kotlin和MVVM的结合使用总结（二）

MVVM 架构详解

核心组件：ViewModel 和 LiveData

在 Android 中，MVVM 架构主要借助 ViewModel 和 LiveData 来实现。ViewModel 负责处理业务逻辑，而 LiveData 则用于实现数据的响应式更新。

ViewModel 的源码分析

ViewModel 的核心逻辑在 ViewModelStore 类中。ViewModelStore 是一个存储 ViewModel 的容器，内部使用 HashMap 来存储不同的 ViewModel 实例。以下是 ViewModelStore 的关键代码：

public class ViewModelStore {private final HashMap<String, ViewModel> mMap = new HashMap<>();final void put(String key, ViewModel viewModel) {ViewModel oldViewModel = mMap.put(key, viewModel);if (oldViewModel != null) {oldViewModel.onCleared();}}final ViewModel get(String key) {return mMap.get(key);}public final void clear() {for (ViewModel vm : mMap.values()) {vm.onCleared();}mMap.clear();}
}

ViewModel 利用 ViewModelStore 保证在配置变更（如屏幕旋转）时数据不丢失，并且将业务逻辑与 Activity、Fragment 分离，提高了代码的可维护性和可测试性。

LiveData 的源码分析

LiveData 基于观察者模式，通过 observe 方法添加观察者，当数据变化时，会调用 Observer 的 onChanged 方法更新 UI。

与 MVC 架构对比

MVC 架构的问题

在 MVC 架构中，Activity 既充当 View 又充当 Controller。在 Android 中，Activity 继承自 AppCompatActivity，其源码中包含大量视图初始化和事件处理代码，使得 Activity 变得复杂。例如：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);findViewById(R.id.button).setOnClickListener(v -> {// 处理点击事件});}
}

与 MVVM 相比，MVC 没有明确的职责划分，导致代码耦合度高，难以维护和扩展。

与 MVP 架构对比

MVP 架构的特点

MVP 中 Presenter 与 View 通过接口交互。Presenter 持有 View 接口的引用，在更新视图时调用接口方法。以下是一个简单的示例：

// View 接口
public interface MainView {void showData(String data);
}// Presenter 类
public class MainPresenter {private MainView view;public MainPresenter(MainView view) {this.view = view;}public void loadData() {// 模拟加载数据String data = "Hello, MVP!";view.showData(data);}
}

而 MVVM 采用数据绑定，ViewModel 无需持有 View 的引用，降低了耦合度，使得代码更加灵活和易于维护。

面试扩展：

MVVM 架构与其他架构区别

1. 请详细阐述 MVVM、MVC 和 MVP 架构在数据绑定机制上的差异，并说明这种差异如何影响代码的可维护性和扩展性。
   回答：

   • MVVM：在 Android 中借助 LiveData 实现数据绑定，以 LiveData 源码为例，它基于观察者模式，通过 observe 方法添加观察者，内部维护 mVersion 和 ObserverWrapper 的 mLastVersion 来控制数据分发。数据变化时，LiveData 会遍历观察者调用 onChanged 方法更新 UI，使得 View 和 ViewModel 之间的数据同步自动化，减少手动更新代码，提高可维护性与扩展性。例如在复杂 UI 界面中，数据更新无需在多处手动操作视图。
   • MVC：如在 Android 里 Activity 常兼具 View 和 Controller 职责，在 Activity 源码中，大量视图初始化和事件处理代码混杂，在更新视图时需手动在 Controller 部分（如 Activity 中的业务逻辑代码）编写更新视图的代码，这导致代码耦合度高，可维护性差。例如一个界面有多个视图需更新，代码中会有多处重复的视图更新逻辑，不利于扩展新功能。
   • MVP：Presenter 通过接口与 View 交互，更新视图时 Presenter 手动调用 View 接口方法。从代码结构看，Presenter 持有 View 引用，若业务逻辑复杂，Presenter 会变得臃肿，可维护性降低。且当 View 层变化时，Presenter 中调用 View 接口方法的代码也需大量修改，扩展性不佳。比如更换了视图框架，Presenter 中更新视图的方法基本都要调整。

2. 从架构组件的生命周期角度，分析 MVVM 与 MVP 架构的不同。
   回答：

   • MVVM：ViewModel 的生命周期由 ViewModelStore 和 ViewModelProvider 管理。ViewModelProvider 从 ViewModelStore 中创建或获取 ViewModel 实例，在配置变更（如屏幕旋转）时，ViewModel 实例不销毁，保证数据存储。而 LiveData 具有生命周期感知能力，通过 LifecycleOwner 控制观察者的注册与注销，只有当 LifecycleOwner 处于活跃状态（如 STARTED 或 RESUMED）时，观察者才会接收数据更新，避免内存泄漏等问题。
   • MVP：Presenter 与 View 通过接口交互，Presenter 持有 View 引用。但 Presenter 本身没有很好的生命周期管理机制，在配置变更时，若不妥善处理，Presenter 可能会持有旧的 View 引用，导致内存泄漏。例如在屏幕旋转时，若没有正确处理 Presenter 与 View 的关系，可能会出现空指针异常等问题。

LiveData 数据倒灌的源码级别分析

数据倒灌的原因

LiveData 内部维护了一个 mVersion 和 START_VERSION，mVersion 表示 LiveData 数据的版本号，每次数据更新时 mVersion 会递增。ObserverWrapper 是 Observer 的包装类，其中的 mLastVersion 记录了观察者最后一次接收到数据的版本号。

// LiveData 关键代码
private static abstract class ObserverWrapper {final Observer<? super T> mObserver;boolean mActive;int mLastVersion = START_VERSION;ObserverWrapper(Observer<? super T> observer) {mObserver = observer;}// ...
}

当新的观察者注册时，LiveData 会检查 mLastVersion 和 mVersion，如果 mLastVersion 小于 mVersion，则会将数据发送给观察者，从而导致数据倒灌。

解决方法原理

以 SingleLiveEvent 为例，它通过一个标志位 mPending 来控制数据是否已被消费。

import androidx.lifecycle.LiveData;
import androidx.lifecycle.MutableLiveData;import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;public class SingleLiveEvent<T> extends MutableLiveData<T> {private final AtomicBoolean mPending = new AtomicBoolean(false);@Overridepublic void observe(@NonNull LifecycleOwner owner, @NonNull Observer<? super T> observer) {super.observe(owner, t -> {if (mPending.compareAndSet(true, false)) {observer.onChanged(t);}});}@Overridepublic void setValue(T value) {mPending.set(true);super.setValue(value);}@Overridepublic void postValue(T value) {mPending.set(true);super.postValue(value);}
}

当数据更新时，mPending 设为 true，观察者接收到数据后将其设为 false，确保数据只被消费一次。

面试扩展：

1. 请描述 LiveData 数据倒灌产生的原因，并给出至少两种基于源码层面的解决方案。
   回答：
   • 原因：从 LiveData 源码看，它内部维护 mVersion 代表数据版本号，每次数据更新 mVersion 递增，ObserverWrapper 中的 mLastVersion 记录观察者最后接收数据版本号。新观察者注册时，若 mLastVersion 小于 mVersion，就会接收数据，导致数据倒灌。
   • 解决方案：
     • SingleLiveEvent：它通过 AtomicBoolean 类型的 mPending 标志位控制数据消费。数据更新时，mPending 设为 true，观察者接收数据后设为 false，保证数据只被消费一次。从其源码实现可知，在 observe 方法中判断 mPending 状态决定是否通知观察者。
     • 自定义 LiveData 包装类：在自定义包装类中添加版本号或标记位。如在包装类中维护一个 AtomicInteger 类型的版本号，每次数据更新时版本号递增，在 observe 方法中，观察者接收数据后记录当前版本号，下次数据更新时对比版本号，若相同则不通知，从而避免数据倒灌。

ViewModel 对 UI 数据管理的源码级别分析

数据存储与生命周期管理

ViewModel 的生命周期由 ViewModelStore 和 ViewModelProvider 管理。ViewModelProvider 负责创建和获取 ViewModel 实例，它会先从 ViewModelStore 中查找是否存在该 ViewModel 实例，如果存在则直接返回，不存在则创建新的实例。

// ViewModelProvider 关键代码
public class ViewModelProvider {private final Factory mFactory;private final ViewModelStore mViewModelStore;public ViewModelProvider(@NonNull ViewModelStore store, @NonNull Factory factory) {mFactory = factory;mViewModelStore = store;}@NonNull@MainThreadpublic <T extends ViewModel> T get(@NonNull Class<T> modelClass) {String canonicalName = modelClass.getCanonicalName();if (canonicalName == null) {throw new IllegalArgumentException("Local and anonymous classes can not be ViewModels");}return get(DEFAULT_KEY + ":" + canonicalName, modelClass);}@NonNull@MainThreadpublic <T extends ViewModel> T get(@NonNull String key, @NonNull Class<T> modelClass) {ViewModel viewModel = mViewModelStore.get(key);if (modelClass.isInstance(viewModel)) {//noinspection uncheckedreturn (T) viewModel;} else {//noinspection StatementWithEmptyBodyif (viewModel != null) {// TODO: log a warning.}}viewModel = mFactory.create(modelClass);mViewModelStore.put(key, viewModel);//noinspection uncheckedreturn (T) viewModel;}
}

这样，在配置变更时，ViewModel 实例不会被销毁，保证了数据的存储。

数据更新与通知

ViewModel 通常使用 LiveData 来存储和通知 UI 数据的变化。当 ViewModel 中的数据更新时，调用 LiveData 的 setValue 或 postValue 方法，LiveData 会遍历所有观察者并调用其 onChanged 方法。

// LiveData 关键代码
private void considerNotify(ObserverWrapper observer) {if (!observer.mActive) {return;}if (!observer.shouldBeActive()) {observer.activeStateChanged(false);return;}if (observer.mLastVersion >= mVersion) {return;}observer.mLastVersion = mVersion;//noinspection uncheckedobserver.mObserver.onChanged((T) mData);
}

通过这种方式，ViewModel 实现了对 UI 数据的管理和更新通知。

面试扩展：

1. 从源码角度分析 ViewModel 如何确保在配置变更时 UI 数据不丢失，以及如何与 LiveData 协作更新 UI。
   回答：
   • 配置变更时数据不丢失：ViewModel 借助 ViewModelStore 和 ViewModelProvider 实现。ViewModelStore 内部用 HashMap 存储 ViewModel 实例，ViewModelProvider 在创建或获取 ViewModel 实例时，先从 ViewModelStore 查找，若存在则返回，不存在才创建新实例。例如在屏幕旋转等配置变更时，ViewModel 实例得以保留，确保 UI 数据不丢失。
   • 与 LiveData 协作更新 UI：ViewModel 通常使用 LiveData 存储和通知 UI 数据变化。当 ViewModel 中数据更新，调用 LiveData 的 setValue 或 postValue 方法，LiveData 会遍历观察者调用 considerNotify 方法，在 considerNotify 方法中判断观察者状态和版本号等条件后，调用观察者的 onChanged 方法通知 UI 更新。