潘鳳 江蘇聯(lián)合職業(yè)技術學院淮安生物工程分院

一、引言

從功能手機到智能手機，從3G到4G再到如今的5G，手機中的APP越來越豐富，提供的功能越來越強大，涉及的領域越來越廣。在這背后，離不開移動生態(tài)和APP開發(fā)技術的不斷發(fā)展。在移動端操作系統(tǒng)市場中，Android操作系統(tǒng)占比超過了百分之七十。這幾年來，Android操作系統(tǒng)在不斷地迭代更新，同時，Android應用架構也不斷發(fā)展。最初的一代架構是MVC，但是Activity過于臃腫；為了解決該問題，出現(xiàn)了二代架構MVP，新增了presenter層，作為控制中心，分擔原來Activity中的部分功能，處理View于Model間的交互和業(yè)務邏輯；如今Android主流應用架構是MVVM，MVVM的出現(xiàn)解決了MVP架構中View層大量接口和實現(xiàn)類等問題，更加靈活高效。

二、概述

MVVM架構共分為三層：Model層、View層、ViewModel層。Model表示模型層，主要負責獲取視圖層所需要的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)源通常是網(wǎng)絡和本地數(shù)據(jù)庫。View層是視圖層，主要負責界面的繪制和交互，Android項目的View層通常是XML和Activity；ViewModel層是視圖-模型層，主要負責業(yè)務邏輯的處理，串聯(lián)View層與Model層間，當Model層更改時，ViewModel層反饋給View層，引發(fā)頁面的刷新。Android項目中引入MVVM架構可以帶來以下幾點優(yōu)勢。

1.各層級低耦合

MVVM架構中，數(shù)據(jù)模塊和界面模塊是相互獨立的，通過ViewModel建立關聯(lián)。單純從數(shù)據(jù)的角度來看，Model負責提供數(shù)據(jù)，ViewModel負責處理數(shù)據(jù)，View負責展示數(shù)據(jù)。View層想展示什么樣的樣式，完全由自己決定。如果View層的樣式發(fā)生變化，只要數(shù)據(jù)格式不變，那么ViewModel層和Model層就不需要做任何改動。如果Model數(shù)據(jù)源發(fā)生了變化，只要數(shù)據(jù)格式不變，那么View層也不需要做任何改動。而在MVC或者MVP架構中，當界面樣式改變時，可能就需要改變獲取控件的方式，改變更新界面的接口等等。

2.雙向綁定、數(shù)據(jù)驅動

在MVVM架構中，可以通過數(shù)據(jù)綁定框架實現(xiàn)數(shù)據(jù)和控件的雙向綁定，當數(shù)據(jù)改變時會自動驅動View層更新，View層控件改變時可以自動反饋到數(shù)據(jù)上，這樣ViewModel層可以專注于處理數(shù)據(jù)和業(yè)務邏輯，不需要去關注View層的邏輯，比如如何獲取用戶的輸入，如何更新界面，如何獲知用戶的交互事件等等。View層和ViewModel層之間通過數(shù)據(jù)進行串聯(lián)，一方改變都會自動影響另外一方。每一層只關注自己的事情，整個項目的結構非常清晰明了。

3.團隊協(xié)作，提高效率

在MVVM架構下，各層級之間的耦合程度很低，所以可以根據(jù)層級對整個項目進行劃分，進而明確地分工，這樣極大地提高了個人和整個團隊的開發(fā)效率。

4.可復用性

如果對于同一份數(shù)據(jù)，需要多種樣式進行展示，那么同一個ViewModel就可以供多個View使用。如果由于需求的變化導致樣式不斷變化，那么我們只需要更改對應的View層就可以了。

5.易于測試

由于ViewModel層和View層是相互獨立的，一個專注于數(shù)據(jù)和業(yè)務邏輯的處理，一個專注于界面的繪制和交互，那么開發(fā)人員在做單元測試的時候，可以對兩個層級分別進行測試，極大地方便了測試。

6.優(yōu)化代碼

Android中findViewById等模式化代碼無需手動編寫，MVVM中的數(shù)據(jù)綁定框架可以直接完成該工作，極大地提高了工作效率，同時還可以提高XML布局文件的解析速度。

三、應用

2015 年谷歌在Google I/O上提出了Data Binding庫，目的是減少Android開發(fā)中的大量模板代碼（setText等），增加代碼及邏輯清晰度，提高開發(fā)效率和維護效率。同時，這也意味著，在Android開發(fā)中支持MVVM的開發(fā)模式，Data Binding可以使得數(shù)據(jù)對象直接綁定到XML布局文件中，數(shù)據(jù)發(fā)生變化時會直接反映到View上；View狀態(tài)發(fā)生變化時也會反應到數(shù)據(jù)上。Android項目中使用Data Binding搭建MVVM架構，需要以下幾個步驟：

1.利用Data Binding搭建View層。引入Data Binding框架后，XML布局文件和原始文件相比，增加了layout標簽和data標簽。data標簽用來綁定數(shù)據(jù)對象，這樣布局標簽就可以直接使用變量中的屬性。Activity中需要使用Data Binding綁定對應的布局文件和數(shù)據(jù)對象，數(shù)據(jù)對象需要實現(xiàn)Observable接口，這樣數(shù)據(jù)對象就有了更新通知能力，一旦數(shù)據(jù)層的對象發(fā)生變化，View層就會自動完成相應的變化。

2.搭建ViewModel層。ViewModel層主要負責業(yè)務邏輯的處理，持有ObservableField等View層所需要的數(shù)據(jù)對象，還有Model層的對象。通過Model層對象調用接口獲取數(shù)據(jù)，獲取數(shù)據(jù)成功后給ObservableField等數(shù)據(jù)對象賦值，一旦數(shù)據(jù)的值發(fā)生變化后，View層對應的頁面就會刷新。

Data Binding搭建的MVVM架構有很多優(yōu)點，比如雙向綁定技術可以讓數(shù)據(jù)的一致性很好、增強了View層和ViewModel層聯(lián)動性、減少了很多模式化代碼、自動判空技術減少了低級錯誤的發(fā)生等等。但是，Data Binding框架也有一些缺陷，首先Data Binding框架對XML布局文件的侵入性比較大，增加了學習成本，同時還影響了XML布局文件的復用性；其次，由于XML布局文件無法進行調試，而數(shù)據(jù)綁定讓一部分邏輯轉移到了XML布局文件中，所以增加了代碼調式的難度，可能會出現(xiàn)BUG定位困難的情況。還有，Data Binding框架是基于數(shù)據(jù)驅動的，當某個模塊的業(yè)務邏輯比較復雜的時候，那么Model層的數(shù)據(jù)往往會比較大。但是數(shù)據(jù)只有在頁面銷毀的時候統(tǒng)一釋放，而不能根據(jù)View的生命周期釋放，所以總的來說，項目占用的內存增大了。

在這之后，谷歌在2017年Google I/O大會上宣布了一個全新的架構組件Android Architecture Components，我們后面簡稱AAC。Google官方對該框架的說明是：這是一個幫助構建穩(wěn)定，易于測試和易于維護的App架構的庫。該框架主要包含ViewModel、LiveData、Room三個核心組件。

1.ViewModel組件

在以往的項目架構中，由于沒有ViewModel這一層，所以相關數(shù)據(jù)都存儲在Activity或者Fragment中，而Activity和Fragment都有自己的生命周期，在特殊的情況下會發(fā)生銷毀或者重新創(chuàng)建，這時候存儲在Activity或者Fragment中的數(shù)據(jù)會隨著頁面的銷毀而消失，雖然Activity 可以使用 onSaveInstanceState方法存儲和恢復相關的數(shù)據(jù)，但是這只適用于少量的數(shù)據(jù)。AAC框架中的ViewModel組件很好地解決了這個問題，ViewModel組件旨在以注重生命周期的方式存儲和管理界面相關的數(shù)據(jù)，它能夠承擔保存數(shù)據(jù)的責任，把數(shù)據(jù)從界面中分離出來。同時，ViewModel也有自己的生命周期，和Activity、Fragment等組件的生命周期相匹配，這樣當遇到界面銷毀重建的情況時能夠很好地保存數(shù)據(jù)，然后及時地恢復到界面上。

2.LiveData 組件

LiveData 能夠感知Activity、Fragment等組件的生命周期。當Activity等組件銷毀時，LiveData也會被退訂，這樣就有效地避免部分內存泄露問題。LiveData組件把View層和ViewModel層串聯(lián)了起來，一旦數(shù)據(jù)發(fā)生了變化，就會通知View層，界面便會做出響應。

3.Room 組件

Room組件是在Android本地數(shù)據(jù)庫基礎上封裝的一個組件，可以提供強大的數(shù)據(jù)庫功能。Room組件在MVVM架構中不是必須的，可以根據(jù)自己項目的需求選擇。

我們利用AAC框架可以很輕松地搭建一個MVVM架構的項目。搭建流程主要是：ViewModel組件作為MVVM架構中的ViewModel層，Activity和XML布局文件作為View層，LiveData作為可觀察的數(shù)據(jù)存儲器類在ViewModel層被創(chuàng)建，在View層中被觀察，從而完成View層和ViewModel層的綁定。對比單純Data Binding框架搭建的MVVM架構，AAC框架更加地完善和合理，對于Android開發(fā)者來說更加地友好。當然，也可以在AAC框架的基礎上結合Data Binding框架，這需要根據(jù)項目的具體情況進行考量。

四、結束

總的來說，架構的引入目的是為了使項目結構更加合理，一個合理的架構可以使項目模塊內部高聚合、模塊之間低耦合。在項目開發(fā)的過程中，可以讓開發(fā)人員只需要專注于某個模塊或者某個業(yè)務，分工更加地合理，極大提高個人開發(fā)效率和團隊的開發(fā)效率。架構的引入往往并不意味著代碼量的減少，甚至可能會使代碼量增多，因為我們引入項目架構的目的是為了項目在邏輯上更簡單，讓整個項目的質量、可擴展性、可維護性等得到提高。MVVM架構的諸多優(yōu)點可以讓項目穩(wěn)健性更強、可測試性更好、可維護性更高。