                android:id="@+id/tv_city_id_value"                android:layout_width="wrap_content"                android:layout_height="wrap_content"                android:layout_toRightOf="@id/tv_city_id"                android:layout_alignBottom="@id/tv_city_id"                android:text="@{viewModel.cityId}"                tools:text="101210101" />            <TextView                android:id="@+id/tv_temp"                android:layout_width="wrap_content"                android:layout_height="wrap_content"                android:layout_below="@id/tv_city_id"                android:layout_marginTop="@dimen/query_weather_margin"                android:textStyle="bold"                android:text="@string/temperature" />            <TextView                android:id="@+id/tv_temp1_value"                android:layout_width="wrap_content"                android:layout_height="wrap_content"                android:layout_toRightOf="@id/tv_temp"                android:layout_alignBottom="@id/tv_temp"                android:text="@{viewModel.temp1}"                tools:text="5℃" />            <TextView                android:id="@+id/tv_tilde"                android:layout_width="wrap_content"                android:layout_height="wrap_content"                android:layout_toRightOf="@id/tv_temp1_value"                android:layout_alignBottom="@id/tv_temp"                android:text="@string/tilde" />            <TextView                android:id="@+id/tv_temp2_value"                android:layout_width="wrap_content"                android:layout_height="wrap_content"                android:layout_toRightOf="@id/tv_tilde"                android:layout_alignBottom="@id/tv_temp"                android:text="@{viewModel.temp2}"                tools:text="10℃" />            <TextView                android:id="@+id/tv_weather"                android:layout_width="wrap_content"                android:layout_height="wrap_content"                android:layout_below="@id/tv_temp"                android:layout_marginTop="@dimen/query_weather_margin"                android:textStyle="bold"                android:text="@string/weather" />            <TextView                android:id="@+id/tv_weather_value"                android:layout_width="wrap_content"                android:layout_height="wrap_content"                android:layout_toRightOf="@id/tv_weather"                android:layout_alignBottom="@id/tv_weather"                android:text="@{viewModel.weather}"                tools:text="晴" />            <TextView                android:id="@+id/tv_time"                android:layout_width="wrap_content"                android:layout_height="wrap_content"                android:layout_below="@id/tv_weather"                android:layout_marginTop="@dimen/query_weather_margin"                android:textStyle="bold"                android:text="@string/release_time" />            <TextView                android:id="@+id/tv_time_value"                android:layout_width="wrap_content"                android:layout_height="wrap_content"                android:layout_toRightOf="@id/tv_time"                android:layout_alignBottom="@id/tv_time"                android:text="@{viewModel.time}"                tools:text="10:00" />        RelativeLayout>        <ProgressBar            android:id="@+id/pb_progress"            android:layout_width="wrap_content"            android:layout_height="wrap_content"            android:layout_centerInParent="true"            android:visibility="@{viewModel.loading ? View.VISIBLE : View.GONE}" />        <TextView            android:id="@+id/tv_query_failure"            android:layout_width="wrap_content"            android:layout_height="wrap_content"            android:layout_centerInParent="true"            android:text="@string/query_failure"            android:visibility="@{viewModel.loadingFailure ? View.VISIBLE : View.GONE}" />    RelativeLayout>layout>

在Activity中，通过官方提供的Data Binding库加载布局文件，创建ViewModel，并绑定View和ViewModel。QueryWeatherActivity的代码如下所示：

public class QueryWeatherActivity extends AppCompatActivity {    // ViewModel    private QueryWeatherViewModel mViewModel;    // DataBinding    private ActivityQueryWeatherBinding mDataBinding;    @Override    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        mDataBinding = DataBindingUtil.setContentView(this, R.layout.activity_query_weather);        // 创建ViewModel        mViewModel = new QueryWeatherViewModel();        // 绑定View和ViewModel        mDataBinding.setViewModel(mViewModel);    }    @Override    protected void onDestroy() {        super.onDestroy();        // 取消请求        mViewModel.cancelRequest();    }}

总结

MVVM模式将应用分为三层：Model层主要负责数据的提供，View层主要负责界面的显示，ViewModel层主要负责业务逻辑的处理。各个层职责单一，结构清晰，应用可以很方便地进行测试、维护和扩展。

参考

https://github.com/googlesamples/android-architecture
https://github.com/googlesamples/android-architecture/tree/todo-mvvm-databinding/
https://developer.android.google.cn/topic/libraries/data-binding/index.html

前言

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