Android架构模式之MVC、MVP、MVVM

作者: Sean1225 | 来源:发表于2019-03-16 10:42 被阅读0次

在开始讲解各种架构模式时，我们先来看下没有经过设计的代码是如何编写的。为了不分散重点，笔者举的例子会比较简单，初始时从数据库缓存中获取用户信息展示到界面上，点击刷新按钮可以从服务器上拉取最新的用户信息并进行展示。

由于从数据库和服务器上获取数据都属于更底层的逻辑，因此这两个操作一开始就会进行封装，不会列入讨论范围，并且为了使程序更加简单，这两个操作都是使用的测试代码进行模拟。

User.java

// User实体类，再没有封装意识的人，实体类总会有一个吧
public class User {
    public String name;
    public int age;
}

DbUtils.java

// 数据库工具
public class DbUtils {
    // 查询数据库记录并返回cursor，这里使用测试代码直接返回null
    public static Cursor query(String sql) {
        return null;
    }
    
    // 更新数据库记录，这里使用测试代码不进行任何实际处理
    public static void update(String sql) {
        
    }
}

HttpUtils.java

// http工具
public class HttpUtils {
    private static Handler sHandler = new Handler(Looper.getMainLooper());

    public interface ResponseCallback {
        void onResponseSuccessed(String json);
        void onResponseFailed(int reason);
    }

    // 发起http请求，这里使用模拟的数据，并有一定机率请求失败
    public static void request(Map params, final ResponseCallback callback) {
        sHandler.postDelayed(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                int value = new Random(System.currentTimeMillis()).nextInt(5);
                if(callback != null) {
                    if(value == 2) {
                        callback.onResponseFailed(1);
                    } else {
                        callback.onResponseSuccessed("{\"name\": \"纯爷们\", \"age\": 20}");
                    }
                }
            }
        }, 500);
    }
}

activity_user.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:orientation="vertical" android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:padding="10dp">

    <TextView
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:id="@+id/tv_name"/>

    <TextView
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginTop="10dp"
        android:id="@+id/tv_age"/>

    <Button
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:gravity="center"
        android:layout_marginTop="20dp"
        android:text="刷新"
        android:id="@+id/btn_refresh"/>

</LinearLayout>

UserActivity.java

public class UserActivity extends Activity {
    private TextView mNameView;
    private TextView mAgeView;

    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_user);

        mNameView = (TextView)findViewById(R.id.tv_name);
        mAgeView = (TextView)findViewById(R.id.tv_age);
        
        // 加载缓存的用户数据并展示
        User user = loadUser();
        if(user != null) {
            mNameView.setText("昵称：" + user.name);
            mAgeView.setText("年龄：" + user.age);
        }

        findViewById(R.id.btn_refresh).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                // 从服务器拉取最新用户数据并显示
                refresh();
            }
        });
    }

    private User loadUser() {
        // 这里本应从cursor中获取数据，但为求程序尽量简单，我们直接使用模拟数据。之所以要加入query这段代码，是为了尽可能模拟真实的流程。
        Cursor cursor = DbUtils.query(null);
        if(cursor != null) {
            try {

            } catch (Exception e) {

            } finally {
                cursor.close();
            }
        }
        User user = new User();
        user.name = "小虾米";
        user.age = 19;
        return user;
    }

    private void refresh() {
        HttpUtils.request(null, new HttpUtils.ResponseCallback() {
            @Override
            public void onResponseSuccessed(String json) {
                try {
                    User user = new Gson().fromJson(json, User.class);
                    
                    // 用户信息更新了，要同步更新数据库中的记录
                    String updateSql = null;
                    DbUtils.update(updateSql);
                   
                    mNameView.setText("昵称：" + user.name);
                    mAgeView.setText("年龄：" + user.age);
                } catch (Exception e) {
                }
            }

            @Override
            public void onResponseFailed(int reason) {
                Toast.makeText(UserActivity.this, "刷新失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();
            }
        });
    }
}

点击刷新前显示如下界面

image
点击刷新后显示如下界面

image

上面的例子请读者务必记劳，后续讲到的几种架构模式全部使用的都是这个例子。

上述例子一个非常突出的问题是，用户信息可能在多个界面上都需要显示，而在这些界面上，从数据库和服务器上获取用户信息的流程都要写一遍，重复编写不仅容易出错也不容易维护。解决该问题的方法就是封装一个可复用的Model，MXX模式也由此产生。

MVC

MVC由Model、View、Controller组成，Android提供的xml布局是View层的主要部分，View本身已经是相对比较独立的了，因此MVC中主要考虑的就是Model的设计。我们来看下MVC中各层在Android中的主要应用：

Model：表示模型层，模型的一个核心特点就是可复用。包含数据业务实体（entity/bean）本身，以及围绕该实体进行的业务操作（本地或远程增删改查操作）。即Model层主要针对数据，包含数据实体和数据访问，如果非要以模型来称呼和理解的话，前者为数据模型，后者为业务模型。
View：表示视图层，负责界面数据的展示，以及响应用户操作。
Controller：表示控制层，负责逻辑处理，由其连接Model和View。Controller通过Model获取数据并传递给View进行展示；通过响应View传递过来的用户事件调用Model的接口进行业务处理。

后续内容都使用简称，M代表Model，V代表View，C代表Controller。

其中，V和C一般又统称为UI层，由于Android已经提供了xml布局，因此在Android中V和C并不需要刻意区分，可以统一以UI层来理解，UI层的核心代码包含xml和Activity（或Fragment，或另外封装的控制器），后者既扮演着部分V的角色，又扮演着全部的C角色。我们来看下使用MVC重构后的例子，增加了UserBusiness类，修改了UserActivity的代码，以下只贴出更新的部分代码，其余代码请参考之前的例子。

UserBusiness.java

public class UserBusiness {
    private static final UserBusiness INSTANCE = new UserBusiness();

    private List<UserListener> mListeners = new LinkedList<>();

    public static UserBusiness get() {
        return INSTANCE;
    }

    public void addListener(UserListener listener) {
        if(listener == null) {
            return;
        }
        synchronized (mListeners) {
            if(!mListeners.contains(listener)) {
                mListeners.add(listener);
            }
        }
    }

    public void removeListener(UserListener listener) {
        if(listener == null) {
            return;
        }
        synchronized (mListeners) {
            mListeners.remove(listener);
        }
    }

    public User getUser() {
        Cursor cursor = DbUtils.query(null);
        if(cursor != null) {
            try {

            } catch (Exception e) {

            } finally {
                cursor.close();
            }
        }
        User user = new User();
        user.name = "小虾米";
        user.age = 19;
        return user;
    }

    public void requestUser() {
        HttpUtils.request(null, new HttpUtils.ResponseCallback() {
            @Override
            public void onResponseSuccessed(String json) {
                User user = null;
                try {
                    user = new Gson().fromJson(json, User.class);
                } catch (Exception e) {
                }
                if(user != null) {
                    String updateSql = null;
                    DbUtils.update(updateSql);
                    notifyRequestUser(0, user);
                } else {
                    notifyRequestUser(1, null);
                }
            }

            @Override
            public void onResponseFailed(int reason) {
                notifyRequestUser(reason, null);
            }
        });
    }

    private void notifyRequestUser(int code, User user) {
        List<UserListener> listeners = new LinkedList<>();
        synchronized (mListeners) {
            listeners.addAll(mListeners);
        }
        for(UserListener listener : listeners) {
            listener.onRequestUserResult(code, user);
        }
    }

    public interface UserListener {
        void onRequestUserResult(int code, User user);
    }
}

UserActivity.java

public class UserActivity extends Activity implements UserBusiness.UserListener {
    private TextView mNameView;
    private TextView mAgeView;
    private UserBusiness mUserBusiness = UserBusiness.get();

    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_user);

        mNameView = (TextView)findViewById(R.id.tv_name);
        mAgeView = (TextView)findViewById(R.id.tv_age);

        // 加载缓存的用户数据并展示
        User user = mUserBusiness.getUser();
        if(user != null) {
            mNameView.setText("昵称：" + user.name);
            mAgeView.setText("年龄：" + user.age);
        }

        findViewById(R.id.btn_refresh).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                // 从服务器拉取最新用户数据并显示
                mUserBusiness.requestUser();
            }
        });

        mUserBusiness.addListener(this);
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        mUserBusiness.removeListener(this);
        super.onDestroy();
    }

    @Override
    public void onRequestUserResult(int code, User user) {
        if(code == 0) {
            mNameView.setText("昵称：" + user.name);
            mAgeView.setText("年龄：" + user.age);
        } else {
            Toast.makeText(UserActivity.this, "刷新失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        }
    }
}

重构后的代码有如下优点：

Activity的代码变得简单和整洁了，Activity现在只需要处理控制逻辑（UI逻辑），以及作为V和M通信的桥梁。
业务代码封装在UserBusiness中，一是隐藏了数据操作（业务流程）的具体细节，使得UI层在访问时更简单了；二是可以复用，任何模块都可以轻松访问，且可以通过在UserBusiness中注册一个监听器来监听用户业务的相关事件。

但MVC仍具有以下缺点：

V不可复用，然而在Android中V复用没有意义，需要复用的话完全可以封装可复用的控件，然后V组装这些控件。
C不可复用。
V和C之间还存在部分耦合，因此除了M外V和C都无法进行单元测试。

为了解决以上缺点，便有了MVP。

MVP

MVP由Model、View和Presenter组成，M和V就不再重复解释了，P和C一样，承担着控制层的责任。MVP相比MVC作了如下改进（或者说变化，是否改进视情况而定）：

P可复用，这意味着不能再使用Activity（或...）作为P了，很简单，Activity不能复用（使用继承达到复用的场景不在这讨论范围之内）。由此，Activity从控制层的角色转向了视图层，即在MVP中V由xml和Activity组成。

也可以另外抽离一个V，然后将Activity作为创建V和P的管理器，并负责将V和P进行绑定。但不建议采用这种方式，额外增加了代码，并且也没带来多少益处，除非想要复用V或者界面异常复杂而拆分了多个V和P。
MVP三者皆可以独立完成单元测试，为了达到这个目的，P和V需要做到完全解耦，解耦一般使用接口。

我们来看下使用MVP重构过的代码，在mvc的基础上主要是改动了UserActivity.java，然后增加了几个类。

PresenterContext.java

public interface PresenterContext {
    Activity getActivity();
}

UserPresenter.java

public interface UserPresenter {
    void onRefresh();
    void onInited();
    void onDestroyed();
}

UserPresenterImpl.java

public class UserPresenterImpl implements UserPresenter, UserBusiness.UserListener {
    private PresenterContext mContext;
    private UserView mView;
    private UserBusiness mUserBusiness = UserBusiness.get();

    public UserPresenterImpl(PresenterContext context, UserView view) {
        mContext = context;
        mView = view;
    }

    @Override
    public void onRefresh() {
        mUserBusiness.requestUser();
    }

    @Override
    public void onInited() {
        mUserBusiness.addListener(this);
        User user = mUserBusiness.getUser();
        if(user != null) {
            mView.updateName(user.name);
            mView.updateAge(user.age);
        }

    }

    @Override
    public void onDestroyed() {
        mUserBusiness.removeListener(this);
    }

    @Override
    public void onRequestUserResult(int code, User user) {
        if(code == 0) {
            mView.updateName(user.name);
            mView.updateAge(user.age);
        } else {
            Toast.makeText(mContext.getActivity(), "刷新失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        }
    }
}

UserView.java

public interface UserView {
    void updateName(String name);
    void updateAge(int age);
}

UserActivity.java

public class UserActivity extends Activity implements UserView, PresenterContext {
    private TextView mNameView;
    private TextView mAgeView;
    private UserPresenter mPresenter;

    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_user);

        mNameView = (TextView)findViewById(R.id.tv_name);
        mAgeView = (TextView)findViewById(R.id.tv_age);

        mPresenter = new UserPresenterImpl(this, this);

        findViewById(R.id.btn_refresh).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                mPresenter.onRefresh();
            }
        });

        mPresenter.onInited();
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        mPresenter.onDestroyed();
        super.onDestroy();
    }

    @Override
    public void updateName(String name) {
        mNameView.setText("昵称：" + name);
    }

    @Override
    public void updateAge(int age) {
        mAgeView.setText("年龄：" + age);
    }

    @Override
    public Activity getActivity() {
        return this;
    }
}

我们来讲解下：

由于Presenter不像Activity一样，它没有上下文信息，因此增加了PresenterContext类作为Presenter的上下文信息。

这里PresenterContext只是用来获取Activity，是因为示例是力求简单，实际项目中它可以获取的信息会更多。
UserActivity的代码被拆分成了两部分，一部分仍然在UserActivity中，作为View的代码，一部分抽离到UserPresenterImpl中，作为Presenter的代码。至此，将视图和控制层的代码完全分离了。
新建了UserView和UserPresenter两个接口用来表示V和P，V的实现方UserActivity持有UserPresenter接口而非具体的实现类，P的实现方持有UserView接口而非具体的实现类，从而达到V和P解耦。

需要对P进行单元测试时，只需要创建一个类简单地实现UserView的类，然后和UserPresenterImpl绑定即可；需要对V进行单元测试时，只需要创建一个简单实现UserPresenter的类，然后在UserActivity中将构建P的那行代码修改下即可。

MVP相对MVC具有P复用及方便做单元测试的优点，然而，在实际Android项目中，P复用的场景基本不存在，且多数公司并没有做单元测试。因此，多数情况下，MVC可能比MVP更适合Android项目，毕竟MVP多引入了不入类和代码，且带来解耦的同时也使得代码更加“绕”。

MVVM

不管是MVC还是MVP都存在几下问题：

在每个界面都要编写不少的findViewById、setOnClickListener之类的代码。
数据更新后，要手动调用setText之类的代码刷新视图。

以上几点都不是什么大问题，编写这些代码也不会轻易出错，但总有达人追求极致，MVVM便由此产生了。Android解决第问题1的方法是在xml中直接嵌入代码（类似JSX的写法），解决问题2的方法是提供了DataBinding方案绑定视图和数据。MVVM真正地将V层完全地体现在xml上，M层还是老样子（模式怎么变它都不变），VM（ViewModel）用来代替C和P，以MVC作为改造，VM包括Activity和DataBinding（自动生成）。

本文主要讲解几种架构模式的应用场景和区别，因此不会过多讲解MVVM在Android中如何使用，没接触过MVVM的建议先看下这篇入门文章或查阅官方文档。

使用DataBinding需要在build.gradle中加入如下代码：

android {
    dataBinding {
        enabled = true
    }
}

配置了之后build时会下载DataBinding的依赖包以及自动生成部分代码，自动生成的代码后续遇到时会提到。

接着我们来看下在MVC的基础上变更后的MVVM代码。

activity_user.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<layout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android">

    <data>
        <variable
            name="user"
            type="com.sean.mvvm.model.entity.User" />

        <variable
            name="host"
            type="com.sean.mvvm.UserActivity"/>
    </data>

    <LinearLayout
        android:orientation="vertical"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:padding="10dp">

        <TextView
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:text='@{"昵称：" + user.name}' />

        <TextView
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout_marginTop="10dp"
            android:text='@{"年龄：" + String.valueOf(user.age)}'/>

        <Button
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:gravity="center"
            android:layout_marginTop="20dp"
            android:text="刷新"
            android:onClick="@{host.onRefresh}"/>

    </LinearLayout>

</layout>

User.java

public class User extends BaseObservable {
    @Bindable
    public String name;

    @Bindable
    public int age;

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
        notifyPropertyChanged(BR.name);
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
        notifyPropertyChanged(BR.age);
    }
}

UserActivity.java

public class UserActivity extends Activity implements UserBusiness.UserListener {
    private User mUser;
    private UserBusiness mUserBusiness = UserBusiness.get();

    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);

        ActivityUserBinding binding = DataBindingUtil.setContentView(this, R.layout.activity_user);
        mUser = mUserBusiness.getUser();
        if(mUser == null) {
            mUser = new User();
        }
        binding.setUser(mUser);
        binding.setHost(this);

        mUserBusiness.addListener(this);
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        mUserBusiness.removeListener(this);
        super.onDestroy();
    }

    @Override
    public void onRequestUserResult(int code, User user) {
        if(code == 0) {
            mUser.setName(user.name);
            mUser.setAge(user.age);
        } else {
            Toast.makeText(UserActivity.this, "刷新失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        }
    }

    public void onRefresh(View v) {
        mUserBusiness.requestUser();
    }
}

分析一下：

xml布局的顶部标签变成了layout，data标签存储非布局相关代码，variable定义变量。
编译时会根据xml名称和内容自动生成binding类，如例子中的ActivityUserBinding，variable定义的变量在binding中都有对应的set、get方法。
数据改变时要做到自动刷新UI，实体类必须继承BaseObservable，且需要自动触发的字段必须以Bindable注解，并在字段值变化时调用notifyPropertyChanged方法。

PS：强烈建议至少熟读一个自动生成的binding类，绑定的所有原理都在这里，代码很容易理解，也不需要去网络上寻求答案。

上面的例子实现了数据的单向绑定（数据更新触发UI更新）和事件的绑定，而Android是支持数据双向绑定的，现在来看下当UI更新时如何触发数据的更新。使用方式其实很简单，在xml中小小修改下就行：

android:text='@={user.name}'

注意到@后面多了个=，同时昵称：去掉了，=表示数据双向绑定，但当=存在时，右侧的表达式只能是个变量，因此昵称：只能去掉了。当xml改成这样后，TextView的文本发生变化了，user.name的值也会随之更新。

总结下MVVM的优缺点：

新型xml更加成熟，可以独立支撑View层。然而，这可能也是缺点，毕竟这种xml编程方式和Android传统的方式差异较大。

如果不想改变xml的编写方式，又希望使用MVVM，那么可以仿照自动生成的binding类自己编写一个ViewModel，但是有没有这个必要呢。。。
只关心数据变化，而不需要关注视图的刷新，刷新由自动生成的binding处理了。
数据双向绑定是个伪命题，实际上并没有完全做到自动化，还是需要手动编写额外的代码，并且也有条件限制。
在非主module（一般为app）中无法编译新型xml（这个也可能是笔者使用不当，有待确认）。

综上，MVVM相比MVC、MVP并没有多大优势，但可以通知配置减少一些重复的逻辑代码。使用哪种模式根据实际情况而定，没有谁比谁更好。

Android架构模式之MVC、MVP、MVVM

MVC

MVP

MVVM

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