Android Jetpack系列之MVI架构

_小马快跑_
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写在前面

在之前介绍MVVM的文章中，介绍了常用的MVC、MVP、MVVM架构及其对MVVM的封装使用，其中MVVM的主旨可以理解为数据驱动：Repository提供数据，ViewModel中发送数据，UI层使用的LiveData订阅数据，当有数据变化时会主动通知UI层进行刷新。有兴趣的可以去看一下：

1、 Android Jetpack系列之MVVM使用及封装
2、Android Jetpack系列之MVVM使用及封装(续)

那么MVI又是什么呢？看了一些关于MVI的文章，大家都称MVI是(Model-View-Intent)，其中Intent称为意图(注意这里的Intent并不是页面跳转时使用的Intent)，MVI本质上是在MVVM的基础上将View与ViewModel之间的数据传递做了统一整合。

google官方文档中并没有MVI的说法，而是在之前的MVVM架构基础上进行了升级，其主旨意思与MVI很相近，为了保持一致，后续介绍的MVVM升级版架构统一称之为MVI架构。

MVI vs MVVM

新旧架构对比

  • 旧版MVVM架构： MVVM

  • 新版MVVM或者称之为MVI： 新版MVVM or 称之为MVI

差异1、LiveData < T> 改为Flow< UIState>

关于LiveData的缺点：

  • LiveData的接收只能在主线程；
  • LiveData发送数据是一次性买卖，不能多次发送；
  • LiveData发送数据的线程是固定的，不能切换线程，setValue/postValue本质上都是在主线程上发送的。当需要来回切换线程时，LiveData就显得无能为力了。

Flow可以完美解决LiveData遇到的问题，既可以多次从上游发送数据，也可以灵活地切换线程，所以如果涉及到来回切线程，那么使用Flow是更优解。关于Flow的详细用法，感兴趣的同学可以参见：Android Kotlin之Flow数据流

注：如果项目中还没有切换到Kotlin，依然可以使用LiveData来发送数据；如果已经切换到Kotlin，那么更推荐使用Flow来发送数据。

还有一点区别，LiveData在旧版架构中传递的是单个实体数据，即每个数据都会对应一个LiveData，很显然，如果页面逻辑很复杂的话，会导致ViewModel中的LiveData膨胀；新版架构中通过Flow发送的统一为UIState了，UIState本质上也是一个data类，不同的是UIState会把View层相关的实体状态统一管控，这样在ViewModel中只需要一个Flow来统一交互即可。

差异2、交互规范

新版架构中，提出了单向数据流来管理页面状态的概念：即数据的流向是固定的，整个数据流向是View -> ViewModel -> Model数据层 -> ViewModel获得数据 -> 根据UiState刷新View层。其中，事件 Events 向上流动、状态 UiState 向下流动的。整体流程如下：

  • ViewModel 会存储并公开界面要使用的状态。界面状态是经过 ViewModel 转换的应用数据。
  • 界面会向 ViewModel 发送用户事件通知。
  • ViewModel 会处理用户操作并更新状态。
  • 更新后的状态将反馈给界面以进行呈现。
  • 系统会对导致状态更改的所有事件重复上述操作。

官方给了一个点击书签的示例： 书签 上面是UI界面中添加书签的操作，点击之后成功添加书签，那么整个数据的流转过程如下： 数据流转示例

单向数据流提高了代码的可读性及修改的便利性。单向数据流有以下好处：

  • 数据一致性。界面只有一个可信来源。
  • 可测试性。状态来源是独立的，因此可独立于界面进行测试。
  • 可维护性。状态的更改遵循明确定义的模式，即状态更改是用户事件及其数据拉取来源共同作用的结果。

MVI实战

示例图

请添加图片描述

定义UIState & 编写ViewModel

class MViewModel : BaseViewModel<MviState, MviSingleUiState>() {
    //Repository中间层 管理所有数据来源 包括本地的及网络的
    private val mWanRepo = WanRepository()

    override fun initUiState(): MviState {
        return MviState(BannerUiState.INIT, DetailUiState.INIT)
    }

    //请求Banner数据
    fun loadBannerData() {
        requestDataWithFlow(
            showLoading = true,
            request = { mWanRepo.requestWanData("") },
            successCallback = { data ->
                sendUiState {
                    copy(bannerUiState = BannerUiState.SUCCESS(data))
                }
            },
            failCallback = {}
        )
    }

    //请求List数据
    fun loadDetailData() {
        requestDataWithFlow(
            showLoading = false,
            request = { mWanRepo.requestRankData() },
            successCallback = { data ->
                sendUiState {
                    copy(detailUiState = DetailUiState.SUCCESS(data))
                }
            },
        )
    }

    fun showToast() {
        sendSingleUiState(MviSingleUiState("触发了一次性消费事件！"))
    }
}

/**
 * 定义UiState 将View层所有实体类相关的都包括在这里，可以有效避免模板代码(StateFlow只需要定义一个即可)
 */
data class MviState(val bannerUiState: BannerUiState, val detailUiState: DetailUiState?) : IUiState
data class MviSingleUiState(val message: String) : ISingleUiState

sealed class BannerUiState {
    object INIT : BannerUiState()
    data class SUCCESS(val models: List<WanModel>) : BannerUiState()
}

sealed class DetailUiState {
    object INIT : DetailUiState()
    data class SUCCESS(val detail: RankModel) : DetailUiState()
}

其中MviState中定义的UIState即是View层相关的数据类，而MviSingleUiState中定义的是一次性消费事件，如Toast、跳转页面等，所以使用的Channel来交互，在前面的文章中已经讲到了，这里不再重复。

相关接口：

interface IUiState //重复性事件 可以多次消费
interface ISingleUiState //一次性事件，不支持多次消费

object EmptySingleState : ISingleUiState

//一次性事件，不支持多次消费
sealed class LoadUiState {
    data class Loading(var isShow: Boolean) : LoadUiState()
    object ShowMainView : LoadUiState()
    data class Error(val msg: String) : LoadUiState()
}
  • LoadUiState定义了页面加载的几种状态：正在加载Loading、加载成功ShowMainView、加载失败Error，几种状态的使用与切换在BaseViewModel中数据请求中进行了封装，具体使用可参考示例代码。
  • 如果页面请求中没有一次性消费事件，ViewModel初始化时可以直接传入EmptySingleState。

基类BaseViewModel

/**
 * ViewModel基类
 *
 * @param UiState 重复性事件，View层可以多次接收并刷新
 * @param SingleUiState 一次性事件，View层不支持多次消费 如弹Toast，导航Activity等
 */
abstract class BaseViewModel<UiState : IUiState, SingleUiState : ISingleUiState> : ViewModel() {
    /**
     * 可以重复消费的事件
     */
    private val _uiStateFlow = MutableStateFlow(initUiState())
    val uiStateFlow: StateFlow<UiState> = _uiStateFlow

    /**
     * 一次性事件 且 一对一的订阅关系
     * 例如：弹Toast、导航Fragment等
     * Channel特点
     * 1.每个消息只有一个订阅者可以收到，用于一对一的通信
     * 2.第一个订阅者可以收到 collect 之前的事件
     */
    private val _sUiStateFlow: Channel<SingleUiState> = Channel()
    val sUiStateFlow: Flow<SingleUiState> = _sUiStateFlow.receiveAsFlow()

    private val _loadUiStateFlow: Channel<LoadUiState> = Channel()
    val loadUiStateFlow: Flow<LoadUiState> = _loadUiStateFlow.receiveAsFlow()

    protected abstract fun initUiState(): UiState

    protected fun sendUiState(copy: UiState.() -> UiState) {
        _uiStateFlow.update { _uiStateFlow.value.copy() }
    }

    protected fun sendSingleUiState(sUiState: SingleUiState) {
        viewModelScope.launch {
            _sUiStateFlow.send(sUiState)
        }
    }

    /**
     * 发送当前加载状态： Loading、Error、Normal
     */
    private fun sendLoadUiState(loadState: LoadUiState) {
        viewModelScope.launch {
            _loadUiStateFlow.send(loadState)
        }
    }

    /**
     * @param showLoading 是否展示Loading
     * @param request 请求数据
     * @param successCallback 请求成功
     * @param failCallback 请求失败，处理异常逻辑
     */
    protected fun <T : Any> requestDataWithFlow(
        showLoading: Boolean = true,
        request: suspend () -> BaseData<T>,
        successCallback: (T) -> Unit,
        failCallback: suspend (String) -> Unit = { errMsg ->
            //默认异常处理，子类可以进行覆写
            sendLoadUiState(LoadUiState.Error(errMsg))
        },
    ) {
        viewModelScope.launch {
            //是否展示Loading
            if (showLoading) {
                sendLoadUiState(LoadUiState.Loading(true))
            }
            val baseData: BaseData<T>
            try {
                baseData = request()
                when (baseData.state) {
                    ReqState.Success -> {
                        sendLoadUiState(LoadUiState.ShowMainView)
                        baseData.data?.let { successCallback(it) }
                    }
                    ReqState.Error -> baseData.msg?.let {
                        error(it)
                    }
                }
            } catch (e: Exception) {
                e.message?.let { failCallback(it) }
            } finally {
                if (showLoading) {
                    sendLoadUiState(LoadUiState.Loading(false))
                }
            }
        }
    }

}

基类中StateFlow的默认值是通过initUiState()来定义的，并强制需要子类实现：

    override fun initUiState(): MviState {
        return MviState(BannerUiState.INIT, DetailUiState.INIT)
    }

这样当一进入页面时就会在监听到这些初始化事件，并作出反应，如果不需要处理，可以直接略过。requestDataWithFlow里封装了整个请求逻辑，

Repository数据支持

定义数据BaseData类：

class BaseData<T> {
    @SerializedName("errorCode")
    var code = -1
    @SerializedName("errorMsg")
    var msg: String? = null
    var data: T? = null
    var state: ReqState = ReqState.Error
}

enum class ReqState {
    Success, Error
}

基类BaseRepository：

open class BaseRepository {

    suspend fun <T : Any> executeRequest(
        block: suspend () -> BaseData<T>
    ): BaseData<T> {
        val baseData = block.invoke()
        if (baseData.code == 0) {
            //正确
            baseData.state = ReqState.Success
        } else {
            //错误
            baseData.state = ReqState.Error
        }
        return baseData
    }
}

基类中定义请求逻辑，子类中直接使用：

class WanRepository : BaseRepository() {
    val service = RetrofitUtil.getService(DrinkService::class.java)

    suspend fun requestWanData(drinkId: String): BaseData<List<WanModel>> {
        return executeRequest { service.getBanner() }
    }

    suspend fun requestRankData(): BaseData<RankModel> {
        return executeRequest { service.getRankList() }
    }
}

View层

/**
 * MVI示例
 */
class MviExampleActivity : BaseMviActivity() {

    private val mBtnQuest: Button by id(R.id.btn_request)
    private val mToolBar: Toolbar by id(R.id.toolbar)
    private val mContentView: ViewGroup by id(R.id.cl_content_view)
    private val mViewPager2: MVPager2 by id(R.id.mvp_pager2)
    private val mRvRank: RecyclerView by id(R.id.rv_view)

    private val mViewModel: MViewModel by viewModels()

    override fun getLayoutId(): Int {
        return R.layout.activity_wan_android_mvi
    }

    override fun initViews() {
        initToolBar(mToolBar, "Jetpack MVI", true, true, BaseActivity.TYPE_BLOG)
        mRvRank.layoutManager = GridLayoutManager(this, 2)
    }

    override fun initEvents() {
        registerEvent()
        mBtnQuest.setOnClickListener {
            mViewModel.showToast() //一次性消费
            mViewModel.loadBannerData()
            mViewModel.loadDetailData()
        }
    }

    private fun registerEvent() {
        /**
         * Load加载事件 Loading、Error、ShowMainView
         */
        mViewModel.loadUiStateFlow.flowWithLifecycle2(this) { state ->
            when (state) {
                is LoadUiState.Error -> mStatusViewUtil.showErrorView(state.msg)
                is LoadUiState.ShowMainView -> mStatusViewUtil.showMainView()
                is LoadUiState.Loading -> mStatusViewUtil.showLoadingView(state.isShow)
            }
        }
        /**
         * 一次性消费事件
         */
        mViewModel.sUiStateFlow.flowWithLifecycle2(this) { data ->
            showToast(data.message)
        }

        mViewModel.uiStateFlow.flowWithLifecycle2(this, prop1 = MviState::bannerUiState) { state ->
            when (state) {
                is BannerUiState.INIT -> {}
                is BannerUiState.SUCCESS -> {
                    mViewPager2.visibility = View.VISIBLE
                    mBtnQuest.visibility = View.GONE
                    val imgs = mutableListOf<String>()
                    for (model in state.models) {
                        imgs.add(model.imagePath)
                    }
                    mViewPager2.setIndicatorShow(true).setModels(imgs).start()
                }
            }

        }

        mViewModel.uiStateFlow.flowWithLifecycle2(this, Lifecycle.State.STARTED,
            prop1 = MviState::detailUiState) { state ->
            when (state) {
                is DetailUiState.INIT -> {}
                is DetailUiState.SUCCESS -> {
                    mRvRank.visibility = View.VISIBLE
                    val list = state.detail.datas
                    mRvRank.adapter = RankAdapter().apply { setModels(list) }
                }
            }

        }
    }

    override fun retryRequest() {
        //点击屏幕重试
        mViewModel.showToast() //一次性消费
        mViewModel.loadBannerData()
        mViewModel.loadDetailData()
    }

    /**
     * 展示Loading、Empty、Error视图等
     */
    override fun getStatusOwnerView(): View? {
        return mContentView
    }
}

先回看下新版架构图，View->ViewModel请求数据时通过events来进行传递，可以如在ViewModel中进行封装：

sealed class EVENT : IEvent {
    object Banner : EVENT()
    object Detail : EVENT()
  }
    
override fun dispatchEvent(event: EVENT) {
  when (event) {
    EVENT.Banner -> { loadBannerData() }
    EVENT.Detail -> {loadDetailData() }
}

那么View层中可以如下调用：

mViewModel.dispatchEvent(EVENT.Banner)
mViewModel.dispatchEvent(EVENT.Detail)

而在示例中在View层发送数据请求时，并没有在ViewModel中将请求进行封装，而是直接通过mViewModel.loadBannerData()进行的请求，个人认为封装Event的做法有点多余了。

总结

升级版的MVI架构相比于旧版MVVM架构，规范性更好，约束性也更强。具体来说：

  • Flow相比于LiveData来说，能力更强，尤其当遇到来回切线程时；
  • 定义了UIState来集中管理页面的数据状态，从而ViewModel中只需定义一个StateFlow来管理即可，减少模板代码。同时定义UIState也会带来副作用，即View层没有diff能力，会对每一次的事件进行全量更新，不过可以在View层将UIState里的内容细化监听来达到增量更新UI的目的。

但是并不是说新版的架构就一定适合你的项目，架构毕竟是一种规范，具体使用还需要见仁见智。

完整示例代码

完整示例代码参见：MVI 示例

资料

【1】 应用架构指南：https://developer.android.com/jetpack/guide?hl=zh-cn
【2】界面层架构：https://developer.android.com/jetpack/guide/ui-layer?hl=zh-cn#views
【3】界面事件：https://developer.android.com/jetpack/guide/ui-layer/events?hl=zh-cn#views

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