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说说MVVM

写在前面

关于软件架构模式(确切的说是一种软件编码规范或者软件开发模式),这几年骂战不断。争论的焦点主要是在MVC、MVVM、MVP哪种架构最好,哪种架构才是最牛逼的、扩展性更强的、可维护性更高的。笔者不才,在实际项目中很少用过MVP架构,对于MVP的掌握也是只停留在写写Demo阶段。本篇文章主要着重介绍下MVVM架构在真实项目当中的应用,以及抛开RAC,我们如何自己动手写一个View和ViewModel之间的绑定框架。

MVVM扫盲

MVVM(Model–View–Viewmodel)是一种软件架构模式。

MVVM有助于将图形用户界面的开发与业务逻辑或后端逻辑(数据模型)的开发分离开来,这是通过置标语言或GUI代码实现的。MVVM的视图模型是一个值转换器, 这意味着视图模型负责从模型中暴露(转换)数据对象,以便轻松管理和呈现对象。在这方面,视图模型比视图做得更多,并且处理大部分视图的显示逻辑。 视图模型可以实现中介者模式,组织对视图所支持的用例集的后端逻辑的访问。

MVVM是马丁·福勒的PM(Presentation Model)设计模式的变体。 MVVM以相同的方式抽象出视图的状态和行为,但PM以不依赖于特定用户界面平台的方式抽象出视图(创建了视图模型)。

MVVM和PM都来自MVC模式。

MVVM由微软架构师Ken Cooper和Ted Peters开发,通过利用WPF(微软.NET图形系统)和Silverlight(WPF的互联网应用派生品)的特性来简化用户界面的事件驱动程序设计。 微软的WPF和Silverlight架构师之一John Gossman于2005年在他的博客上发表了MVVM。

MVVM也被称为model-view-binder,特别是在不涉及.NET平台的实现中。ZK(Java写的一个Web应用框架)和KnockoutJS(一个JavaScript库)使用model-view-binder。

以上内容均来自维基百科。MVVM wikipedia。

简单的讲,MVVM是MVC的改进版。我们都知道MVC软件架构模式是苹果推荐的开发模式。

MVC中的M就是单纯的从网络获取回来的数据模型,V指的我们的视图界面,而C就是我们的ViewController。

在其中,ViewController负责View和Model之间调度,View发生交互事件会通过target-action或者delegate方式回调给ViewController,与此同时ViewController还要承担把Model通过KVO、Notification方式传来的数据传输给View用于展示的责任。随着业务越来越复杂,视图交互越复杂,导致Controller越来越臃肿,负重前行。脏活累活都它干了,到头来还一点不讨好。福报修多了的结果就是,不行了就重构你,重构不了就换掉你。

来一张斯坦福老头经典的MVC架构图。

image.png

所以为了解决这个问题,MVVM就闪亮登场了。他把View和Contrller都放在了View层(相当于把Controller一部分逻辑抽离了出来),Model层依然是服务端返回的数据模型。而ViewModel充当了一个UI适配器的角色,也就是说View中每个UI元素都应该在ViewModel找到与之对应的属性。除此之外,从Controller抽离出来的与UI有关的逻辑都放在了ViewModel中,这样就减轻了Controller的负担。

我简单的画了下MVVM的架构图。

image.png

mvvm-arch.png

从以上的架构图中,我们可以很清晰的梳理出各自的分工。

View层:视图展示。包含UIView以及UIViewController,View层是可以持有ViewModel的。

ViewModel层:视图适配器。暴露属性与View元素显示内容或者元素状态一一对应。一般情况下ViewModel暴露的属性建议是readOnly的,至于为什么,我们在实战中会去解释。还有一点,ViewModel层是可以持有Model的。

Model层:数据模型与持久化抽象模型。数据模型很好理解,就是从服务器拉回来的JSON数据。而持久化抽象模型暂时放在Model层,是因为MVVM诞生之初就没有对这块进行很细致的描述。按照经验,我们通常把数据库、文件操作封装成Model,并对外提供操作接口。(有些公司把数据存取操作单拎出来一层,称之为DataAdapter层,所以在业内会有很多MVVM的变种,但其本质上都是MVVM)。

Binder:MVVM的灵魂。可惜在MVVM这几个英文单词中并没有它的一席之地,它的最主要作用是在View和ViewModel之间做了双向数据绑定。如果MVVM没有Binder,那么它与MVC的差异不是很大。

我们发现,正是因为View、ViewModel以及Model间的清晰的持有关系,所以在三个模块间的数据流转有了很好的控制。

这里给大家推荐一篇博文猿题库iOS客户端架构设计,其架构图如下。

image.png

猿题库Arch.png

猿题库的架构本质上不是MVC也不是MVVM,它是两种架构演进的一种架构模式。博文中对于MVC和MVVM的优缺点做了简单的介绍。

  • MVC缺点:Massive View Controller,也就是胖VC。

  • MVVM缺点:1.学习成本高。2.DEBUG困难。

但博文中关于MVVM的阐述有两处笔者不太赞同。

  • MVVM绝不等于RAC,所以MVVM并不存在DEBUG难的问题。

  • MVVM正是因为跟RAC不对等,所以博文中“MVVM一个首要的缺点是,MVVM的学习成本和开发成本都很高”这句话也是不成立的。

MVVM架构本身并不复杂,而且不用RAC我们依然可以通过KVO、类KVO的方式来帮我们实现View和ViewModel绑定器功能。

关于猿题库iOS客户端架构设计是否合理,因为笔者不了解其具体业务,所以不能妄下结论。但是有一点可以肯定的是,MVVM ≠ RAC。

一年一度的QA环节来了。

Q:View和ViewModel之间是否一定要解耦?

A:View持有ViewModel,ViewModel不能持有View(即ViewModel不能依赖UIKit中任何东西)。说明白了吧?  解耦是有一定成本的,不管是通过Category或者中间件,消息链条都会无形之中变长,会有一定的DEBUG成本。

Q:为什么ViewModel不能持有View?

A:这个很好理解啊兄dei,主要有两方面原因:1.ViewModel可测性,即单元测试方便进行。2.团队人员可分离开发(View和ViewModel开发可以是两个人同时进行)。

MVVM结合RAC

ReativeCocoa相信大家并不陌生,这个函数响应式框架在Github中已经有将近2w star 。RAC是个非常优秀的框架,它可以独立于MVVM而存在。如果只是把它理解成MVVM中View和ViewModel Binder角色的话,那就有点大材小用了。本文不会对RAC进行展开分析,感兴趣的可以自行实践一下。

RAC特点:

  • 语法怪异,杂交种。(函数式+响应式编程组合)

  • 万物皆可盘。(事件信号RACSignal贯穿整个框架)

  • 把离散的函数调用撺成一坨。(个人感觉跟Promise很像)

总结:RAC是一种编程思维的改变,所以其缺点很明显,学习成本很大!!!

具体RAC的使用,可以参考官方文档,自行实践一下,这里不再展开。

MVVM结合非RAC(IQDataBinding)

通过MVVM扫盲部分,我们了解到,Binder在MVVM中扮演了View和ViewModel数据通信者的角色。

了解过Android开发的同学都知道,Java有个好东西,那就是注解(Annotation)。在开发Android App的时候,可以在XML中通过注解的方式标记View和ViewModel的绑定关系。编译器在编译过程中,会自动生成XML和ViewModel的绑定类(Binder)。

注解功能很强大,但是不幸的是,我们iOS(Objective-C)没有!!!Swift有没有注解笔者不太清楚,有知道的童鞋可以告诉我一下。

接下来我们将一步步实现一个View和ViewModel双向绑定的框架。

方案一:“躺爽法”

名次解释:所谓“躺爽法”(实在想不出用什么词描述这种最基础的方法了)和KVO,是相对于ViewModel >>> View而言的。

1.ViewModel >>> View:View不需要关心ViewModel属性的改变,View只需要提供更新视图的接口即可,ViewModel属性改变之后调用View提供的API更新视图。所以View这里没有做过多的事情,一切都是被动触发,所以我称作是“躺爽法”。

2.View >>> ViewModel:用户操作视图,比如一个开关按钮,这时候要同步给ViewModel。我们知道View是可以持有ViewModel的,所以在View中我们可以直接拿到ViewModel指针,进而通过ViewModel暴露的方法而更新值。

高能预警:这种最基础的方法,实际上是MVC!!!他本身没有解决“Massive View Controller”问题。也就是说为了ViewModel中不依赖于View,必须通过Controller中转,依然会有一堆胶水代码。所以这种解决方案并不是MVVM!!!不是故意给大家挖坑,只是意在提醒大家,阅读文章的时候要举一反三,更不要被一些脏乱差的文章混淆视听。

方案一:KVO

1.ViewModel >>> View:ViewModel属性改变之后,通知View进行视图布局。这种最熟悉不过,通过KVO即可实现。

2.View >>> ViewModel:用户操作视图,通过ViewModel暴露的更新方法而更新值(设置属性值时要避开触发KVO监听,否则会出现死循环)。

Talk is cheap,show me the code!  

我们以大家最熟悉的Cell举例子。

ViewModel

////  IQMVVMDemoViewModel.h//#import NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN@interface IQMVVMDemoViewModel : NSObject@property (nonatomic, copy, readonly) NSString *userName;@property (nonatomic, copy, readonly) NSString *userPwd;+ (IQMVVMDemoViewModel *)demoViewWithName:(NSString *)userName withPwd:(NSString *)userPwd;- (void)updateViewModelWithName:(NSString *)userName withPwd:(NSString *)userPwd;@endNS_ASSUME_NONNULL_END
////  IQMVVMDemoViewModel.m//  #import "IQMVVMDemoViewModel.h"@interface IQMVVMDemoViewModel ()@property (nonatomic, copy, readwrite) NSString *userName;@property (nonatomic, copy, readwrite) NSString *userPwd;@end@implementation IQMVVMDemoViewModel+ (IQMVVMDemoViewModel *)demoViewWithName:(NSString *)userName withPwd:(NSString *)userPwd {    IQMVVMDemoViewModel *viewModel = [[IQMVVMDemoViewModel alloc]init];    viewModel.userName  = userName;    viewModel.userPwd   = userPwd;    return viewModel;}- (void)updateViewModelWithName:(NSString *)userName withPwd:(NSString *)userPwd {    _userName   = userName;    _userPwd    = userPwd;}@end

View

////  IQMVVMDemoView.h//  #import NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN@class IQMVVMDemoViewModel;@interface IQMVVMDemoView : UITableViewCell- (void)updateViewWithViewModel:(IQMVVMDemoViewModel *)viewModel;@endNS_ASSUME_NONNULL_END
////  IQMVVMDemoView.m//  #import "IQMVVMDemoView.h"#import "IQMVVMDemoViewModel.h"@interface IQMVVMDemoView ()@property (nonatomic, strong) UITextField *userNameField;@property (nonatomic, strong) UITextField *userPwdField;@property (nonatomic, strong) IQMVVMDemoViewModel *viewModel;@end@implementation IQMVVMDemoView#pragma mark--Life Cycle--- (void)dealloc {    [self.viewModel removeObserver:self forKeyPath:@"userName"];    [self.viewModel removeObserver:self forKeyPath:@"userPwd"];}- (instancetype)initWithStyle:(UITableViewCellStyle)style reuseIdentifier:(NSString *)reuseIdentifier {    if (self = [super initWithStyle:style reuseIdentifier:reuseIdentifier]) {        [self setupSubviews];    }    return self;}#pragma Public & Private Methods--- (void)setupSubviews {    [self.contentView addSubview:self.userNameField];    [self.contentView addSubview:self.userPwdField];    /*     这里做布局,不写了啊     */}- (void)updateViewWithViewModel:(IQMVVMDemoViewModel *)viewModel {    self.viewModel = viewModel;    [self.viewModel addObserver:self forKeyPath:@"userName" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:NULL];    [self.viewModel addObserver:self forKeyPath:@"userPwd" options:NSKeyValueObservingOptionNew context:NULL];}#pragma mark--Delegates & KVO--- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context {    if ([keyPath isEqualToString:@"userName"]) {        self.userNameField.text = change[NSKeyValueChangeNewKey];    } else if([keyPath isEqualToString:@"userPwd"]) {        self.userPwdField.text = change[NSKeyValueChangeNewKey];    }}- (void)textFieldDidEndEditing:(UITextField *)textField {    /*更新ViewModel*/    if (textField == self.userNameField) {        self.userNameField.text = textField.text;    } else {        self.userPwdField.text = textField.text;    }    [self.viewModel updateViewModelWithName:self.userNameField.text withPwd:self.userPwdField.text];}#pragma mark--Getters & Setters--- (UITextField *)userNameField {    if (!_userNameField) {        _userNameField = [[UITextField alloc]init];        _userNameField.delegate = self;    }    return _userNameField;}- (UITextField *)userPwdField {    if (!_userPwdField) {        _userPwdField = [[UITextField alloc]init];        _userPwdField.delegate = self;    }    return _userPwdField;}@end

至此,我们大致把View和ViewModel之间数据通信方式给理清了。但是大家都知道KVO存在各种问题,而且每次监听一个属性都要写大量的代码(注册、移除、收到监听的处理)。所以方案一存在以下问题:

  • 直接使用KVO方式,每次都要写大量的注册、移除等代码,没有做到自动移除。

  • 如果没有移除监听可能直接导致Crash,使用姿势不方便。

方案二:类KVO(IQDataBinding)

名词解释:之所以称之为类KVO,是因为方案二本质上是通过KVO来实现的。不过IQDataBinding实现了自动移除,且支持函数式、链式调用,使用姿势比较优雅。

空说无凭,我们来看看IQDataBinding如何使用

Controller

/*引入NSObject+IQDataBinding头文件*/- (void)configData {    self.contentModel = [[ContentModel alloc]init];    self.contentModel.title = @"lobster";    self.contentModel.content = @"123456";        /*View和ViewModel之间绑定*/    [self.contentView bindModel:self.contentModel];    }

View

/*ViewModel >>> View*/- (void)setUpSubviews {        [self addSubview:self.loginTextField];    [self addSubview:self.pwdTextField];        self.loginTextField.frame = CGRectMake(0, 0, self.bounds.size.width, 30);    self.pwdTextField.frame = CGRectMake(0, 40, self.bounds.size.width, 30);        /*绑定ViewModel中title和content属性,发生改变自动触发View更新操作*/    __weak typeof(self)weakSelf = self;    self.bind(@"title",^(id value){        weakSelf.loginTextField.text = value;    }).bind(@"content",^(id value){        weakSelf.pwdTextField.text = value;    });    }

/*View >>> ViewModel*/- (BOOL)textFieldShouldReturn:(UITextField *)textField {    [textField resignFirstResponder];    if (textField.text) {        /*函数式调用*/        self.update(@"content",textField.text).update(@"title",@"lobster");    }    return YES;}

IQDataBinding踩坑记:

  • View更新ViewModel属性时,如何让一个函数支持传输不同的参数类型?

  • View更新ViewModel时,如何避免触发KVO而导致死循环?

  • 如何自动移除KVO?

View更新ViewModel属性时,如何让一个函数支持传输不同的参数类型?

笔者借鉴了Masonry框架的解决方案,通过宏定义+不定参数解决了传输不同参数类型的问题。感兴趣的可以了解下Masonry中_MASBoxValue这个函数。

View更新ViewModel时,如何避免触发KVO而导致死循环?

很显然,通过setValue:forKey:函数会触发KVO回调,所以我的解决方案是获取到IVar,直接设置实例变量的值。但是object_setIvar(id _Nullable obj, Ivar _Nonnull ivar, id _Nullable value) 函数,只接收id类型的值。Stack Overflow查询之后,发现可以通过函数类型强转的方式来解决。

如何自动移除KVO?

这个问题就比较简单了,为了监控View的dealloc函数调用时机,我们可以通过Hook的方式,但是Hook不太推荐。尤其使用类似于Aspects(通过消息转发来实现,代价很高)进行Hook时,对于那种一秒钟调用超过1000次的业务场景会严重影响性能。所以我采用的方案是,通过给View添加一个关联对象来解决。因为我们知道对象释放时会先释放成员变量,然后再释放关联对象,所以我们可以在关联对象的dealloc方法里对观察者进行自动移除。

 /*给view添加一个关联对象IQWatchDog,IQWatchDog职责如下     1.存储@{绑定的Key,回调Block}对应关系。     2.根据@{绑定的Key,回调Block}中的Key,进行KVO监听。     3.监听view Dealloc事件,自动移除KVO监听。     */    IQWatchDog *viewAssociatedModel = objc_getAssociatedObject(self, &kViewAssociatedModelKey);    if (!viewAssociatedModel) {        viewAssociatedModel = [[IQWatchDog alloc]init];        viewAssociatedModel.target = model;        objc_setAssociatedObject(self, &kViewAssociatedModelKey, viewAssociatedModel, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);    }
@interface IQWatchDog : NSObject@property (nonatomic, weak) id target;@property (nonatomic, strong) NSMutableDictionary *keyPathsAndCallBacks;@end@implementation IQWatchDog- (void)dealloc {    [self.keyPathsAndCallBacks enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id  _Nonnull key, id  _Nonnull obj, BOOL * _Nonnull stop) {        [self.target removeObserver:self forKeyPath:key];    }];}- (void)observeKeyPath:(NSString *)keyPath callBack:(observerCallBack)callBack {    NSAssert(keyPath.length, @"keyPath不合法");    /*加载默认值*/    id value = [self.target valueForKeyPath:keyPath];    if (value) {        callBack(value);    }    /*添加观察者*/    [self.keyPathsAndCallBacks setObject:callBack forKey:keyPath];    [self.target addObserver:self forKeyPath:keyPath options:NSKeyValueObservingOptionNew context:NULL];}- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context {    observerCallBack callBack = self.keyPathsAndCallBacks[keyPath];    if (callBack) {        callBack(change[NSKeyValueChangeNewKey]);    }}- (void)removeAllObservers {    [self.keyPathsAndCallBacks enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id  _Nonnull key, id  _Nonnull obj, BOOL * _Nonnull stop) {        [self.target removeObserver:self forKeyPath:key];    }];}- (NSMutableDictionary *)keyPathsAndCallBacks {    if (!_keyPathsAndCallBacks) {        _keyPathsAndCallBacks = [NSMutableDictionary dictionary];    }    return _keyPathsAndCallBacks;}@end

再回忆下对象的释放过程

/*对象在释放时,最终都会走到这个函数*/void *objc_destructInstance(id obj) {    if (obj) {        // Read all of the flags at once for performance.        bool cxx = obj->hasCxxDtor();        bool assoc = obj->hasAssociatedObjects();                // This order is important.        if (cxx) object_cxxDestruct(obj);/*如果有成员变量,则先释放成员变量*/        if (assoc) _object_remove_assocations(obj);/*如果有关联对象,则释放关联对象*/        obj->clearDeallocating();/*清除SideTable中weak引用表,并把指向该对象的指针置为nil*/    }        return obj;}

GitHub地址:IQDataBinding,一个View和ViewModel双向绑定的框架

除此之外,再推荐一个比较好用的框架:KVOController  Simple, modern, thread-safe key-value observing for iOS and OS X.

对于开发者的建议

  • 不管是新、老团队,还是新、老项目,我都强烈建议大家尝试MVVM架构,再次强调的是:MVVM ≠ RAC。

  • 对于团队成员众多,项目遗留问题多的团队来说,我建议大家尝试MVVM+KVO+数据存取放到Model层的架构方案。

  • 不可否认的是,RAC是个特别优秀的框架,但是落地比较难,尤其在中国。

  • 不管哪种架构方式,执行落地都不是一件容易的事情。对于MVVM,我建议采用分步走的策略,即新功能用MVVM开发,老旧代码分步重构。而且要引入一些手段对代码进行静态检查,然后一步步把MVVM落到实处。再推荐点干货使用 OCLint 自定义 MVVM 规则。

撸主已参与掘金翻译计划,架构和组件化系列文章的更新节奏会慢下来。后续会不断把一些优秀的文章翻译出来并分享给大家,感谢关注。

文章首发GitHub https://github.com/Lobster-King/AppArticles

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作者:一线搬砖工人

链接:https://www.swifty.cc/p/0ae3c0d830e5

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