玩轉Android Jetpack系列之ViewMode

1. 什麼是Android Jetpack？

Android Jetpack是谷歌在2018年I/O開發者大會上推出的新一代元件、工具和架構指導，旨在加快開發者的 Android 應用開發速度。 ——[官方介紹網站]1

Google爸爸老司機在2018年的I/O大會上發車了，推出了新一代的開發元件、工具和架構指導，並打包在一起，取名為“Jetpack”，顧名思義，Jetpack直譯過來的意思就是噴氣揹包，Google也使用了一個很形象的穿戴噴氣揹包的android機器人來做形象代言，如下圖。

通過圖片可以很明確的感受到谷歌爸爸的意圖：帶你飛！。簡單的概況，Jetpack推出的主要目的是為了能夠讓開發者更加快速、方便以及高質量的完成產品開發，Jetpack的主要作用可以概況為以下幾點：

• 加速開發速度，Jetpack包含的一系列元件可以分開使用，也可以相互組合使用，同時還完美支援Kotlin語言的功能特點進一步提升開發效率
• 聚焦開發的核心，Jetpack提供的元件可以協助管理日常繁瑣且容易出錯的地方，比如生命週期的管理，後臺任務的管理，導航的處理等等，這樣開發可以將開發的注意力放到更加核心的地方上。
• 提升應用開發的質量，利用Jetpack元件進行開發可以有效減少記憶體溢位、崩潰的概率，提升應用開發的質量，並提供向後的相容性

Jetpack元件主要分為四個方向：基礎，架構，行為和UI。詳情見下表：

如上表格，有些內容是很早就有的，有些是最近推出的，Jetpack將這些內容打包在一起，共同組成Jetpack，本系列主要對Jetpack新推出的架構這一塊內容進行敘述。

2. ViewMode概述

ViewMode主要用來管理和儲存與UI繫結的資料，同時ViewMode還與UI的生命週期相關聯。例如ViewMode的一大特色在於：與ViewMode相關聯的UI介面如果因為某些原因需要重新繪製建立時，例如橫豎屏切換，導致Activity銷燬並重新建立時，ViewMode仍然可以保留之前讀取到的資料不會因為Activity的銷燬而丟失，這樣我們無需額外再浪費資源去再次請求資料。

有時候Activity或者Fragment的生命週期的變動是不受控制的，經常會因為各種事件的排程導致介面需要重新建立。當Activity需要重新建立的時候，之前與之繫結的資料也會丟失。比如你的應用介面通過list來展示使用者名稱單，如果介面重新建立時，之前獲取的使用者名稱單資料需要再次重新獲取，但是使用者名稱單資料相對來說是一個比較穩定的靜態資料，再次獲取一次資料顯然浪費了系統資源。

有的同學看到這裡後可能會有疑問：不對呀，Android中不是提供了onSaveInstanceState()方法來儲存資料嗎，然後重新執行OnCreate的時候，通過Bundle引數來再次獲取儲存的資料？這種方式也是可行的，但是有個限制，即這種方式只能儲存資料量較小的情況，並且資料被序列化才行。如果遇到資料量較大的時候，比如圖片資料，這種方案顯示力不從心了。

我們在日常請求資料後對UI進行繫結還有一個常見的問題，有時候我們會把資料的的請求放到非同步去操作，這樣不會因為長時間獲取資料導致UI程式的堵塞。但是隨之帶來的問題也挺多，例如我們需要管理和維護好獲取到資料後的回撥，另外在銷燬當前UI的時候，我們需要確保非同步任務中的資源有效的得到了清理，防止出現記憶體溢位。一旦我們的介面需要重新繪製的時候，我們上述所有的非同步操作需要重新建立和執行，這樣顯然浪費了系統的開銷。

我們日常使用的Activity或者Fragment，他們的主要職責就是展示UI，以及與使用者的操作行為進行互動，或者與系統的一些事件進行通訊，例如許可權管理對話方塊。如果還要求Activity對資料請求的事件進行管理和維護，這個已經超出了Activity本來的意圖，並且隨著事務的增多，Activity會越來越臃腫，一旦出了問題，需要花費大量精力去維護。

ViewMode的推出正是基於上述問題給出的解決方案，完美高效的將UI控制器和資料業務進行分離，UI控制器只負責UI展示相關的工作，資料業務只負責獲取資料的相關工作。

3. ViewMode的使用方法

通過上文的鋪墊，那麼如何使用ViewMode呢，為了方便說明，本文采用一個簡單的例子，通過Activity中的list展示一組使用者的姓名，下面詳細進行說明。ViewMode是一個抽象類，所以我們需要通過extends整合它才能夠使用，程式碼如下所示：

public class MyViewMode extends ViewModel {

    private MutableLiveData<List<User>> users;

    public LiveData<List<User>> getUsers(){
        if (users == null){
            users = new MutableLiveData<>();
            loadUsers();
        }
        return users;
    }

    private void loadUsers(){
        String[] names = {"張三","李四","王五","John","小明","Leo","Wang","Li","Ha","Yun"};
        List<User> userList = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < names.length; i++){
            User user = new User();
            user.setName(names[i]);
            userList.add(user);
        }
        users.setValue(userList);
    }
}
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上述例子較為簡單，程式碼行數沒有多少，主要定義了一個型別為MutableLiveData變數：users與兩個方法。這裡的users就是我們用來存放資料的變數容器，可能有的同學注意到了，它的型別是MutableLiveData，這個型別是什麼呢？看起來很眼熟。如果各位有印象的話，我們在上文中介紹Jetpack的時候，在介紹Jetpack構成的時候，架構中有一個LiveData。恩對，這個變數型別也是Jetpack的一員。可不要小看它，它的本領很多，我們會在下一文中單獨對它進行討論。大家只要這裡記住，他是用來儲存資料的容器即可，而MutableLiveData是對LiveData的擴充套件，主要實現了set和post方法來方便更改LiveData的值。

loadUser的方法很容易理解，為了方便測試，我們這裡定義了一個字串陣列，然後通過for迴圈進行遍歷儲存到list中，最後通過LiveData提供的setValue方法將資料存放到users中。getUser是針對資料users的get方法，為了防止每次讀取user的時候都要建立一次資料，對資料進行判空處理，只有為空的情況下才呼叫loadUser去載入資料。

ViewMode的實現方式就是這麼簡單，它不需要關心UI是如何呈現的，它只關心資料如何獲取。完全與UI無關。
下面看下Activity的實現方式，主要程式碼如下：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private ListView mListView;

    private MyAdapter adapater;

    private List<User> mDatas;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        initViews();
        MyViewMode model = ViewModelProviders.of(this).get(MyViewMode.class);
        model.getUsers().observe(this, new Observer<List<User>>() {
            @Override
            public void onChanged(@Nullable List<User> users) {
                mDatas = users;
                adapater.notifyDataSetChanged();
            }
        });
    }
    .
    .
    .
複製程式碼

看完程式碼是不是發現太簡單了，沒有什麼多餘需要說明的，主要是在OnCreate方法中，首先獲取我們定義的MyViewMode，獲取的方式是通過ViewModelProviders的of方法繫結activity的例項進行初始化，然後通過get方法來獲取到MyViewMode的例項。
接著第二句通過呼叫我們在MyViewMode已經定義過的getUser方法來獲取LiveData資料，LiveData資料可以再通過observe方法進行資料回撥的返回，如上程式碼中的onChanged回撥。所以我們只要在onChange方法中做好資料重新整理UI的操作即可。

注意：ViewMode中不能引用任何View的例項，也不能引用任何持有Activity或者Context的例項。如果有些請求資料的情況必須用到Context，在繼承ViewMode的時候，可以改為繼承AndroidViewMode，這個類會返回一個帶有Context的建構函式。

4. ViewMode的生命週期

ViewMode在其生命週期的範圍內會一直儲存在記憶體中，當依附的Activity被finish後才會銷燬，或者當依附的Fragment detached後進行銷燬。為了驗證，我們在上述的例子中，每個生命週期中打出相應的log，然後在MyViewMode的loadUser和getUser也打出相應的log。然後程式執行後執行橫豎屏切換來讓生命週期重新Oncreate，然後檢視得到的log如下：

2018-07-31 10:34:48.573 30315-30315/jinfeng.myapplication E/wangjinfeng: MainActivity onCreate
2018-07-31 10:34:48.607 30315-30315/jinfeng.myapplication E/wangjinfeng: ViewModel getUsers
2018-07-31 10:34:48.607 30315-30315/jinfeng.myapplication E/wangjinfeng: ViewModel loadUsers
2018-07-31 10:34:48.612 30315-30315/jinfeng.myapplication E/wangjinfeng: MainActivity onResume
2018-07-31 10:34:51.044 30315-30315/jinfeng.myapplication E/wangjinfeng: MainActivity onStop
2018-07-31 10:34:51.045 30315-30315/jinfeng.myapplication E/wangjinfeng: MainActivity onDestroy
2018-07-31 10:34:51.102 30315-30315/jinfeng.myapplication E/wangjinfeng: MainActivity onCreate
2018-07-31 10:34:51.142 30315-30315/jinfeng.myapplication E/wangjinfeng: ViewModel getUsers
2018-07-31 10:34:51.148 30315-30315/jinfeng.myapplication E/wangjinfeng: MainActivity onResume
2018-07-31 10:35:01.437 30315-30315/jinfeng.myapplication E/wangjinfeng: MainActivity onStop
2018-07-31 10:35:01.438 30315-30315/jinfeng.myapplication E/wangjinfeng: MainActivity onDestroy
2018-07-31 10:35:01.485 30315-30315/jinfeng.myapplication E/wangjinfeng: MainActivity onCreate
2018-07-31 10:35:01.509 30315-30315/jinfeng.myapplication E/wangjinfeng: ViewModel getUsers
2018-07-31 10:35:01.519 30315-30315/jinfeng.myapplication E/wangjinfeng: MainActivity onResume
2018-07-31 10:35:04.550 30315-30315/jinfeng.myapplication E/wangjinfeng: MainActivity onStop
2018-07-31 10:35:04.551 30315-30315/jinfeng.myapplication E/wangjinfeng: ViewModel onCleared
2018-07-31 10:35:04.551 30315-30315/jinfeng.myapplication E/wangjinfeng: MainActivity onDestroy
複製程式碼

當開啟應用後，執行onCreate的時候，ViewMode會通過呼叫getUsers和loadUsers來獲取資料，當切換手機橫豎屏後，MainActivity會destroy並重新onCreate來重構當前介面，所以我們在log中會看到生命週期再次重新觸發onCreate，但是ViewMode僅僅呼叫了getUsers來返回資料，並沒有呼叫loadUsers，我們再回頭看上面getUsers的邏輯，當判斷users資料為空的情況下，才會去執行loadUsers，這樣也就意味著，我們切換橫豎屏後，activity被銷燬並重建後，user的資料並沒有丟失，所以並沒有重新執行獲取資料的操作。

細心的讀者可能發現了，在日誌的最後，ViewMode會執行onCleared操作，這個是ViewMode的一個回撥，表明當前Activity要徹底關閉，ViewMode需要做一些回收清理的操作，如下程式碼：

@Override
    protected void onCleared() {
        super.onCleared();
        /**
         * 這裡可以執行一些資源釋放、資料清理的操作
         */
    }
複製程式碼

下面用一張圖來標註ViewMode的生命週期與Activity的生命週期的關聯，如下圖所示：

5. 應用舉例：利用ViewMode進行Fragment之間的資料互動

我們在平日裡會遇到這樣的場景，比如檔案管理器這個應用，檔案管理器的主介面通過一個MainFragment進行封裝實現，主要呈現各個檔案類別的入口，比如有音樂、視訊、圖片、文件等的入口，點選對應的入口項，會進入對應的詳情頁，而詳情頁是由另外一個DetailFragment實現。我們傳統的實現方案是在DetailFragment中抽象暴露出一些回撥介面，然後當在MainFragment進行點選不同的入口時，執行DetailFragment中的回撥介面來展示不同的Detail詳情內容。

同樣，我們也可以利用ViewMode來實現上述場景，關鍵程式碼如下所示：

public class SharedViewModel extends ViewModel {
    //selected儲存的是被選中的item的狀態或者資料
    private final MutableLiveData<Item> selected = new MutableLiveData<Item>();

    //主要通過masterFragment進行呼叫互動，用來更新selected中的值
    public void select(Item item) {
        selected.setValue(item);
    }

    //主要給detailFragment進行回撥，用來通知selected的值的更新情況
    public LiveData<Item> getSelected() {
        return selected;
    }
}

public class MasterFragment extends Fragment {
    private SharedViewModel model;
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        model = ViewModelProviders.of(getActivity()).get(SharedViewModel.class);
        itemSelector.setOnClickListener(item -> {
            //當點選某一個item的時候，更新viewmode中的selected的值
            model.select(item);
        });
    }
}

public class DetailFragment extends Fragment {
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        //在onCreate中繫結ViewMode的selected的值，當有更新時通知DetailFragment
        SharedViewModel model = ViewModelProviders.of(getActivity()).get(SharedViewModel.class);
        model.getSelected().observe(this, item -> {
           // Update the UI.
        });
    }
}
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上述程式碼的邏輯很簡單，MasterFragment與DetailFragment並不直接進行互動，而是各自與ViewMode進行互動，MasterFragment用來更新維護ViewMode中的資料，DetailFragment可以收到來自ViewMode中資料更新的通知。這樣便達到了兩個frangment之間的資料通訊。

6. 後記

ViewMode其實還有很多應用場景，但是需要和LiveData、Room等其他的JetPack構件一起使用效果更佳，所以這裡先賣個關子，等後續內容將LiveData、Room等內容都涉及到後，我們統一利用這些構件來嘗試做一些更牛叉的事情。