Android实现MVVM+LiveData+Retrofit

Android实现MVVM

MVVM简介:

MVVM(Model-View-ViewModel) 是由Mvp演变而来。

• View包含Ui布局，以及布局生命周期控制器（Activity,Fragment）

• DataBinding实现view层与viewModel数据的双向绑定(但实际上在Android Jetpack中DataBinding只存在于布局和布局生命周期控制器之间,当数据变化绑定到布局生命周期控制器时再转发给ViewModel,布局控制器可以持有DataBinding但ViewModel不应该持有DataBinding)

• ViewModel负责处理数据和实现业务逻辑，但是ViewModel层不应该直接或者间接地持有View层的任何引用,因为一个ViewModel不应该直达自己具体是和哪一个View进行交互的.ViewModel主要的工作就是将Model提供来的数据直接翻译成View层能够直接使用的数据,并将这些数据暴露出去,同时ViewModel也可以发布事件,供View层订阅.

ViewModel:

ViewModel是一个可以用来存储UI相关的数据的类。ViewModel的生命周期会比创建它的Activity、Fragment的生命周期长,禁止在ViewModel的持有Activity、Fragment、View等对象，这样会引起内存泄漏。如果需要在ViewModel中引用Context的话，google为我们提供了AndroidViewModel 类来供我们使用。

ViewModel优点：

1. 不会因为屏幕旋转或者其他配置改变(比如切换到多窗口模式)而销毁，避免数据重新创建，比如网络数据重新加载的情况。
2. 当Activity或者Fragment的正常销毁的时候，自动清除数据，也就是绑定了Activity或者Fragment的生命周期，避免了内存泄漏。
3. 多个Fragment之间或者Activity和Fragment之间更好地传递数据，进行交互。

官方案例：在 Fragment 之间共享数据
Activity 中的两个或更多 Fragment 需要相互通信是一种很常见的情况。想象一下主从 Fragment 的常见情况，假设您有一个 Fragment，在该 Fragment 中，用户从列表中选择一项，还有另一个 Fragment，用于显示选定项的内容。这种情况不太容易处理，因为这两个 Fragment 都需要定义某种接口描述，并且所有者 Activity 必须将两者绑定在一起。此外，这两个 Fragment 都必须处理另一个 Fragment 尚未创建或不可见的情况。

可以使用 ViewModel 对象解决这一常见的难点。这两个 Fragment 可以使用其 Activity 范围共享 ViewModel 来处理此类通信，如以下示例代码所示：

    public class SharedViewModel extends ViewModel {
        private final MutableLiveData selected = new MutableLiveData();

        public void select(Item item) {
            selected.setValue(item);
        }

        public LiveData getSelected() {
            return selected;
        }
    }

    public class MasterFragment extends Fragment {
        private SharedViewModel model;

        public void onViewCreated(@NonNull View view, Bundle savedInstanceState) {
            super.onViewCreated(view, savedInstanceState);
            model = new ViewModelProvider(requireActivity()).get(SharedViewModel.class);
            itemSelector.setOnClickListener(item -> {
                model.select(item);
            });
        }
    }

    public class DetailFragment extends Fragment {

        public void onViewCreated(@NonNull View view, Bundle savedInstanceState) {
            super.onViewCreated(view, savedInstanceState);
            SharedViewModel model = new ViewModelProvider(requireActivity()).get(SharedViewModel.class);
            model.getSelected().observe(getViewLifecycleOwner(), { item ->
               // Update the UI.
            });
        }
    }
    

**请注意：**这两个 Fragment 都会检索包含它们的 Activity。这样，当这两个 Fragment 各自获取 ViewModelProvider 时，它们会收到相同的 SharedViewModel 实例（其范围限定为该 Activity）。

此方法具有以下优势：

• Activity 不需要执行任何操作，也不需要对此通信有任何了解。
• 除了 SharedViewModel 约定之外，Fragment不需要相互了解。如果其中一个 Fragment 消失，另一个 Fragment 将继续照常工作。
• 每个 Fragment 都有自己的生命周期，而不受另一个 Fragment 的生命周期的影响。如果一个 Fragment 替换另一个Fragment，界面将继续工作而没有任何问题。

ViewModel 和 onSaveInstanceState 区别

ViewModel

1. 缓存在内存中的，相当于本地缓存和网络缓存读写比较快
2. 可以存较大的值，比如bitmap、大对象等等
3. 数据绑定了Activity或者Fragment的生命周期，当Activity正常关闭的时候，都会清除ViewModel中的数据.比如
   | 调用finish()
   || 按返回键退出，
   || 用户直接杀进程或者是放后台内存不足，被回收了
4. 在Activity旋转或者其他配置改变的时候，ViewModel里面是还有值得，不会销毁，
5. ViewModel也可以使用本地存储,通过SavedStateHandle实现的，使用SavedStateViewModelFactory这个工厂，这里就不多介绍了,已经是正式版本了，引用是implementation "androidx.lifecycle:lifecycle-viewmodel-savedstate:2.2.0

onSaveInstanceState

1. 仅适合可以序列化再反序列化的少量数据
2. 不适合数量可能较大的数据，如用数组或Bitmap。可以存一些简单的基本类型和简单的小对象、例如字符串，和一些id
3. 会把数据存储到磁盘上

注意: 对于复杂的大型数据，请使用 数据库 或者 SharedPreferences

LiveData

LiveData 是一种可观察的数据存储器类。与常规的可观察类不同，LiveData 具有生命周期感知能力，意指它遵循其他应用组件（如 Activity、Fragment 或 Service）的生命周期。这种感知能力可确保 LiveData 仅更新处于活跃生命周期状态的应用组件观察者。
特点：

• 数据可以被观察者订阅；
• 能够感知组件（Fragment、Activity、Service）的生命周期；
• 只有在组件出于激活状态（STARTED、RESUMED）才会通知观察者有数据更新；

使用LiveData的理由：

• 能够保证数据和UI统一，

  这个和LiveData采用了观察者模式有关，LiveData是被观察者，当数据有变化时会通知观察者（UI）。

• 减少内存泄漏

这是因为LiveData能够感知到组件的生命周期，当组件处于DESTROYED状态时，观察者对象会被清除掉。

• 当Activity停止时不会引起崩溃

这是因为组件处于非激活状态时，不会收到LiveData中数据变化的通知。

• 不需要额外的手动处理来响应生命周期的变化

这一点同样是因为LiveData能够感知组件的生命周期，所以就完全不需要在代码中告诉LiveData组件的生命周期状态。

• 组件和数据相关的内容能实时更新

组件在前台的时候能够实时收到数据改变的通知，这是可以理解的。当组件从后台到前台来时，LiveData能够将最新的数据通知组件，这两点就保证了组件中和数据相关的内容能够实时更新。

• 针对configuration change时，不需要额外的处理来保存数据

我们知道，当你把数据存储在组件中时，当configuration change（比如语言、屏幕方向变化）时，组件会被recreate，然而系统并不能保证你的数据能够被恢复的。当我们采用LiveData保存数据时，因为数据和组件分离了。当组件被recreate，数据还是存在LiveData中，并不会被销毁。

• 资源共享

通过继承LiveData类，然后将该类定义成单例模式，在该类封装监听一些系统属性变化，然后通知LiveData的观察者，这个在继承LiveData中会看到具体的例子。
 源码分析：

添加观察者

LiveData提供了两种添加观察者的方法：observeForever()、observe()。

• observeForever()

@MainThread
public void observeForever(@NonNull Observer observer) {
    observe(ALWAYS_ON, observer);
}

从方法的命名，我们也能对它的功能略知一二，通过observeForever()添加观察者，观察者会一直受到数据的变化回到，而不是在组件处于STARTED和RESUMED状态下才会收到，因为这是LifecycleOwner对象就不再是组件了，而是ALWAYS_ON；另外通过该方法添加观察者后，要手动调用removeObserver()方法来停止观察者接收回调通知。observeForever()方法体很简单，调用了observe()方法，传入的一个参数是ALWAYS_ON常量，重点看下ALWAYS_ON常量是个啥东东。

private static final LifecycleOwner ALWAYS_ON = new LifecycleOwner() {

    private LifecycleRegistry mRegistry = init();

    private LifecycleRegistry init() {
        LifecycleRegistry registry = new LifecycleRegistry(this);
        registry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_CREATE);
        registry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_START);
        registry.handleLifecycleEvent(Lifecycle.Event.ON_RESUME);
        return registry;
    }

    @Override
    public Lifecycle getLifecycle() {
        return mRegistry;
    }
};

ALWAYS_ON是LifecycleOwner常量，在init方法中会初始化Lifecycle的生命周期状态，完了之后，就没有改变过Lifecycle的生命周期状态了，这也就是为什么通过observeForever()添加观察者是，当数据改变时不管组件处于什么状态都会收到回调的原因，除非手动将观察者移除。

• observe()

@MainThread
public void observe(@NonNull LifecycleOwner owner, @NonNull Observer observer) {
    if (owner.getLifecycle().getCurrentState() == DESTROYED) {
        // ignore
        return;
    }
    //将LifecycleOwner对象和Observer对象封装成LifecycleBoundObserver对象。
    LifecycleBoundObserver wrapper = new LifecycleBoundObserver(owner, observer);
    // mObservers可以理解成一个类似Map的容器，putIfAbsent()方法是判断容器中的observer（key）
    // 是否有已经和wrapper(value)关联，如果已经关联则返回关联值，否则关联并返回wrapper。
    LifecycleBoundObserver existing = mObservers.putIfAbsent(observer, wrapper);
    if (existing != null && existing.owner != wrapper.owner) {
        throw new IllegalArgumentException("Cannot add the same observer"
                + " with different lifecycles");
    }
    if (existing != null) {
        return;
    }
    owner.getLifecycle().addObserver(wrapper); //条件LifecycleOwner的生命周期观察者
}

setValue

 /**
     * Sets the value. If there are active observers, the value will be dispatched to them.
     * 

     * This method must be called from the main thread. If you need set a value from a background
     * thread, you can use {@link #postValue(Object)}
     *
     * @param value The new value
     */
    @MainThread
    protected void setValue(T value) {
        assertMainThread("setValue");
        mVersion++;
        mData = value;
        dispatchingValue(null);
    }

**dispatchingValue(null)**方法用于通知观察者

组件（Fragment/Activity）生命周期发生变化

在LiveData.observe()方法中添加了组件（实现了LifecycleOwner接口的Fragment和Activity）生命周期观察者。而这个观察者就是LifecycleBoundObserver对象，下面我们看下LifecycleBoundObserver具体实现。

class LifecycleBoundObserver implements GenericLifecycleObserver {
    public final LifecycleOwner owner;
    public final Observer observer;
    public boolean active;
    public int lastVersion = START_VERSION;

    LifecycleBoundObserver(LifecycleOwner owner, Observer observer) {
        this.owner = owner;
        this.observer = observer;
    }

    @Override
    public void onStateChanged(LifecycleOwner source, Lifecycle.Event event) {
        // LifecycleOwner对象生命周期发生变化时，会通过该回调方法通知过来。
        // 如果当前处于Lifecycle.State.DESTROYED时，会自动将观察者移除。
        if (owner.getLifecycle().getCurrentState() == DESTROYED) {
            removeObserver(observer);
            return;
        }
        // 判断是否处于actived状态，并将结果作为参数传递给activeStateChanged()
        activeStateChanged(isActiveState(owner.getLifecycle().getCurrentState()));
    }

    void activeStateChanged(boolean newActive) {
        if (newActive == active) { //新状态和之前状态相同，不处理
            return;
        }
        active = newActive;
        boolean wasInactive = LiveData.this.mActiveCount == 0;
        LiveData.this.mActiveCount += active ? 1 : -1;
        if (wasInactive && active) { //处于激活状态的observer个数从0到1
            onActive();
        }
        if (LiveData.this.mActiveCount == 0 && !active) { //处于激活状态的observer个数从1变为0
            onInactive();
        }
        if (active) {
            dispatchingValue(this); 
        }
    }
}

通过observe()方法添加观察者时，当组件（Fragment/Activity）生命周期发生变化时，onStateChanged()方法会被调用。如果通过observeForever()方法添加观察者时，只有在常量ALWAYS_ON初始化的时候，onStateChanged()方法会被调用三次（CREATED、STARTED、RESUMED），后面就不会收到DESTROYED的状态，这也就是为什么要通过removeObserver()方法手动移除观察者的原因。
onActive()和onInactive()都是空实现的方法，继承类可以选择去实现。我们看下dispatchingValue()方法的具体实现。

private void dispatchingValue(@Nullable LifecycleBoundObserver initiator) {
    if (mDispatchingValue) {
        mDispatchInvalidated = true;
        return;
    }
    mDispatchingValue = true;
    do {
        mDispatchInvalidated = false;
        if (initiator != null) {  // initiator不为空，考虑通知回调
            considerNotify(initiator);
            initiator = null;
        } else { // initiator为空，考虑通知mObservers容器中对象回调
            for (Iterator, LifecycleBoundObserver>> iterator =
                    mObservers.iteratorWithAdditions(); iterator.hasNext(); ) {
                considerNotify(iterator.next().getValue());
                if (mDispatchInvalidated) {
                    break;
                }
            }
        }
    } while (mDispatchInvalidated);
    mDispatchingValue = false;
}

private void considerNotify(LifecycleBoundObserver observer) {
    if (!observer.active) {
        return;
    }
    if (!isActiveState(observer.owner.getLifecycle().getCurrentState())) {
        observer.activeStateChanged(false);
        return;
    }
    if (observer.lastVersion >= mVersion) {
        return;
    }
    observer.lastVersion = mVersion;
    // 最终回调的地方，也就是调用observe()或者observeForever()是传入的Observer对象。
    observer.observer.onChanged((T) mData);
}

改变LiveData数据

LiveData提供了两种改变数据的方法：setValue()和postValue()。区别是setValue()要在主线程中调用，而postValue()既可在主线程也可在子线程中调用。我们先看setValue()方法的具体实现：

@MainThread
protected void setValue(T value) {
    assertMainThread("setValue"); //判断当前线程是否是主线程，不是主线程就抛出异常
    mVersion++;
    mData = value;
    dispatchingValue(null);
}

再看下postValue()方法的具体实现：

protected void postValue(T value) {
    boolean postTask;
    synchronized (mDataLock) {
        postTask = mPendingData == NOT_SET;
        mPendingData = value;
    }
    if (!postTask) {
        return;
    }
    // 会在主线程中执行  mPostValueRunnable中的内容。
    ArchTaskExecutor.getInstance().postToMainThread(mPostValueRunnable); 
}

private final Runnable mPostValueRunnable = new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        Object newValue;
        synchronized (mDataLock) {
            newValue = mPendingData;
            mPendingData = NOT_SET;
        }
        // 在主线程中调用setValue()方法
        setValue((T) newValue); 
    }
};

postValue()方法通过ArchTaskExecutor实现在主线程中执行mPostValueRunnable对象中的内容，而在mPostValueRunnable中最终会调用setValue()方法来实现改变LiveData存储的数据。

转换 LiveData

您可能希望在将 LiveData 对象分派给观察者之前对存储在其中的值进行更改，或者您可能需要根据另一个实例的值返回不同的 LiveData 实例。Lifecycle 软件包会提供 Transformations 类，该类包括可应对这些情况的辅助程序方法。

Transformations.map()
对存储在 LiveData 对象中的值应用函数，并将结果传播到下游。

    LiveData userLiveData = ...;
    LiveData userName = Transformations.map(userLiveData, user -> {
        user.name + " " + user.lastName
    });
    

Transformations.switchMap()
与 map() 类似，对存储在 LiveData 对象中的值应用函数，并将结果解封和分派到下游。传递给 switchMap() 的函数必须返回 LiveData 对象，如以下示例中所示：

    private LiveData getUser(String id) {
      ...;
    }

    LiveData userId = ...;
    LiveData user = Transformations.switchMap(userId, id -> getUser(id) );