MVVM 架構與數據綁定庫

Model-View-Presenter（MVP），即模型-視圖-表示層，架構被普遍應用於 Android 應用程序，經過引入表示層將視圖與表示邏輯和模型分離。Model-View-ViewModel（MVVM），即模型-視圖-視圖模型，與 MVP 很是類似，視圖模型充當加強的表示層，使用數據綁定器保持視圖模型和視圖同步。經過將視圖綁定到視圖模型屬性上，數據綁定程序能夠處理視圖更新而無需手動更改數據來設置視圖（例如，不用再設置控件 TextView 的setTest() 或者 setVisibility() 屬性）。與 MVP 中的表示層同樣，視圖模型能夠很容易地進行單元測試。本文介紹了數據綁定庫和 MVVM 架構模式，以及它們在 Android 上協同工做方式。 數據綁定 什麼是數據綁定？

數據綁定是一種把數據綁定到用戶界面元素（控件）的通用機制。一般，數據綁定會將數據從本地存儲或者網絡綁定到顯示層，其特徵是數據的改變會自動在數據源和用戶界面之間同步。

數據綁定庫的好處

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);
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如上述代碼所示，大量的 findViewById() 調用以後，又是一大堆 setter/listener 之類的調用。 即便使用 ButterKnife 注入庫也沒有使狀況改善。而數據綁定庫就能很好地解決這個問題。

在編譯時建立一個綁定類，它爲全部視圖提供一個 ID 字段，所以再也不須要調用 findViewById() 方法。實際上，這種方式比調用 findViewById() 方法快數倍，由於數據綁定庫建立代碼僅須要遍歷視圖結構一次。

綁定類中也實現了視圖文件的綁定邏輯，所以全部 setter 會在綁定類中被調用，你無須爲之操心。總之，它能讓你的代碼變得更簡潔。

如何設置數據綁定？

android {
   compileSdkVersion 25
   buildToolsVersion "25.0.1"
   ...
   dataBinding {
       enabled = true
   }
   ...
}
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首先在 app 的 build.gradle 中添加 dataBinding { enabled = true }。以後構建系統會收到提示對數據綁定啓用附加處理，如，從佈局文件建立綁定類。

<layout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android">
  <data>
    <variable name="vm" type="com.example.ui.main.MainViewModel" />
    <import type="android.view.View" />
  </data>
  ...
</layout>
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接下來，在 標籤中包裝下佈局中的頂層元素，以便爲此佈局建立綁定類。綁定類具備和佈局 xml 文件相同的名稱，只是在結尾添加 Binding，例如， Activity_main.xml 的綁定類名字是 ActivityMainBinding。 如上所示，命名空間的聲明也移到佈局標記中。而後，在佈局標記內聲明將須要綁定的數據做爲變量，並設置好名稱和類型。示例中，惟一的變量是視圖模型，但後續變量會增長。你能夠選擇導入類，以便能使用 View.VISIBLE 或靜態方法等常量。 如何綁定數據？

<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."}' />
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視圖屬性上的數據綁定指令以@開頭，以大括號結束。你可使用任何變量在數據段中導入你以前聲明的變量。這些表達式基本支持你在代碼中的全部操做，例如算術運算符或字符串鏈接。

Visibility 屬性中還支持 if-then-else 三元運算符。還提供了合併運算符 ??，若是左邊的值爲空，則返回右操做數。在上述代碼中，你能夠像在正常佈局中同樣訪問資源，所以你能夠根據布爾變量的取值選擇不一樣的 dimension 資源，也可使用 padding 屬性查看這些資源。

即便你在代碼中使用 getters 和 setters，你所聲明的變量的屬性也能夠用字段訪問語法的形式訪問。你能夠在 slide 上的文本屬性中看到此部分，其中 vm.text 調用視圖模型的 getText() 方法。最後，一些小的限制也適用，例如，不能建立新對象，可是數據綁定庫仍然很是強大。 哪些屬性是能夠綁定的？

android:text="@{vm.text}"
android:visibility="@{vm.visibility}"
android:paddingLeft="@{vm.padding}"
android:layout_marginBottom="@{vm.margin}"
app:adapter="@{vm.adapter}"
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實際上，標準視圖的大多數屬性已經被數據綁定庫支持。在數據綁定庫內部，當你使用數據綁定時，庫按照視圖類型查找屬性名稱的 setter。例如，當你把數據綁定到 text 屬性時，綁定庫會在視圖類中使用合適的參數類型查找 setText() 方法，上述示例是 String。

當沒有對應的佈局屬性時，你也可使用數據綁定的 setter。例如，你能夠在 xml 佈局中的 recycleler 視圖上使用 app:adapter 屬性，以利用數據綁定設置適配器參數。

對於標準屬性，不是全部的都在 View 上有對應的 setter 方法。例如，paddingLeft 狀況下，數據綁定庫支持自定義的 setter，以便將綁定轉移到 padding 屬性上。可是，遇到 layout_marginBottom 的狀況，當綁定庫沒有提供自定義 setter 時咱們要怎麼處理呢？ 自定義 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;
   }
}
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對於上述狀況，自定義 setter 能夠被重寫。Setter 是使用 @BindingAdapter 註解來實現的，佈局屬性使用參數命名，使得綁定適配器被調用。上面示例提供了一個用於綁定 layout_marginBottom 的適配器。

方法必須是 public static void ，並且必須接受綁定適配器調用的首個視圖類型做爲參數，而後將數據強綁定到你須要的類型。在這個例子中，咱們使用一個 int 類型爲類型 View（子類型）定義一個綁定適配器。最後，實現綁定適配器接口。對於 layout_marginBottom，咱們須要獲取佈局參數，而且設置底部間隔：

@BindingAdapter({"imageUrl", "placeholder"})
public static void setImageFromUrl(ImageView v, String url, int drawableId) {
   Picasso.with(v.getContext().getApplicationContext())
           .load(url)
           .placeholder(drawableId)
           .into(v);
}
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也可能須要設置多種屬性以綁定適配器調用。爲了達到此目的，MMVM 會提供你的屬性名稱列表並用於 @BindingAdapter 實現註解。另外，在現有方法中，每一個屬性都有本身的名稱。只有在全部聲明的屬性被設置後，這些 BindingAdapter 纔會被調用。

在加載圖片過程當中，我想爲加載圖片定義一個綁定適配器來綁定 URL 與 placeHolder。如你所見，經過使用 Picasso image loading library，綁定適配器很是容易實現。你能夠在自定義綁定適配器中使用任何你想要的方法。 在代碼中使用綁定

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);
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如今咱們在 xml 文件中定義了綁定，而且編寫了自定義 setter，那咱們如何在代碼中使用綁定呢？ 數據綁定庫經過生成綁定類爲咱們完成全部的工做。要獲取佈局的相應綁定類的實例，就要用到庫提供的輔助方法。Activity 對應使用 DataBindingUtil.setContentView()，fragment 對應使用 inflate()，視圖擁有者請使用 bind()。 如前所述，綁定類爲定義 final 字段的 ID 提供了全部視圖。一樣，您能夠在綁定對象的佈局文件中設置你所聲明的變量。 自動更新佈局 若是使用數據綁定，在數據發生變化時，庫代碼能夠控制佈局自動更新。然而，庫仍然須要得到關於數據變化的通知。若是綁定的變量實現了 Observable 接口(不要跟 RxJava 的 Observable混淆了)就能解決這個問題。

對於像 int 和 boolean 這樣的簡單數據類型，庫已經提供了合適的實現 Observable 的類型，好比 ObservableBoolean。還有一個 ObservableField 類型用於其它對象，好比字符串。

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()); }
}
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在更復雜的狀況下，好比視圖模型，有一個 BaseObservable 類提供了工具方法在變化時通知佈局。就像上面在 setModel() 方法中看到那樣，咱們能夠在模型變化以後經過調用 notifyChange() 來更新整個佈局。

再看看 setAmount()，你會看到模型中只有一個屬性發生了變化。這種狀況下，咱們不但願更新整個佈局，只更新用到了這個屬性的部分。爲達此目的，能夠在屬性對應的 getter 上添加 @Bindable 註解。而後 BR 類中會產生一個字段，用於傳遞給 notifyPropertyChanged() 方法。這樣，綁定庫能夠只更新確實依賴變化屬性的部分佈局。 彙總 • 在佈局文件中申明變量並將之與視圖中的屬性綁定。

• 在代碼中建立綁定來設置變量。

• 確保你的變量類型實現了 Observable 接口 —— 能夠從 BaseObservable 繼承 —— 這樣數據變化時會自動反映到佈局上。

模型、視圖、視圖模型(MVVM)架構

如今來看看 MVVM 架構，以及它的三個組成部分是如何一塊兒工做的。

視圖是用戶界面，即佈局。在 Android 中一般是指 Activity、Fragment 或者 ViewHolder 以及配合它們使用的 XML 佈局文件。

模型就是業務邏輯層，提供方法與數據進行互動。

視圖模型就像是視圖和模型的中間人，它既能訪問模型的數據，又包含 UI 狀態。它也定義了一些命令能夠被事件，好比單擊事件調用。視圖模型包含了應用中的呈現邏輯。

在 MVVM 架構模式中，模型和視圖模型主要經過數據綁定來進行互動。理想狀況下，視圖和視圖模型沒必要相互瞭解。綁定應該是視圖和視圖模型之間的膠水，而且處理兩個方向的大多數東西。然而，在Anroid中它們不能真實的分離：

你要保存和恢復狀態，但如今狀態在視圖模型中。

你須要讓視圖模型知道生命週期事件。

你可能會遇到須要直接調用視圖方法的狀況。

在這些狀況下，視圖和視圖模型應該實現接口，而後在須要的時候經過命令通訊。視圖模型的接口在任何狀況都是須要的，由於數據綁定庫會處理與視圖的交互，並在上下文須要的時候使用自定義組件。

視圖模型還會更新模型，好比往數據庫添加新的數據，或者更新一個現有數據。它也用於從模型獲取數據。理想狀況下，模型也應該在變化的時候通知視圖模型，但這取決於實現。

通常來講，視圖和視圖模型的分離會讓呈現邏輯易於測試，也有助於維持長期運行。與數據綁定庫一塊兒會帶來更少更簡潔的代碼。 示例

<layout xmlns:android="...">
  <data>
    <variable name="vm" type="pkg.MyViewModel" />
  </data>
 
  <FrameLayout
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent">
 
    <EditText
      android:layout_width="wrap_content"
      android:layout_height="wrap_content"
      android:visibility="@{vm.shouldShowText}"
      android:text="@={vm.text}" />
 
    <Button
      android:layout_width="match_parent"
      android:layout_height="wrap_content"
      android:onClick="@{vm::onButtonClick}"
      android:text="@string/button"/>
  </FrameLayout>
</layout>
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使用 MVVM 的時候，佈局只引用一個變量，即這個視圖的視圖模型，在這個示例中是 MyViewModel。在視圖模型中，你須要提供佈局所須要的屬性，其簡單複雜程度取決於你的用例。

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
   }
}
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這裏有一個 text 屬性。將 EditText 用於用戶輸入的時候，可使用雙向綁定，同時，數據綁定庫將輸入反饋回視圖模型。爲此，咱們建立一個 setter 和 getter 並將屬性綁定到 EditText 的 text 屬性，這時候大括號前面的 = 號標誌着咱們要在這裏進行雙向綁定。

另外，咱們只想在模型須要輸入 text 的時候顯示 EditText。這種狀況下，咱們會在視圖模型中提供一個布爾屬性將其與 visibility 屬性綁定。爲了讓它工做，咱們還要建立一個綁定適配器(BindingAdapter)，在值爲 false 的時候設置 visibility 爲 GONE，在值爲 true 的時候設置爲 VISIBLE。

@BindingAdapter("android:visibility")
public static void setVisibility(View view, boolean visible) {
   view.setVisibility(visible ? View.VISIBLE : View.GONE);
}
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最後，咱們想在點擊 Button 時存儲信息，因而，在視圖模型中建立一個 onButtonClick() 命令，它負責處理與模型的交互。在佈局中，咱們經過對該方法引用將命令綁定到 Button 的 onClick 屬性上。爲了使它直接工做，咱們須要在方法中引入一個 View 的單個參數，相似於 OnClickListener。若是你不想使用 View 參數，你也能夠直接在佈局中使用 lambda 表達式。

爲方便測試，咱們須要在視圖模型中展現邏輯處理，但要儘可能避免將邏輯處理直接放入其中。固然，你也能夠自定義綁定適配器，這種方法更簡單。 生命週期和狀態 在實現 MVVM 架構的時候要考慮的另一件事情是，在應用中如何處理生命週期和狀態。首先，我建議你爲視圖模型建立一個基類用於處理這類問題。

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; }
}
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Activity 和 Fragment 中都有生命週期回調。如今它們都放在視圖模型中來處理。所以，咱們須要傳遞生命週期回調。我建議使用兩個回調，它們能知足大多數須要：標誌着視圖被建立出來的 attachView() 和標誌着視圖被銷燬的 detachView()。在 attachView() 中，傳入視圖接口，用於在必要時向視圖發送命令。attachView() 一般在 Fragment 的 onCreate() 或 onCreateView() 中調用，detachView() 則是在 onDestory() 和 onDestoryView() 中調用。

如今 Activity 和 Fragment 也提供回調，用於在系統銷燬組件或配置發生變化時保存狀態。咱們把狀態保存在視圖模型中，還須要將這些回調傳遞給視圖模型。我建議把 savedInstanceState 直接傳遞至 attachView()，以便在這裏自動恢復狀態。另外一個 onSaveInstanceState() 方法須要用於保存狀態，這個方法必須在 Activity 和 Fragment 的相關回調中調用。若是有 UI 狀態，可爲每一個視圖模型建立單獨的狀態類，當這個類實現 Parcelable 時，保存和恢復狀態都很容易，由於你只須要保存或恢復一個對象。 視圖

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;
   }
}
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如今，讓咱們討論下視圖的細節。上面例子是建立 activity 基類。View 模型可經過注入用於基類，以便初始化架構配置。而後你只須要在 activity 的 onCreate() 或 fragment 的 onCreateView() 中調用這個方法便可。

上面代碼使用了 setAndBindContentView() 方法處理，和一般的 setContentView() 調用不一樣，它能夠在 onCreate() 中調用。此方法能設置內容視圖並建立綁定，在綁定上設置視圖模型變量，並將視圖附加到視圖模型上，同時還提供保存的示例狀態。

如你所見，onSaveInstanceState() 和 detachView() 回調也能夠在基類中實現。 onSaveInstanceState() 將回調轉發到視圖模型中，onDestroy() 則在視圖模型上調用 detachView() 接口。

經過這樣設置基類後，你就可使用 MVVM 架構編寫 APP 了。 其餘考慮項 瞭解 MVVM 架構 Android 應用的基礎後，還需對應用程序架構作進一步完善。

依賴注入 使用依賴注入能夠很是容易地將組件注入到視圖模型中，並將組件很好的聯合在一塊兒，如使用 Dagger 2 依賴注入框架。

依賴注入能夠進一步解耦代碼，讓代碼更簡單也更容易測試。同時，也大大加強了代碼的可維護性。更重要的是，依賴接口能真正實現解耦。

業務邏輯 注意：視圖模型只包含呈現邏輯，因此不要把業務邏輯放在視圖模型中。建立模型類的存儲接口並選擇的存儲方式將其實現：

public interface ModelRepo {
   Single<List<Model>> findAll();
   Single<Model> findById(int id);
 
   void save(Model model);
   void delete(Model model);
}
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對於網絡，則使用 Retrofit 建立網絡相關的代碼來實現定義的接口。

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);
}
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對於像查找、建立這樣的基本操做，能夠將存儲庫注入到視圖模型中以獲取和操做數據。對於其它更復雜的狀況，好比校驗，則須要建立獨立的組件來實現這些行爲，並將其注入到視圖模型中。 導航 Android 中另外一個重要內容是導航，由於你須要視圖提供組件，它多是啓動 Activity 的 Context，也多是替換 Fragment 的 FragmentManager。同時，使用視圖接口來調用導航命令只會讓架構變得更復雜。

所以，咱們須要一個獨立的組件來處理應用中的導航。Navigator 接口定義了一些公共方法用於啓動 Activity，處理 Fragment 並將它們注入視圖模型中。你能夠直接在視圖模型中進行導航，而不須要 Context 或者 FragmentManager，由於這些都是由導航器的實現來處理的。

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);
 
   ...
}
複製代碼

視圖持有者能夠在視圖模型中使用導航器進行導航，十分方便。好比，點擊回收視圖的某張卡片能夠啓動新的 Activity。

單元測試 最後，咱們瞭解一下視圖模型和單元測試。正如前面提到的，MVVM 架構能簡化測試呈現邏輯。我更通常使用 Mockito，它讓我能夠模擬視圖接口和其它注入視圖模型和組件。固然，你也可使用 PowerMock 來進行要求更高的測試，它使用字節碼控制，能夠模擬靜態方法。

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();
   }
}
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在 setup() 方法中初始化 mock，建立視圖模型，同時注入 mock 對象並將視圖接口附加到視圖模型。寫測試用例的時候，如有必要，先經過 Mockito 的 doReturn().when() 語法指定 mock 對象的行爲。 而後在視圖模型中調用測試方法。最後使用斷言和 verify() 方法檢查返回值是否正確，檢查 mock 的方法是否按預期進行調用。

總結

• 關於按照 ModelViewViewModel 模式使用數據綁定庫組織 app 架構，總結以下： • 視圖模型是視圖和模型之間的中間介。 • 視圖經過數據綁定自動更新視圖模型的屬性。 • 視圖事件可調用視圖模型中的命令。 • 視圖模型也可在視圖上調用命令。 • 在 Android 中，視圖模型能夠處理基本的生命週期回調和狀態保存及恢復。 • 依賴注入有助於測試和得到更整潔的代碼。 • 不要在視圖模型中放置業務邏輯，它們只包含展現邏輯。另外，要使用存儲庫進行數據訪問。 • 在 Android App 中導航請使用導航器組件。