MVVM 架构与数据绑定库

- 日理万妓 2022-01-13 02:17 259阅读 0赞

Model-View-Presenter（MVP），即模型-视图-表示层，架构被广泛应用于 Android 应用程序，通过引入表示层将视图与表示逻辑和模型分离。Model-View-ViewModel（MVVM），即模型-视图-视图模型，与 MVP 非常相似，视图模型充当增强的表示层，使用数据绑定器保持视图模型和视图同步。通过将视图绑定到视图模型属性上，数据绑定程序可以处理视图更新而无需手动更改数据来设置视图（例如，不用再设置控件 TextView 的setTest() 或者 setVisibility() 属性）。与 MVP 中的表示层一样，视图模型可以很容易地进行单元测试。本文介绍了数据绑定库和 MVVM 架构模式，以及它们在 Android 上协同工作方式。  
**数据绑定  
什么是数据绑定？**![在这里插入图片描述][1240]  
数据绑定是一种把数据绑定到用户界面元素（控件）的通用机制。通常，数据绑定会将数据从本地存储或者网络绑定到显示层，其特征是数据的改变会自动在数据源和用户界面之间同步。

数据绑定库的好处

TextView textView = (TextView) findViewById(R.id.label);
    EditText editText = (EditText) findViewById(R.id.userinput);
    ProgressBar progressBar = (ProgressBar) findViewById(R.id.progress);
    
    editText.addTextChangedListener(new TextWatcher() {
       @Override public void beforeTextChanged(CharSequence s, int start, int count, int after) { }
       @Override public void afterTextChanged(Editable s) { }
       @Override public void onTextChanged(CharSequence s, int start, int before, int count) {
           model.setText(s.toString());
       }
    });
    
    textView.setText(model.getLabel());
    progressBar.setVisibility(View.GONE);

如上述代码所示，大量的 findViewById() 调用之后，又是一大堆 setter/listener 之类的调用。 即使使用 ButterKnife 注入库也没有使情况改善。而数据绑定库就能很好地解决这个问题。

在编译时创建一个绑定类，它为所有视图提供一个 ID 字段，因此不再需要调用 findViewById() 方法。实际上，这种方式比调用 findViewById() 方法快数倍，因为数据绑定库创建代码仅需要遍历视图结构一次。

绑定类中也实现了视图文件的绑定逻辑，因此所有 setter 会在绑定类中被调用，你无须为之操心。总之，它能让你的代码变得更简洁。

**如何设置数据绑定？**

android {
       compileSdkVersion 25
       buildToolsVersion "25.0.1"
       ...
       dataBinding {
           enabled = true
       }
       ...
    }

首先在 app 的 build.gradle 中添加 dataBinding \{ enabled = true \}。之后构建系统会收到提示对数据绑定启用附加处理，如，从布局文件创建绑定类。

接下来，在 <layout> 标签中包装下布局中的顶层元素，以便为此布局创建绑定类。绑定类具有和布局 xml 文件相同的名称，只是在结尾添加 Binding，例如， Activity\_main.xml 的绑定类名字是 ActivityMainBinding。 如上所示，命名空间的声明也移到布局标记中。然后，在布局标记内声明将需要绑定的数据作为变量，并设置好名称和类型。示例中，唯一的变量是视图模型，但后续变量会增加。你可以选择导入类，以便能使用 View.VISIBLE 或静态方法等常量。  
**如何绑定数据？**

<TextView
        android:id="@+id/my_layout"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:visibility="@{vm.visible ? View.VISIBLE : View.GONE}">
        android:padding="@{vm.bigPadding ? @dimen/paddingBig : @dimen/paddingNormal}"
        android:text='@{vm.text ?? @string/defaultText + "Additional text."}' />

视图属性上的数据绑定指令以@开头，以大括号结束。你可以使用任何变量在数据段中导入你之前声明的变量。这些表达式基本支持你在代码中的所有操作，例如算术运算符或字符串连接。

Visibility 属性中还支持 if-then-else 三元运算符。还提供了合并运算符 ??，如果左边的值为空，则返回右操作数。在上述代码中，你可以像在正常布局中一样访问资源，因此你可以根据布尔变量的取值选择不同的 dimension 资源，也可以使用 padding 属性查看这些资源。

即使你在代码中使用 getters 和 setters，你所声明的变量的属性也可以用字段访问语法的形式访问。你可以在 slide 上的文本属性中看到此部分，其中 vm.text 调用视图模型的 getText() 方法。最后，一些小的限制也适用，例如，不能创建新对象，但是数据绑定库仍然非常强大。  
**哪些属性是可以绑定的？**

android:text="@{vm.text}"
    android:visibility="@{vm.visibility}"
    android:paddingLeft="@{vm.padding}"
    android:layout_marginBottom="@{vm.margin}"
    app:adapter="@{vm.adapter}"

实际上，标准视图的大多数属性已经被数据绑定库支持。在数据绑定库内部，当你使用数据绑定时，库按照视图类型查找属性名称的 setter。例如，当你把数据绑定到 text 属性时，绑定库会在视图类中使用合适的参数类型查找 setText() 方法，上述示例是 String。

当没有对应的布局属性时，你也可以使用数据绑定的 setter。例如，你可以在 xml 布局中的 recycleler 视图上使用 app:adapter 属性，以利用数据绑定设置适配器参数。

对于标准属性，不是所有的都在 View 上有对应的 setter 方法。例如，paddingLeft 情况下，数据绑定库支持自定义的 setter，以便将绑定转移到 padding 属性上。但是，遇到 layout\_marginBottom 的情况，当绑定库没有提供自定义 setter 时我们要怎么处理呢？  
**自定义 Setter**

@BindingAdapter("android:layout_marginBottom")
    public static void setLayoutMarginBottom(View v, int bottomMargin) {
       ViewGroup.MarginLayoutParams layoutParams =
               (ViewGroup.MarginLayoutParams) v.getLayoutParams();
    
       if (layoutParams != null) {
           layoutParams.bottomMargin = bottomMargin;
       }
    }

对于上述情况，自定义 setter 可以被重写。Setter 是使用 @BindingAdapter 注解来实现的，布局属性使用参数命名，使得绑定适配器被调用。上面示例提供了一个用于绑定 layout\_marginBottom 的适配器。

方法必须是 public static void ，而且必须接受绑定适配器调用的首个视图类型作为参数，然后将数据强绑定到你需要的类型。在这个例子中，我们使用一个 int 类型为类型 View（子类型）定义一个绑定适配器。最后，实现绑定适配器接口。对于 layout\_marginBottom，我们需要获取布局参数，并且设置底部间隔：

@BindingAdapter({"imageUrl", "placeholder"})
    public static void setImageFromUrl(ImageView v, String url, int drawableId) {
       Picasso.with(v.getContext().getApplicationContext())
               .load(url)
               .placeholder(drawableId)
               .into(v);
    }

也可能需要设置多种属性以绑定适配器调用。为了达到此目的，MMVM 会提供你的属性名称列表并用于 @BindingAdapter 实现注解。另外，在现有方法中，每个属性都有自己的名称。只有在所有声明的属性被设置后，这些 BindingAdapter 才会被调用。

在加载图片过程中，我想为加载图片定义一个绑定适配器来绑定 URL 与 placeHolder。如你所见，通过使用 Picasso image loading library，绑定适配器非常容易实现。你可以在自定义绑定适配器中使用任何你想要的方法。  
**在代码中使用绑定**

MyBinding binding;
    
    // For Activity
    binding = DataBindingUtil.setContentView(this, R.layout.layout);
    // For Fragment
    binding = DataBindingUtil.inflate(inflater, R.layout.layout, container, false);
    // For ViewHolder
    binding = DataBindingUtil.bind(view);
    
    // Access the View with ID text_view
    binding.textView.setText(R.string.sometext);
    
    // Setting declared variables
    binding.set<VariableName>(variable);

现在我们在 xml 文件中定义了绑定，并且编写了自定义 setter，那我们如何在代码中使用绑定呢？ 数据绑定库通过生成绑定类为我们完成所有的工作。要获取布局的相应绑定类的实例，就要用到库提供的辅助方法。Activity 对应使用 DataBindingUtil.setContentView()，fragment 对应使用 inflate()，视图拥有者请使用 bind()。 如前所述，绑定类为定义 final 字段的 ID 提供了所有视图。同样，您可以在绑定对象的布局文件中设置你所声明的变量。  
**自动更新布局**  
如果使用数据绑定，在数据发生变化时，库代码可以控制布局自动更新。然而，库仍然需要获得关于数据变化的通知。如果绑定的变量实现了 Observable 接口(不要跟 RxJava 的 Observable混淆了)就能解决这个问题。

对于像 int 和 boolean 这样的简单数据类型，库已经提供了合适的实现 Observable 的类型，比如 ObservableBoolean。还有一个 ObservableField 类型用于其它对象，比如字符串。

public class MyViewModel extends BaseObservable {
       private Model model = new Model();
    
       public void setModel(Model model) {
           this.model = model;
           notifyChange();
       }
    
       public void setAmount(int amount) {
           model.setAmount(amount);
           notifyPropertyChanged(BR.amount);
       }
    
       @Bindable public String getText() { return model.getText(); }
       @Bindable public String getAmount() { return Integer.toString(model.getAmount()); }
    }

在更复杂的情况下，比如视图模型，有一个 BaseObservable 类提供了工具方法在变化时通知布局。就像上面在 setModel() 方法中看到那样，我们可以在模型变化之后通过调用 notifyChange() 来更新整个布局。

再看看 setAmount()，你会看到模型中只有一个属性发生了变化。这种情况下，我们不希望更新整个布局，只更新用到了这个属性的部分。为达此目的，可以在属性对应的 getter 上添加 @Bindable 注解。然后 BR 类中会产生一个字段，用于传递给 notifyPropertyChanged() 方法。这样，绑定库可以只更新确实依赖变化属性的部分布局。  
汇总  
• 在布局文件中申明变量并将之与视图中的属性绑定。

• 在代码中创建绑定来设置变量。

• 确保你的变量类型实现了 Observable 接口 —— 可以从 BaseObservable 继承 —— 这样数据变化时会自动反映到布局上。

## 模型、视图、视图模型(MVVM)架构 ##

![在这里插入图片描述][1240 1]  
现在来看看 MVVM 架构，以及它的三个组成部分是如何一起工作的。

视图是用户界面，即布局。在 Android 中通常是指 Activity、Fragment 或者 ViewHolder 以及配合它们使用的 XML 布局文件。

模型就是业务逻辑层，提供方法与数据进行互动。

视图模型就像是视图和模型的中间人，它既能访问模型的数据，又包含 UI 状态。它也定义了一些命令可以被事件，比如单击事件调用。视图模型包含了应用中的呈现逻辑。

在 MVVM 架构模式中，模型和视图模型主要通过数据绑定来进行互动。理想情况下，视图和视图模型不必相互了解。绑定应该是视图和视图模型之间的胶水，并且处理两个方向的大多数东西。然而，在Anroid中它们不能真实的分离：

你要保存和恢复状态，但现在状态在视图模型中。

你需要让视图模型知道生命周期事件。

你可能会遇到需要直接调用视图方法的情况。

在这些情况下，视图和视图模型应该实现接口，然后在需要的时候通过命令通信。视图模型的接口在任何情况都是需要的，因为数据绑定库会处理与视图的交互，并在上下文需要的时候使用自定义组件。

视图模型还会更新模型，比如往数据库添加新的数据，或者更新一个现有数据。它也用于从模型获取数据。理想情况下，模型也应该在变化的时候通知视图模型，但这取决于实现。

一般来说，视图和视图模型的分离会让呈现逻辑易于测试，也有助于维持长期运行。与数据绑定库一起会带来更少更简洁的代码。  
**示例**

使用 MVVM 的时候，布局只引用一个变量，即这个视图的视图模型，在这个示例中是 MyViewModel。在视图模型中，你需要提供布局所需要的属性，其简单复杂程度取决于你的用例。

public class MyViewModel extends BaseObservable {
       private Model model = new Model();
    
       public void setModel(Model model) {
           this.model = model;
           notifyChange();
       }
    
       public boolean shouldShowText() {
           return model.isTextRequired();
       }
    
       public void setText(String text) {
           model.setText(text);
       }
    
       public String getText() {
           return model.getText();
       }
    
       public void onButtonClick(View v) {
           // Save data
       }
    }

这里有一个 text 属性。将 EditText 用于用户输入的时候，可以使用双向绑定，同时，数据绑定库将输入反馈回视图模型。为此，我们创建一个 setter 和 getter 并将属性绑定到 EditText 的 text 属性，这时候大括号前面的 = 号标志着我们要在这里进行双向绑定。

另外，我们只想在模型需要输入 text 的时候显示 EditText。这种情况下，我们会在视图模型中提供一个布尔属性将其与 visibility 属性绑定。为了让它工作，我们还要创建一个绑定适配器(BindingAdapter)，在值为 false 的时候设置 visibility 为 GONE，在值为 true 的时候设置为 VISIBLE。

@BindingAdapter("android:visibility")
    public static void setVisibility(View view, boolean visible) {
       view.setVisibility(visible ? View.VISIBLE : View.GONE);
    }

最后，我们想在点击 Button 时存储信息，于是，在视图模型中创建一个 onButtonClick() 命令，它负责处理与模型的交互。在布局中，我们通过对该方法引用将命令绑定到 Button 的 onClick 属性上。为了使它直接工作，我们需要在方法中引入一个 View 的单个参数，类似于 OnClickListener。如果你不想使用 View 参数，你也可以直接在布局中使用 lambda 表达式。

为方便测试，我们需要在视图模型中展示逻辑处理，但要尽量避免将逻辑处理直接放入其中。当然，你也可以自定义绑定适配器，这种方法更简单。  
**生命周期和状态**  
在实现 MVVM 架构的时候要考虑的另外一件事情是，在应用中如何处理生命周期和状态。首先，我建议你为视图模型创建一个基类用于处理这类问题。

public abstract class BaseViewModel<V extends MvvmView> extends BaseObservable {
       private V view;
    
       @CallSuper public void attachView(V view, Bundle sis) {
           this.view = view;
           if(sis != null) { onRestoreInstanceState(sis); }
       }
    
       @CallSuper public void detachView() {
           this.view = null;
       }
    
       protected void onRestoreInstanceState(Bundle sis) { }
       protected void onSaveInstanceState(Bundle outState) { }
    
       protected final V view() { return view; }
    }

Activity 和 Fragment 中都有生命周期回调。现在它们都放在视图模型中来处理。因此，我们需要传递生命周期回调。我建议使用两个回调，它们能满足大多数需要：标志着视图被创建出来的 attachView() 和标志着视图被销毁的 detachView()。在 attachView() 中，传入视图接口，用于在必要时向视图发送命令。attachView() 通常在 Fragment 的 onCreate() 或 onCreateView() 中调用，detachView() 则是在 onDestory() 和 onDestoryView() 中调用。

现在 Activity 和 Fragment 也提供回调，用于在系统销毁组件或配置发生变化时保存状态。我们把状态保存在视图模型中，还需要将这些回调传递给视图模型。我建议把 savedInstanceState 直接传递至 attachView()，以便在这里自动恢复状态。另一个 onSaveInstanceState() 方法需要用于保存状态，这个方法必须在 Activity 和 Fragment 的相关回调中调用。如果有 UI 状态，可为每个视图模型创建单独的状态类，当这个类实现 Parcelable 时，保存和恢复状态都很容易，因为你只需要保存或恢复一个对象。  
**视图**

public abstract class BaseActivity<B extends ViewDataBinding, V extends MvvmViewModel> 
       extends AppCompatActivity implements MvvmView {
    
       protected B binding;
       @Inject protected V viewModel;
    
       protected final void setAndBindContentView(@LayoutRes int layoutResId, @Nullable Bundle sis) {
           binding = DataBindingUtil.setContentView(this, layoutResId);
           binding.setVariable(BR.vm, viewModel);
           viewModel.attachView((MvvmView) this, sis);
       }
    
       @Override @CallSuper protected void onSaveInstanceState(Bundle outState) {
           super.onSaveInstanceState(outState);
           if(viewModel != null) { viewModel.onSaveInstanceState(outState); }
       }
    
       @Override @CallSuper protected void onDestroy() {
           super.onDestroy();
           if(viewModel != null) { viewModel.detachView(); }
           binding = null;
           viewModel = null;
       }
    }

现在，让我们讨论下视图的细节。上面例子是创建 activity 基类。View 模型可通过注入用于基类，以便初始化架构配置。然后你只需要在 activity 的 onCreate() 或 fragment 的 onCreateView() 中调用这个方法即可。

上面代码使用了 setAndBindContentView() 方法处理，和通常的 setContentView() 调用不同，它可以在 onCreate() 中调用。此方法能设置内容视图并创建绑定，在绑定上设置视图模型变量，并将视图附加到视图模型上，同时还提供保存的示例状态。

如你所见，onSaveInstanceState() 和 detachView() 回调也可以在基类中实现。 onSaveInstanceState() 将回调转发到视图模型中，onDestroy() 则在视图模型上调用 detachView() 接口。

通过这样设置基类后，你就可以使用 MVVM 架构编写 APP 了。  
**其他考虑项**  
了解 MVVM 架构 Android 应用的基础后，还需对应用程序架构做进一步完善。

**依赖注入**  
使用依赖注入可以非常容易地将组件注入到视图模型中，并将组件很好的联合在一起，如使用 Dagger 2 依赖注入框架。

依赖注入可以进一步解耦代码，让代码更简单也更容易测试。同时，也大大增强了代码的可维护性。更重要的是，依赖接口能真正实现解耦。

业务逻辑  
注意：视图模型只包含呈现逻辑，所以不要把业务逻辑放在视图模型中。创建模型类的存储接口并选择的存储方式将其实现：

public interface ModelRepo {
       Single<List<Model>> findAll();
       Single<Model> findById(int id);
    
       void save(Model model);
       void delete(Model model);
    }

对于网络，则使用 Retrofit 创建网络相关的代码来实现定义的接口。

public interface ModelRepo {
       @GET("model")
       Single<List<Model>> findAll();
    
       @GET("model/{id}")
       Single<Model> findById(@Path("id") int id);
    
       @PUT("model")
       Completable create(@Body Model model);
    }

对于像查找、创建这样的基本操作，可以将存储库注入到视图模型中以获取和操作数据。对于其它更复杂的情况，比如校验，则需要创建独立的组件来实现这些行为，并将其注入到视图模型中。  
**导航**  
Android 中另一个重要内容是导航，因为你需要视图提供组件，它可能是启动 Activity 的 Context，也可能是替换 Fragment 的 FragmentManager。同时，使用视图接口来调用导航命令只会让架构变得更复杂。

因此，我们需要一个独立的组件来处理应用中的导航。Navigator 接口定义了一些公共方法用于启动 Activity，处理 Fragment 并将它们注入视图模型中。你可以直接在视图模型中进行导航，而不需要 Context 或者 FragmentManager，因为这些都是由导航器的实现来处理的。

public interface Navigator {
       String EXTRA_ARGS = "_args";
    
       void finishActivity();
       void startActivity(Intent intent);
       void startActivity(String action);
       void startActivity(String action, Uri uri);
       void startActivity(Class<? extends Activity> activityClass);
       void startActivity(Class<? extends Activity> activityClass, Bundle args);
    
       void replaceFragment(int containerId, Fragment fragment, Bundle args);
       void replaceFragmentAndAddToBackStack(int containerId, @NonNull Fragment fragment, 
                                             Bundle args, String backstackTag);
    
       ...
    }

视图持有者可以在视图模型中使用导航器进行导航，十分方便。比如，点击回收视图的某张卡片可以启动新的 Activity。

单元测试  
最后，我们了解一下视图模型和单元测试。正如前面提到的，MVVM 架构能简化测试呈现逻辑。我更一般使用 Mockito，它让我可以模拟视图接口和其它注入视图模型和组件。当然，你也可以使用 PowerMock 来进行要求更高的测试，它使用字节码控制，可以模拟静态方法。

public class MyViewModelUnitTest {
       @Mock ModelRepo modelRepo;
       @Mock Navigator navigator;
       @Mock MvvmView myView;
       MyViewModel myViewModel;
    
       @Before public void setup() {
           MockitoAnnotations.initMocks(this);
           myViewModel = new MyViewModel(modelRepo, navigator);
           myViewModel.attachView(myView, null);
       }
    
       @Test public void buttonClick_submitsForm() {
           final Model model = new Model();
           doReturn(model).when(modelRepo).create();
    
           myViewModel.onButtonClick(null);
    
           verify(modelRepo).save(model);
           verify(navigator).finishActivity();
       }
    }

在 setup() 方法中初始化 mock，创建视图模型，同时注入 mock 对象并将视图接口附加到视图模型。写测试用例的时候，若有必要，先通过 Mockito 的 doReturn().when() 语法指定 mock 对象的行为。 然后在视图模型中调用测试方法。最后使用断言和 verify() 方法检查返回值是否正确，检查 mock 的方法是否按预期进行调用。

## 总结 ##

• 关于按照 ModelViewViewModel 模式使用数据绑定库组织 app 架构，总结如下：  
• 视图模型是视图和模型之间的中间介。  
• 视图通过数据绑定自动更新视图模型的属性。  
• 视图事件可调用视图模型中的命令。  
• 视图模型也可在视图上调用命令。  
• 在 Android 中，视图模型可以处理基本的生命周期回调和状态保存及恢复。  
• 依赖注入有助于测试和获得更整洁的代码。  
• 不要在视图模型中放置业务逻辑，它们只包含展示逻辑。另外，要使用存储库进行数据访问。  
• 在 Android App 中导航请使用导航器组件。

转载于:https://blog.51cto.com/14284753/2382967

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