Android Jetpack架构组件(六)一文带你了解ViewModel的使用和原理

本文首发于微信公众号「后厂村码农」

前言

在本系列的第4和第5篇文章中,介绍了LiveData的使用和原理,LiveData和ViewModel是一对好搭档,这篇文章我们一起来学习什么是ViewModel、ViewModel基本使用、ViewModel的原理。

1.什么是ViewModel

在说ViewModel前,我们需要解一下MVVM和DataBinding,在Android进阶三部曲第一部《Android进阶之光》中,我简单介绍了下MVVM和DataBinding。MVVM最早于2005年被微软的架构师John Gossman提出,在2015年Google I/O大会上发布了MVVM的支持库DataBinding,DataBinding遭到了一些开发者的诟病,主要是绑定数据时如果出现问题会很难排查,这样就没有一个合适的ViewModel规范来帮助开发者来实现MVVM。
在2017年的Google I/O大会上,谷歌推出了ViewModel组件,来规范化ViewModel层。

ViewModel顾名思义,是以感知生命周期的形式来存储和管理视图相关的数据。ViewModel主要有以下的特点:

1.当Activity被销毁时,我们可以使用onSaveInstanceState()方法恢复其数据,这种方法仅适用于恢复少量的支持序列化、反序列化的数据,不适用于大量数据,如用户列表或位图。而ViewModel不仅支持大量数据,还不需要序列化、反序列化操作。
2.Activity/Fragment(视图控制器)主要用于显示视图数据,如果它们也负责数据库或者网络加载数据等操作,那么一旦逻辑过多,会导致视图控制器臃肿,ViewModel可以更容易,更有效的将视图数据相关逻辑和视图控制器分离开来。
3.视图控制器经常需要一些时间才可能返回的异步调用,视图控制器需要管理这些调用,在合适的时候清理它们,以确保它们的生命周期不会大于自身,避免内存泄漏。而ViewModel恰恰可以避免内存泄漏的发生。

2.ViewModel基本使用

添加依赖
Android Jetpack架构组件(二)带你了解Lifecycle(使用篇)这篇文章中讲过,一般情况只需要添加如下代码就可以:

implementation "android.arch.lifecycle:extensions:1.1.1"

由于Gradle默认支持依赖传递,添加这一句代码就依赖了很多库。如果不懂Gradle的依赖传递,可以查看
Android Gradle (二)签名配置和依赖管理这篇文章。
eXj6eJ.png
如果需要其他特性,比如kotlin的支持,再另行添加。

自定义ViewModel
继承ViewMode,实现自定义ViewModel。

import android.arch.lifecycle.LiveData;
import android.arch.lifecycle.MutableLiveData;
import android.arch.lifecycle.ViewModel;

public class MyViewModel extends ViewModel {
    private MutableLiveData<String> name;
    public LiveData<String> getName() {
        if (name == null) {
            name = new MutableLiveData<String>();
            addName();
        }
        return name;
    }
    private void addName() {
        name.setValue("Android进阶解密");
    }
}

getName方法中创建一个MutableLiveData,并通过MutableLiveData的setValue方法来更新数据。

使用ViewModel
然后就可以在Activity中使用MyViewModel了,如下所示。

import android.arch.lifecycle.Observer;
import android.arch.lifecycle.ViewModelProviders;
import android.support.annotation.Nullable;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private static final String TAG = "MainActivity";

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        MyViewModel model = ViewModelProviders.of(this).get(MyViewModel.class);
        model.getName().observe(this, new Observer<String>() {
            @Override
            public void onChanged(@Nullable String s) {
                   Log.d(TAG, "畅销书:"+s);
            }
        });
    }
}

通过ViewModelProviders就可以获得MyViewModel的实例,然后配合LiveData就可以观察Name的变化。打印结果为:
D/MainActivity: 书名为Android进阶解密

3.ViewModel的生命周期

在旋转设备屏幕时,Activity会被销毁重新创建,而ViewModel却不会这样,它的生命周期如下所示。
nda7WT.png
可以看到,Activity的生命周期不断变化,经历了被销毁重新创建,而ViewModel的生命周期没有发生变化。

4.ViewModel的原理

要讲解原理,我们需要先从一个点入手,那就是第2节例子中的:

MyViewModel model = ViewModelProviders.of(this).get(MyViewModel.class);

因为我们是在Activity中调用的,因此this的值为Activity,我们还可以在Fragment中调用上面的方法,那么this的值为Fragment,因此ViewModelProviders.of()有多个构造方法,我们以在Activity中调用为例。

frameworks/support/lifecycle/extensions/src/main/java/androidx/lifecycle/ViewModelProviders.java

@NonNull
@MainThread
public static ViewModelProvider of(@NonNull FragmentActivity activity) {
    return of(activity, null);
}

@NonNull
@MainThread
public static ViewModelProvider of(@NonNull FragmentActivity activity,
        @Nullable Factory factory) {
    Application application = checkApplication(activity);//1
    if (factory == null) {
        factory = ViewModelProvider.AndroidViewModelFactory.getInstance(application);//3
    }
    return new ViewModelProvider(activity.getViewModelStore(), factory);
}

ViewModelProvider的of方法有多个构造方法,
注释1处内部会调用activity.getApplication()来返回该Activity对应的Application。
注释2处的代码来创建AndroidViewModelFactory实例。最后会新建一个ViewModelProvider,将AndroidViewModelFactory作为参数传进去,AndroidViewModelFactory的代码如下所示。

public static class AndroidViewModelFactory extends ViewModelProvider.NewInstanceFactory {

    private static AndroidViewModelFactory sInstance;
    @NonNull
    public static AndroidViewModelFactory getInstance(@NonNull Application application) {
        if (sInstance == null) {
            sInstance = new AndroidViewModelFactory(application);
        }
        return sInstance;
    }
    private Application mApplication;
    public AndroidViewModelFactory(@NonNull Application application) {
        mApplication = application;
    }

    @NonNull
    @Override
    public <T extends ViewModel> T create(@NonNull Class<T> modelClass) {
        if (AndroidViewModel.class.isAssignableFrom(modelClass)) {
            //noinspection TryWithIdenticalCatches
            try {
                return modelClass.getConstructor(Application.class).newInstance(mApplication);
            } catch (NoSuchMethodException e) {
                throw new RuntimeException("Cannot create an instance of " + modelClass, e);
            } catch (IllegalAccessException e) {
                throw new RuntimeException("Cannot create an instance of " + modelClass, e);
            } catch (InstantiationException e) {
                throw new RuntimeException("Cannot create an instance of " + modelClass, e);
            } catch (InvocationTargetException e) {
                throw new RuntimeException("Cannot create an instance of " + modelClass, e);
            }
        }
        return super.create(modelClass);
    }
}

AndroidViewModelFactory是一个单例,讲这个类前,需要知道ViewModel类本身是一个抽象类,我们通过继承ViewModel,来实现自定义ViewModel,那么AndroidViewModelFactory的create方法的作用,就是通过反射生成ViewModel的实现类。
接着回头看ViewModelProvider.get方法。
frameworks/support/lifecycle/viewmodel/src/main/java/androidx/lifecycle/ViewModelProvider.java

@NonNull
    @MainThread
    public <T extends ViewModel> T get(@NonNull Class<T> modelClass) {
        String canonicalName = modelClass.getCanonicalName();//1
        if (canonicalName == null) {
            throw new IllegalArgumentException("Local and anonymous classes can not be ViewModels");
        }
        return get(DEFAULT_KEY + ":" + canonicalName, modelClass);//2
    }
    @NonNull
    @MainThread
    public <T extends ViewModel> T get(@NonNull String key, @NonNull Class<T> modelClass) {
        ViewModel viewModel = mViewModelStore.get(key);//3

        if (modelClass.isInstance(viewModel)) {
            //noinspection unchecked
            return (T) viewModel;
        } else {
            //noinspection StatementWithEmptyBody
            if (viewModel != null) {
                // TODO: log a warning.
            }
        }

        viewModel = mFactory.create(modelClass);
        mViewModelStore.put(key, viewModel);
        //noinspection unchecked
        return (T) viewModel;
    }

注释1处得到类的名称,对这个名称进行字符串拼接,作为注释2处方法的参数,DEFAULT_KEY的值为: “androidx.lifecycle.ViewModelProvider.DefaultKey”。
因此,注释3处的key值实际上就是”androidx.lifecycle.ViewModelProvider.DefaultKey”+类名。根据这个key值从ViewModelStore获取ViewModel(ViewModel的实现类)。如果ViewModel能转换为modelClass类的对象,直接返回该ViewModel。否则会通过Factory创建一个ViewModel,并将其存储到ViewModelStore中。这里的Factory指的是AndroidViewModelFactory,它在ViewModelProvider创建时作为参数传进来。
到此为止,我们已经知道了ViewModel的实现类是如何创建的了。

当创建完ViewModel的实现类后,在第2小节我们还会调用如下代码。

MyViewModel model = ViewModelProviders.of(this).get(MyViewModel.class);
      model.getName().observe(this, new Observer<String>() {
          @Override
          public void onChanged(@Nullable String s) {
                 Log.d(TAG, "畅销书:"+s);
          }
      });

model.getName()会返回一个MutableLiveData,接着调用了MutableLiveData的observe方法,这个在Android Jetpack架构组件(五)带你了解LiveData(原理篇)这篇文章中讲过,就不再赘述。

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