雜談: MVC/MVP/MVVM

黑花白花發表於2018-01-09

前言

本文為回答一位朋友關於MVC/MVP/MVVM架構方面的疑問所寫, 旨在介紹iOS下MVC/MVP/MVVM三種架構的設計思路以及各自的優缺點. 全文約五千字, 預計花費閱讀時間20 – 30分鐘.

MVC

  • MVC的相關概念
    MVC最早存在於桌面程式中的, M是指業務資料, V是指使用者介面, C則是控制器. 在具體的業務場景中, C作為M和V之間的連線, 負責獲取輸入的業務資料, 然後將處理後的資料輸出到介面上做相應展示, 另外, 在資料有所更新時, C還需要及時提交相應更新到介面展示. 在上述過程中, 因為M和V之間是完全隔離的, 所以在業務場景切換時, 通常只需要替換相應的C, 複用已有的M和V便可快速搭建新的業務場景. MVC因其複用性, 大大提高了開發效率, 現已被廣泛應用在各端開發中.

概念過完了, 下面來看看, 在具體的業務場景中MVC/MVP/MVVM都是如何表現的.

  • MVC之消失的C層
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上圖中的頁面(業務場景)或者類似頁面相信大家做過不少, 各個程式設計師的具體實現方式可能各不一樣, 這裡說說我所看到的部分程式設計師的寫法:

程式設計師很快寫完了程式碼, Command+R一跑, 沒有問題, 心滿意足的做其他事情去了. 後來有一天, 產品要求這個業務需要改動, 使用者在看他人資訊時是上圖中的頁面, 看自己的資訊時, 多一個草稿箱的展示, 像這樣:

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於是小白將程式碼改成這樣:

後來啊, 產品覺得使用者看自己的頁面再加個回收站什麼的會很好, 於是程式設計師又加上一段程式碼邏輯 , 再後來…
隨著需求的變更, UserVC變得越來越臃腫, 越來越難以維護, 擴充性和測試性也極差. 程式設計師也發現好像程式碼寫得有些問題, 但是問題具體出在哪裡? 難道這不是MVC嗎?
我們將上面的過程用一張圖來表示:

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通過這張圖可以發現, 使用者資訊頁面作為業務場景Scene需要展示多種資料M(Blog/Draft/UserInfo), 所以對應的有多個View(blogTableView/draftTableView/image…), 但是, 每個MV之間並沒有一個連線層C, 本來應該分散到各個C層處理的邏輯全部被打包丟到了Scene這一個地方處理, 也就是M-C-V變成了MM…-Scene-…VV, C層就這樣莫名其妙的消失了.
另外, 作為V的兩個cell直接耦合了M(blog/draft), 這意味著這兩個V的輸入被綁死到了相應的M上, 複用無從談起.
最後, 針對這個業務場景的測試異常麻煩, 因為業務初始化和銷燬被繫結到了VC的生命週期上, 而相應的邏輯也關聯到了和View的點選事件, 測試只能Command+R, 點點點…
  • 正確的MVC使用姿勢

也許是UIViewController的類名給新人帶來了迷惑, 讓人誤以為VC就一定是MVC中的C層, 又或許是Button, Label之類的View太過簡單完全不需要一個C層來配合, 總之, 我工作以來經歷的專案中見過太多這樣的”MVC”. 那麼, 什麼才是正確的MVC使用姿勢呢?
仍以上面的業務場景舉例, 正確的MVC應該是這個樣子的:

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UserVC作為業務場景, 需要展示三種資料, 對應的就有三個MVC, 這三個MVC負責各自模組的資料獲取, 資料處理和資料展示, 而UserVC需要做的就是配置好這三個MVC, 並在合適的時機通知各自的C層進行資料獲取, 各個C層拿到資料後進行相應處理, 處理完成後渲染到各自的View上, UserVC最後將已經渲染好的各個View進行佈局即可, 具體到程式碼中如下:

Blog模組由BlogTableViewHelper(C), BlogTableView(V), Blogs(C)構成, 這裡有點特殊, blogs裡面裝的不是M, 而是Cell的C層CellHelper, 這是因為Blog的MVC其實又是由多個更小的MVC組成的. M和V沒什麼好說的, 主要說一下作為C的TableVIewHelper做了什麼.

實際開發中, 各個模組的View可能是在Scene對應的Storyboard中新建並佈局的, 此時就不用各個模組自己建立View了(比如這裡的BlogTableViewHelper), 讓Scene傳到C層進行管理就行了, 當然, 如果你是純程式碼的方式, 那View就需要相應模組自行建立了(比如下文的UserInfoViewController), 這個看自己的意願, 無傷大雅.

BlogTableViewHelper對外提供獲取資料和必要的構造方法介面, 內部根據自身情況進行相應的初始化.
當外部呼叫fetchData的介面後, Helper就會啟動獲取資料邏輯, 因為資料獲取前後可能會涉及到一些頁面展示(HUD之類的), 而具體的展示又是和Scene直接相關的(有的Scene展示的是HUD有的可能展示的又是一種樣式或者根本不展示), 所以這部分會以CompletionHandler的形式交由Scene自己處理.
在Helper內部, 資料獲取失敗會展示相應的錯誤頁面, 成功則建立更小的MVC部分並通知其展示資料(也就是通知CellHelper驅動Cell), 另外, TableView的上拉重新整理和下拉載入邏輯也是隸屬於Blog模組的, 所以也在Helper中處理.
在頁面跳轉的邏輯中, 點選跳轉的頁面是由Scene通過VCGeneratorBlock直接配置的, 所以也是解耦的(你也可以通過didSelectRowHandler之類的方式傳遞資料到Scene層, 由Scene做跳轉, 是一樣的).
最後, V(Cell)現在只暴露了Set方法供外部進行設定, 所以和M(Blog)之間也是隔離的, 複用沒有問題.

這一系列過程都是自管理的, 將來如果Blog模組會在另一個SceneX展示, 那麼SceneX只需要新建一個BlogTableViewHelper, 然後呼叫一下helper.fetchData即可.

DraftTableViewHelper和BlogTableViewHelper邏輯類似, 就不貼了, 簡單貼一下UserInfo模組的邏輯:

UserInfoViewController除了比兩個TableViewHelper多個addUI的子控制元件佈局方法, 其他邏輯大同小異, 也是自己管理的MVC, 也是隻需要初始化即可在任何一個Scene中使用.

現在三個自管理模組已經建立完成, UserVC需要的只是根據自己的情況做相應的拼裝佈局即可, 就和搭積木一樣:

作為業務場景的的Scene(UserVC)做的事情很簡單, 根據自身情況對三個模組進行配置(configuration), 佈局(addUI), 然後通知各個模組啟動(fetchData)就可以了, 因為每個模組的展示和互動是自管理的, 所以Scene只需要負責和自身業務強相關的部分即可. 另外, 針對自身訪問的情況我們建立一個UserVC子類SelfVC, SelfVC做的也是類似的事情.

MVC到這就說的差不多了, 對比上面錯誤的MVC方式, 我們看看解決了哪些問題:
1.程式碼複用: 三個小模組的V(cell/userInfoView)對外只暴露Set方法, 對M甚至C都是隔離狀態, 複用完全沒有問題. 三個大模組的MVC也可以用於快速構建相似的業務場景(大模組的複用比小模組會差一些, 下文我會說明).
2.程式碼臃腫: 因為Scene大部分的邏輯和佈局都轉移到了相應的MVC中, 我們僅僅是拼裝MVC的便構建了兩個不同的業務場景, 每個業務場景都能正常的進行相應的資料展示, 也有相應的邏輯互動, 而完成這些東西, 加空格也就100行程式碼左右(當然, 這裡我忽略了一下Scene的佈局程式碼).
3.易擴充性: 無論產品未來想加回收站還是防禦塔, 我需要的只是新建相應的MVC模組, 加到對應的Scene即可.
4.可維護性: 各個模組間職責分離, 哪裡出錯改哪裡, 完全不影響其他模組. 另外, 各個模組的程式碼其實並不算多, 哪一天即使寫程式碼的人離職了, 接手的人根據錯誤提示也能快速定位出錯模組.
5.易測試性: 很遺憾, 業務的初始化依然繫結在Scene的生命週期中, 而有些邏輯也仍然需要UI的點選事件觸發, 我們依然只能Command+R, 點點點…

  • MVC的缺點

可以看到, 即使是標準的MVC架構也並非完美, 仍然有部分問題難以解決, 那麼MVC的缺點何在? 總結如下:
1.過度的注重隔離: 這個其實MV(x)系列都有這缺點, 為了實現V層的完全隔離, V對外只暴露Set方法, 一般情況下沒什麼問題, 但是當需要設定的屬性很多時, 大量重複的Set方法寫起來還是很累人的.
2.業務邏輯和業務展示強耦合: 可以看到, 有些業務邏輯(頁面跳轉/點贊/分享…)是直接散落在V層的, 這意味著我們在測試這些邏輯時, 必須首先生成對應的V, 然後才能進行測試. 顯然, 這是不合理的. 因為業務邏輯最終改變的是資料M, 我們的關注點應該在M上, 而不是展示M的V.

  • MVP

MVC的缺點在於並沒有區分業務邏輯和業務展示, 這對單元測試很不友好. MVP針對以上缺點做了優化, 它將業務邏輯和業務展示也做了一層隔離, 對應的就變成了MVCP. M和V功能不變, 原來的C現在只負責佈局, 而所有的邏輯全都轉移到了P層.

對應關係如圖所示:

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業務場景沒有變化, 依然是展示三種資料, 只是三個MVC替換成了三個MVP(圖中我只畫了Blog模組), UserVC負責配置三個MVP(新建各自的VP, 通過VP建立C, C會負責建立VP之間的繫結關係), 並在合適的時機通知各自的P層(之前是通知C層)進行資料獲取, 各個P層在獲取到資料後進行相應處理, 處理完成後會通知繫結的View資料有所更新, V收到更新通知後從P獲取格式化好的資料進行頁面渲染, UserVC最後將已經渲染好的各個View進行佈局即可. 另外, V層C層不再處理任何業務邏輯, 所有事件觸發全部呼叫P層的相應命令, 具體到程式碼中如下:

BlogPresenter和BlogCellPresenter分別作為BlogViewController和BlogCell的P層, 其實就是一系列業務邏輯的集合. BlogPresenter負責獲取Blogs原始資料並通過這些原始資料構造BlogCellPresenter, 而BlogCellPresenter提供格式化好的各種資料以供Cell渲染, 另外, 點贊和分享的業務現在也轉移到了這裡.

業務邏輯被轉移到了P層, 此時的V層只需要做兩件事:
1.監聽P層的資料更新通知, 重新整理頁面展示.
2.在點選事件觸發時, 呼叫P層的對應方法, 並對方法執行結果進行展示.

而C層做的事情就是佈局和PV之間的繫結(這裡可能不太明顯, 因為BlogVC裡面的佈局程式碼是TableViewDataSource, PV繫結的話, 因為我偷懶用了Block做通知回撥, 所以也不太明顯, 如果是Protocol回撥就很明顯了), 程式碼如下:

BlogViewController現在不再負責實際的資料獲取邏輯, 資料獲取直接呼叫Presenter的相應介面, 另外, 因為業務邏輯也轉移到了Presenter, 所以TableView的佈局用的也是Presenter.allDatas. 至於Cell的展示, 我們替換了原來大量的Set方法, 讓Cell自己根據繫結的CellPresenter做展示. 畢竟現在邏輯都移到了P層, V層要做相應的互動也必須依賴對應的P層命令, 好在V和M仍然是隔離的, 只是和P耦合了, P層是可以隨意替換的, M顯然不行, 這是一種折中.

最後是Scene, 它的變動不大, 只是替換配置MVC為配置MVP, 另外資料獲取也是走P層, 不走C層了(然而程式碼裡面並不是這樣的):

上面的例子中其實有一個問題, 即我們假定: 所有的事件都是由V層主動發起且一次性的. 這其實是不成立的, 舉個簡單的例子: 類似微信語音聊天之類的頁面, 點選語音Cell開始播放, Cell展示播放動畫, 播放完成動畫停止, 然後播放下一條語音.
在這個播放場景中, 如果CellPresenter還是像上面一樣僅僅提供一個playWithCompletionHandler的介面是行不通的. 因為播放完成後回撥肯定是在C層, C層在播放完成後會發現此時執行播放命令的CellPresenter無法通知Cell停止動畫, 即事件的觸發不是一次性的. 另外, 在播放完成後, C層遍歷到下一個待播放CellPresenterX呼叫播放介面時, CellPresenterX因為並不知道它對應的Cell是誰, 當然也就無法通知Cell開始動畫, 即事件的發起者並不一定是V層.
針對這些非一次性或者其他層發起事件, 處理方法其實很簡單, 在CellPresenter加個Block屬性就行了, 因為是屬性, Block可以多次回撥, 另外Block還可以捕獲Cell, 所以也不擔心找不到對應的Cell. 大概這樣:

播放的時候, VC只需要保持一下CellPresenter, 然後傳入相應的playState呼叫didUpdatePlayStateHandler就可以更新Cell的狀態了.
當然, 如果是Protocol的方式進行的VP繫結, 那麼做這些事情就很平常了, 就不寫了.

MVP大概就是這個樣子了, 相對於MVC, 它其實只做了一件事情, 即分割業務展示和業務邏輯. 展示和邏輯分開後, 只要我們能保證V在收到P的資料更新通知後能正常重新整理頁面, 那麼整個業務就沒有問題. 因為V收到的通知其實都是來自於P層的資料獲取/更新操作, 所以我們只要保證P層的這些操作都是正常的就可以了. 即我們只用測試P層的邏輯, 不必關心V層的情況.

  • MVVM

MVP其實已經是一個很好的架構, 幾乎解決了所有已知的問題, 那麼為什麼還會有MVVM呢?
仍然是舉例說明, 假設現在有一個Cell, 點選Cell上面的關注按鈕可以是加關注, 也可以是取消關注, 在取消關注時, SceneA要求先彈窗詢問, 而SceneB則不做彈窗, 那麼此時的取消關注操作就和業務場景強關聯, 所以這個介面不可能是V層直接呼叫, 會上升到Scene層.具體到程式碼中, 大概這個樣子:

Block方式看起來略顯繁瑣, 我們換到Protocol看看:

除去Route和VC中Alert之類的程式碼, 可以發現無論是Block方式還是Protocol方式因為需要對頁面展示和業務邏輯進行隔離, 程式碼上饒了一小圈, 無形中增添了不少的程式碼量, 這裡僅僅只是一個事件就這樣, 如果是多個呢? 那寫起來真是蠻傷的…

仔細看一下上面的程式碼就會發現, 如果我們繼續新增事件, 那麼大部分的程式碼都是在做一件事情: P層將資料更新通知到V層. Block方式會在P層新增很多屬性, 在V層新增很多設定Block邏輯. 而Protocol方式雖然P層只新增了一個屬性, 但是Protocol裡面的方法卻會一直增加, 對應的V層也就需要增加的方法實現.
問題既然找到了, 那就試著去解決一下吧, OC中能夠實現兩個物件間的低耦合通訊, 除了Block和Protocol, 一般都會想到KVO. 我們看看KVO在上面的例子有何表現:

程式碼大概少了一半左右, 另外, 邏輯讀起來也清晰多了, Cell觀察繫結的ViewModel的isFollowing狀態, 並在狀態改變時, 更新自己的展示.
三種資料通知方式簡單一比對, 相信哪種方式對程式設計師更加友好, 大家都心裡有數, 就不做贅述了.
現在大概一提到MVVM就會想到RAC, 但這兩者其實並沒有什麼聯絡, 對於MVVM而言RAC只是提供了優雅安全的資料繫結方式, 如果不想學RAC, 自己搞個KVOHelper之類的東西也是可以的. 另外 ,RAC的魅力其實在於函式式響應式程式設計, 我們不應該僅僅將它侷限於MVVM的應用, 日常的開發中也應該多使用使用的.
關於MVVM, 我想說的就是這麼多了, 因為MVVM其實只是MVP的繫結進化體, 除去資料繫結方式, 其他的和MVP如出一轍, 只是可能呈現方式是Command/Signal而不是CompletionHandler之類的, 故不做贅述.

最後做個簡單的總結吧:
1.MVC作為老牌架構, 優點在於將業務場景按展示資料型別劃分出多個模組, 每個模組中的C層負責業務邏輯和業務展示, 而M和V應該是互相隔離的以做重用, 另外每個模組處理得當也可以作為重用單元. 拆分在於解耦, 順便做了減負, 隔離在於重用, 提升開發效率. 缺點是沒有區分業務邏輯和業務展示, 對單元測試不友好.
2.MVP作為MVC的進階版, 提出區分業務邏輯和業務展示, 將所有的業務邏輯轉移到P層, V層接受P層的資料更新通知進行頁面展示. 優點在於良好的分層帶來了友好的單元測試, 缺點在於分層會讓程式碼邏輯優點繞, 同時也帶來了大量的程式碼工作, 對程式設計師不夠友好.
3.MVVM作為集大成者, 通過資料繫結做資料更新, 減少了大量的程式碼工作, 同時優化了程式碼邏輯, 只是學習成本有點高, 對新手不夠友好.
4.MVP和MVVM因為分層所以會建立MVC兩倍以上的檔案類, 需要良好的程式碼管理方式.
5.在MVP和MVVM中, V和P或者VM之間理論上是多對多的關係, 不同的佈局在相同的邏輯下只需要替換V層, 而相同的佈局不同的邏輯只需要替換P或者VM層. 但實際開發中P或者VM往往因為耦合了V層的展示邏輯退化成了一對一關係(比如SceneA中需要顯示”xxx+Name”, VM就將Name格式化為”xxx + Name”. 某一天SceneB也用到這個模組, 所有的點選事件和頁面展示都一樣, 只是Name展示為”yyy + Name”, 此時的VM因為耦合SceneA的展示邏輯, 就顯得比較尷尬), 針對此類情況, 通常有兩種辦法, 一種是在VM層加狀態進而判斷輸出狀態, 一種是在VM層外再加一層FormatHelper. 前者可能因為狀態過多顯得程式碼難看, 後者雖然比較優雅且擴充性高, 但是過多的分層在資料還原時就略顯笨拙, 大家應該按需選擇.

這裡隨便瞎扯一句, 有些文章上來就說MVVM是為了解決C層臃腫, MVC難以測試的問題, 其實並不是這樣的. 按照架構演進順序來看, C層臃腫大部分是沒有拆分好MVC模組, 好好拆分就行了, 用不著MVVM. 而MVC難以測試也可以用MVP來解決, 只是MVP也並非完美, 在VP之間的資料互動太繁瑣, 所以才引出了MVVM. 當MVVM這個完全體出現以後, 我們從結果看起源, 發現它做了好多事情, 其實並不是, 它的前輩們付出的努力也並不少!

  • 架構那麼多, 日常開發中到底該如何選擇?

不管是MVC, MVP, MVVM還是MVXXX, 最終的目的在於服務於人, 我們注重架構, 注重分層都是為了開發效率, 說到底還是為了開心. 所以, 在實際開發中不應該拘泥於某一種架構, 根據實際專案出發, 一般普通的MVC就能應對大部分的開發需求, 至於MVP和MVVM, 可以嘗試, 但不要強制.
總之, 希望大家能做到: 設計時, 心中有數. 擼碼時, 開心就好.

本文附帶的demo地址

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