MVVM 进阶版：MVI 架构了解一下~

Posted 2021-11-22 冬天的毛毛雨

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作者：RicardoMJiang

前言

android开发发展到今天已经相当成熟了，各种架构大家也都耳熟能详，如MVC,MVP,MVVM等，其中MVVM更是被官方推荐，成为Android开发中的显学。

不过软件开发中没有银弹，MVVM架构也不是尽善尽美的，在使用过程中也会有一些不太方便之处，而MVI可以很好的解决一部分MVVM的痛点。

本文主要包括以下内容

1. MVC,MVP,MVVM等经典架构介绍
2. MVI架构到底是什么?
3. MVI架构实战

需要重点指出的是,标题中说MVI架构是MVVM的进阶版是指MVI在MVVM非常相似，并在其基础上做了一定的改良，并不是说MVI架构一定比MVVM适合你的项目
各位同学可以在分析比较各个架构后，选择合适项目场景的架构

经典架构介绍

MVC架构介绍

MVC是个古老的Android开发架构，随着MVP与MVVM的流行已经逐渐退出历史舞台，我们在这里做一个简单的介绍,其架构图如下所示：

MVC架构主要分为以下几部分

1. 视图层（View）：对应于xml布局文件和java代码动态view部分
2. 控制层（Controller）：主要负责业务逻辑，在android中由Activity承担，同时因为XML视图功能太弱，所以Activity既要负责视图的显示又要加入控制逻辑，承担的功能过多。
3. 模型层（Model）：主要负责网络请求，数据库处理，I/O的操作，即页面的数据来源

由于android中xml布局的功能性太弱,Activity实际上负责了View层与Controller层两者的工作，所以在android中mvc更像是这种形式：

因此MVC架构在android平台上的主要存在以下问题：

1. Activity同时负责View与Controller层的工作，违背了单一职责原则
2. Model层与View层存在耦合，存在互相依赖，违背了最小知识原则

MVP架构介绍

由于MVC架构在Android平台上的一些缺陷，MVP也就应运而生了,其架构图如下所示

MVP架构主要分为以下几个部分

1. View层：对应于Activity与XML,只负责显示UI,只与Presenter层交互，与Model层没有耦合
2. Presenter层： 主要负责处理业务逻辑，通过接口回调View层
3. Model层：主要负责网络请求，数据库处理等操作，这个没有什么变化

我们可以看到，MVP解决了MVC的两个问题，即Activity承担了两层职责与View层与Model层耦合的问题

但MVP架构同样有自己的问题

1. Presenter层通过接口与View通信，实际上持有了View的引用
2. 但是随着业务逻辑的增加，一个页面可能会非常复杂，这样就会造成View的接口会很庞大。

MVVM架构介绍

MVVM 模式将 Presenter 改名为 ViewModel，基本上与 MVP 模式完全一致。
唯一的区别是，它采用双向数据绑定（data-binding）：View的变动，自动反映在 ViewModel，反之亦然
MVVM架构图如下所示：

可以看出MVVM与MVP的主要区别在于,你不用去主动去刷新UI了，只要Model数据变了，会自动反映到UI上。换句话说，MVVM更像是自动化的MVP。

MVVM的双向数据绑定主要通过DataBinding实现，不过相信有很多人跟我一样，是不喜欢用DataBinding的，这样架构就变成了下面这样

1. View观察ViewModle的数据变化并自我更新,这其实是单一数据源而不是双向数据绑定，所以其实MVVM的这一大特性我其实并没有用到
2. View通过调用ViewModel提供的方法来与ViewMdoel交互

小结

1. MVC架构的主要问题在于Activity承担了View与Controller两层的职责，同时View层与Model层存在耦合
2. MVP引入Presenter层解决了MVC架构的两个问题，View只能与Presenter层交互，业务逻辑放在Presenter层
3. MVP的问题在于随着业务逻辑的增加，View的接口会很庞大，MVVM架构通过双向数据绑定可以解决这个问题
4. MVVM与MVP的主要区别在于,你不用去主动去刷新UI了，只要Model数据变了，会自动反映到UI上。换句话说，MVVM更像是自动化的MVP。
5. MVVM的双向数据绑定主要通过DataBinding实现，但有很多人(比如我)不喜欢用DataBinding，而是View通过LiveData等观察ViewModle的数据变化并自我更新,这其实是单一数据源而不是双向数据绑定

MVI架构到底是什么?

MVVM架构有什么不足?

要了解MVI架构，我们首先来了解下MVVM架构有什么不足
相信使用MVVM架构的同学都有如下经验，为了保证数据流的单向流动，LiveData向外暴露时需要转化成immutable的，这需要添加不少模板代码并且容易遗忘，如下所示

class TestViewModel : ViewModel() {
    //为保证对外暴露的LiveData不可变，增加一个状态就要添加两个LiveData变量
    private val _pageState: MutableLiveData<PageState> = MutableLiveData()
    val pageState: LiveData<PageState> = _pageState
    private val _state1: MutableLiveData<String> = MutableLiveData()
    val state1: LiveData<String> = _state1
    private val _state2: MutableLiveData<String> = MutableLiveData()
    val state2: LiveData<String> = _state2
    //...
}

如上所示，如果页面逻辑比较复杂，ViewModel中将会有许多全局变量的LiveData,并且每个LiveData都必须定义两遍，一个可变的，一个不可变的。这其实就是我通过MVVM架构写比较复杂页面时最难受的点。
其次就是View层通过调用ViewModel层的方法来交互的，View层与ViewModel的交互比较分散，不成体系

小结一下，在我的使用中，MVVM架构主要有以下不足

1. 为保证对外暴露的LiveData是不可变的，需要添加不少模板代码并且容易遗忘
2. View层与ViewModel层的交互比较分散零乱，不成体系

MVI架构是什么?

MVI 与 MVVM 很相似，其借鉴了前端框架的思想，更加强调数据的单向流动和唯一数据源,架构图如下所示

其主要分为以下几部分

1. Model: 与MVVM中的Model不同的是，MVI的Model主要指UI状态（State）。例如页面加载状态、控件位置等都是一种UI状态
2. View: 与其他MVX中的View一致，可能是一个Activity或者任意UI承载单元。MVI中的View通过订阅Intent的变化实现界面刷新（注意：这里不是Activity的Intent）
3. Intent: 此Intent不是Activity的Intent，用户的任何操作都被包装成Intent后发送给Model层进行数据请求

单向数据流

MVI强调数据的单向流动，主要分为以下几步：

1. 用户操作以Intent的形式通知Model
2. Model基于Intent更新State
3. View接收到State变化刷新UI。

数据永远在一个环形结构中单向流动，不能反向流动：

上面简单的介绍了下MVI架构，下面我们一起来看下具体是怎么使用MVI架构的

MVI架构实战

总体架构图

我们使用ViewModel来承载MVI的Model层，总体结构也与MVVM类似,主要区别在于Model与View层交互的部分

1. Model层承载UI状态，并暴露出ViewState供View订阅，ViewState是个data class,包含所有页面状态
2. View层通过Action更新ViewState，替代MVVM通过调用ViewModel方法交互的方式

MVI实例介绍

添加ViewState与ViewEvent

ViewState承载页面的所有状态，ViewEvent则是一次性事件，如Toast等,如下所示

data class MainViewState(val fetchStatus: FetchStatus, val newsList: List<NewsItem>)  

sealed class MainViewEvent {
    data class ShowSnackbar(val message: String) : MainViewEvent()
    data class ShowToast(val message: String) : MainViewEvent()
}

1. 我们这里ViewState只定义了两个，一个是请求状态，一个是页面数据
2. ViewEvent也很简单，一个简单的密封类，显示Toast与Snackbar

ViewState更新

class MainViewModel : ViewModel() {
    private val _viewStates: MutableLiveData<MainViewState> = MutableLiveData()
    val viewStates = _viewStates.asLiveData()
    private val _viewEvents: SingleLiveEvent<MainViewEvent> = SingleLiveEvent()
    val viewEvents = _viewEvents.asLiveData()

    init {
        emit(MainViewState(fetchStatus = FetchStatus.NotFetched, newsList = emptyList()))
    }

    private fun fabClicked() {
        count++
        emit(MainViewEvent.ShowToast(message = "Fab clicked count $count"))
    }

    private fun emit(state: MainViewState?) {
        _viewStates.value = state
    }

    private fun emit(event: MainViewEvent?) {
        _viewEvents.value = event
    }
}

如上所示

1. 我们只需定义ViewState与ViewEvent两个State,后续增加状态时在data class中添加即可，不需要再写模板代码
2. ViewEvents是一次性的，通过SingleLiveEvent实现，当然你也可以用Channel当来实现
3. 当状态更新时，通过emit来更新状态

View监听ViewState

    private fun initViewModel() {
        viewModel.viewStates.observe(this) {
            renderViewState(it)
        }
        viewModel.viewEvents.observe(this) {
            renderViewEvent(it)
        }
    }

如上所示，MVI 使用 ViewState 对 State 集中管理，只需要订阅一个 ViewState 便可获取页面的所有状态，相对 MVVM 减少了不少模板代码。

View通过Action更新State

class MainActivity : AppCompatActivity() {
	private fun initView() {
        fabStar.setOnClickListener {
            viewModel.dispatch(MainViewAction.FabClicked)
        }
    }
}
class MainViewModel : ViewModel() {
    fun dispatch(action: MainViewAction) =
        reduce(viewStates.value, action)

    private fun reduce(state: MainViewState?, viewAction: MainViewAction) {
        when (viewAction) {
            is MainViewAction.NewsItemClicked -> newsItemClicked(viewAction.newsItem)
            MainViewAction.FabClicked -> fabClicked()
            MainViewAction.OnSwipeRefresh -> fetchNews(state)
            MainViewAction.FetchNews -> fetchNews(state)
        }
    }
}

如上所示，View通过Action与ViewModel交互，通过 Action 通信，有利于 View 与 ViewModel 之间的进一步解耦，同时所有调用以 Action 的形式汇总到一处，也有利于对行为的集中分析和监控

总结

本文主要介绍了MVC,MVP,MVVM与MVI架构，目前MVVM是官方推荐的架构，但仍然有以下几个痛点

1. MVVM与MVP的主要区别在于双向数据绑定，但由于很多人(比如我)并不喜欢使用DataBindg，其实并没有使用MVVM双向绑定的特性，而是单一数据源
2. 当页面复杂时，需要定义很多State,并且需要定义可变与不可变两种,状态会以双倍的速度膨胀，模板代码较多且容易遗忘
3. View与ViewModel通过ViewModel暴露的方法交互，比较零乱难以维护

而MVI可以比较好的解决以上痛点，它主要有以下优势

1. 强调数据单向流动，很容易对状态变化进行跟踪和回溯
2. 使用ViewState对State集中管理，只需要订阅一个 ViewState 便可获取页面的所有状态，相对 MVVM 减少了不少模板代码
3. ViewModel通过ViewState与Action通信，通过浏览ViewState 和 Aciton 定义就可以理清 ViewModel 的职责，可以直接拿来作为接口文档使用。

当然MVI也有一些缺点，比如

1. 所有的操作最终都会转换成State，所以当复杂页面的State容易膨胀
2. state是不变的，因此每当state需要更新时都要创建新对象替代老对象，这会带来一定内存开销

软件开发中没有银弹，所有架构都不是完美的，有自己的适用场景,读者可根据自己的需求选择使用。
但通过以上的分析与介绍，我相信使用MVI架构代替没有使用DataBinding的MVVM是一个比较好的选择~

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