Android MVC、MVP、MVVM三种架构的介绍和使用。

写在前面：现在随便出去面试Android APP相关的工作，面试官基本上都会提问APP架构相关的问题，用Java、kotlin写APP的话，其实就三种架构MVC、MVP、MVVM，MVC和MVP高度相似，区别不大，MVVM则不同，引入了新的JetPack工具：ViewModel、LiveData、DataBinding，导入了“View和数据双向绑定的概念”。搞Android APP的必须把这三种架构搞清楚、搞透彻。

  正式开始码字前，我们要先清楚两个词：高内聚、低耦合。相信计算机和相关专业的同学肯定都在老师的嘴里听说过这两个词，我们写Android APP为什么要用架构，其实就是为了实现这两个词代表的含义。
  高内聚：Java、kotlin都是面向对象编程的语言，高内聚就是要求每个类的功能精简，类里面的每个方法精简。最好就是每个类、每个方法相对独立，对外的依赖少，功能明确。
  低耦合：追求高内聚的结果必然就是低耦合，低耦合说的就是代码的不同功能模块之间，没有绝对的依赖关系，不是谁离开谁就运行不下去那种。不能出现搭积木拆了一块剩下的全塌了这种情况。
  高内聚、低耦合的目的最终就是为了项目代码方便维护，后续方便功能扩展。代码架构就是为了更方便的实现高内聚、低耦合目标的代码组成方式，使用了之后你的代码就像用收纳盒规整过一样。当然高内聚、低耦合只是一个指导思想，在实际开发中我们不可能处处都能完美做到，但必须作为一个追求的目标。
  下面依次介绍MVC、MVP、MVVM，搞清楚它们之间的联系和区别，以及为什么会演变出新的架构。

一、MVC

  MVC主要分为三个部分，Model数据层、View视图层、Controller控制层，Model和View不直接联系，它们之间以Controller作为纽带。下面举一个简单的例子进行说明。

1.1 Model：负责数据处理

  用Android Studio创建一个普通的项目。创建一个UserModel类用来模拟处理数据，当然写得很简单。

// Model - 保存用户数据
public class UserModel {private String name;// 设置用户名字public void setName(String name) {this.name = name;}// 获取用户名字public String getName() {return this.name;}
}

1.2 View：负责显示UI、更新UI和接收用户输入事件

  View视图层简单来说就是Activity、Fragment、Dialog这些负责承载视图的组件，方便理解就直接把它看成Activity吧。MainActivity中我们这样写：代码都比较简单可以直接看懂。

import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.TextView;
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;public class MainActivity extends AppCompatActivity {private EditText nameInput; // 输入框private Button submitButton; // 提交按钮private TextView welcomeMessage; // 显示欢迎消息private UserController controller; // Controller@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);// 初始化界面组件nameInput = findViewById(R.id.nameInput);submitButton = findViewById(R.id.submitButton);welcomeMessage = findViewById(R.id.welcomeMessage);// 初始化 Controllercontroller = new UserController(this);// 按钮点击事件submitButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View v) {// 获取用户输入并通过 Controller 处理controller.onSubmitButtonClicked();}});}// 显示欢迎消息public void showWelcomeMessage(String message) {welcomeMessage.setText(message);}// 获取用户输入的名字public String getUserInput() {return nameInput.getText().toString();}
}

1.3 Controller：负责将用户输入的数据传递给 Model，并通过 View 更新界面

  创建一个Controller类：

// Controller - 处理业务逻辑
public class UserController {private MainActivity view; // Viewprivate UserModel model;  // Modelpublic UserController(MainActivity view) {this.view = view;this.model = new UserModel();}// 处理提交按钮点击事件public void onSubmitButtonClicked() {// 从 View 获取用户输入String name = view.getUserInput();// 将输入保存到 Model 中model.setName(name);// 创建欢迎消息并通过 View 显示String welcomeMessage = "Hello, " + model.getName() + "!";view.showWelcomeMessage(welcomeMessage);}
}

1.4 总结

  上述的代码我们实现了一个最简单的MVC架构，MVC的核心思想就是让View视图层和Model数据处理层完全解耦分离，中间通过Controller控制层链接，视图层只负责更新数据，不像以前把很多逻辑都塞到Activity中，导致Activity文件臃肿。可以看到Controller同时持有了Model、View的实例对象。MVC架构可以用下面这张图做一个形象的表示：

点击下载 Android MVC架构示例Demo https://github.com/xuhao120833/MVC

二、MVP

  MVP包含三个部分：Model、View、Presenter。和MVC相比用Presenter替代了Controller，在MVC中Controller同时持有了Model、View的实例对象，起到中间人的作用，但是这种形式的缺点在于，换一个View就得新建一个Controller，Controller无法复用，大大增加了代码量，于是MVP更进一步，Presenter持有的不再是Model、View的实例对象，而是一个接口引用，这样一来Presenter就可以得到复用，进一步解耦了Model和Presenter的关系、View和Presenter的关系。

  我们举一个模拟登录界面的例子来说明MVP架构。

2.1 创建接口

  Android Studio新建一个名称为MVP的项目，之后新建如下三个Java接口：ILoginModel、LoginCallback、LoginView。
  ILoginModel接口用于不同的Model实现。

package com.htc.mvp;public interface ILoginModel {// 定义登录方法void login(String username, String password, LoginCallback callback);
}

  LoginCallback接口，在调用ILoginModel.login方法时实现的回调。

package com.htc.mvp;// 回调接口，用于通知登录结果
public interface LoginCallback {void onSuccess(String user);void onFailure(String error);
}

  LoginView接口用于不同的View去实现。

package com.htc.mvp;public interface LoginView {// 显示加载动画void showLoading();// 隐藏加载动画void hideLoading();// 登录成功时显示消息void showLoginSuccess(String message);// 登录失败时显示错误void showLoginError(String error);
}

2.2 LoginModel实现ILoginModel接口

package com.htc.mvp;import android.os.Handler;
import android.os.Looper;public class LoginModel implements ILoginModel {@Overridepublic void login(String username, String password, LoginCallback callback) {// 模拟网络延迟2秒new Handler(Looper.getMainLooper()).postDelayed(new Runnable() {@Overridepublic void run() {if ("admin".equals(username) && "123456".equals(password)) {callback.onSuccess("欢迎您, " + username + "!");} else {callback.onFailure("用户名或密码错误");}}}, 2000);}
}

2.3 MainActivity实现LoginView接口

package com.htc.mvp;import android.annotation.SuppressLint;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.ProgressBar;
import android.widget.Toast;import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;public class MainActivity extends AppCompatActivity implements LoginView {private LoginPresenter presenter;private EditText etUsername;private EditText etPassword;private Button btnLogin;private ProgressBar progressBar;@SuppressLint("MissingInflatedId")@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);etUsername = findViewById(R.id.etUsername);etPassword = findViewById(R.id.etPassword);btnLogin = findViewById(R.id.btnLogin);progressBar = findViewById(R.id.progressBar);// 使用构造函数注入 LoginModel 实例presenter = new LoginPresenter(this, new LoginModel());btnLogin.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View view) {String username = etUsername.getText().toString().trim();String password = etPassword.getText().toString().trim();presenter.performLogin(username, password);}});}@Overridepublic void showLoading() {progressBar.setVisibility(View.VISIBLE);}@Overridepublic void hideLoading() {progressBar.setVisibility(View.GONE);}@Overridepublic void showLoginSuccess(String message) {Toast.makeText(this, message, Toast.LENGTH_LONG).show();}@Overridepublic void showLoginError(String error) {Toast.makeText(this, error, Toast.LENGTH_LONG).show();}
}

2.4 实现LoginPresenter

package com.htc.mvp;public class LoginPresenter {private LoginView view;private ILoginModel model;// 通过构造方法传入 ILoginModel 的实例，可以在外部进行依赖注入public LoginPresenter(LoginView view, ILoginModel model) {this.view = view;this.model = model;}// 执行登录操作public void performLogin(String username, String password) {if (username == null || username.isEmpty() || password == null || password.isEmpty()) {view.showLoginError("用户名和密码不能为空");return;}view.showLoading();model.login(username, password, new LoginCallback() {@Overridepublic void onSuccess(String user) {view.hideLoading();view.showLoginSuccess(user);}@Overridepublic void onFailure(String error) {view.hideLoading();view.showLoginError(error);}});}
}

2.5 总结

  可以看到MVP模式中，Model、View中用到的方法都被抽象到接口中了，而Presenter只持有了Model、View的接口引用，保证了Presenter可以得到复用。MVP架构可以用下面这张图做一个形象的表示：创建Presenter的时候传的是View、Model的实例，但是Presenter保存的却是View、Model的接口引用，这就保证了Presenter可以调用不同的View和Model，保证了Presenter的复用，这是MVP相较于MVC进步最大的地方。还有一个不常提的优势是，由于Presenter持有的是接口引用，就很方便进行单元测试，不用创建真的View、Model，可以使用Mockito或类似的库模拟传入Presenter进行测试。

注：图中的虚线表示通过接口进行方法调用。

点击下载Android MVP架构示例Demo：https://github.com/xuhao120833/MVP

三、MVVM

  MVVM架构有三大要素：Model、View、ViewModel。相较于MVC、MVP，MVVM迎来了很大的变化，ViewModel不直接持有View的引用或者实例对象，而是通过DataBinding或者LiveData.observe来更新UI。MVVM的学习难度更高，引入了三个新的技术：ViewModel、DataBinding、LiveData。在正式举例介绍MVVM之前，我们必须对这三个新伙伴，做一个介绍。

3.1 ViewModel：

  ViewModel是JetPack androidx.lifecycle仓库中的组件，存在的意义主要是帮助开发者有效保存UI界面数据，看它所属于的仓库路径包含lifecycle，就知道它和“生命周期”强相关。上述解释很抽象，必须举个例子理解一下。
  Android开发者都知道，当系统语言、屏幕方向(横屏)、主题等发生变化时，会触发当前Activity重建重新执行Activity，如果你把和UI相关的数据放在Activity中，数据就会被重新赋值导致数据丢失。倘若你的UI界面复杂，数据很多，那么数据丢失带来的结果将是毁灭性的。Android传统的开发也给我们提供了保存数据的方法，但是很简陋、不实用，只适合保存简单键值对，如下所示：以下示例为伪代码。

	@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);if (savedInstanceState != null) {// 恢复数据front = savedInstanceState.getInt("front", -1);rear = savedInstanceState.getInt("rear", -1);}}@Overrideprotected void onSaveInstanceState(Bundle outState) {//onSaveInstanceState() → onPause() → onStop() → onDestroy()super.onSaveInstanceState(outState);//保存数据到 Bundle,避免系统设置如语言改变时，首页midlleApp显示的位置复位。if (circularQueue != null) {outState.putInt("front", circularQueue.front);                // 保存头指针outState.putInt("rear", circularQueue.rear);                // 保存尾指针Log.d(TAG,"onSaveInstanceState 保存头尾指针 front "+circularQueue.front+" rear"+circularQueue.rear);}}

  注：Bundle savedInstanceState就是Android原生提供的保存数据的方法。用起来也很简单，就是当系统属性发生变化时，Activity被重建前会先回调到onSaveInstanceState方法，如果有需要保存的数据就用Bundle outState进行保存，Activity重新执行到onCreate时又通过Bundle savedInstanceState把数据取出来使用，达到防止数据丢失的作用。
  但是通过Bundle来保存数据也有致命的缺陷：1、它只能保存下面的类型：简单的基本类型键值对；List、ArrayList实例对象，T必须实现Parcelable接口，也就是必须是可序列化、反序列化的类。2、Bundle最大只能保存1MB的数据，很小，超过限制会崩溃。就是因为有这些缺点，我们必须引入ViewModel，它可以保存大量数据、几乎所有类型数据都能保存、生命周期和Activity/Fragment无关。 Bundle 和ViewModel区别如下图：
    
总结：为什么要用ViewModel？ ——》数据放在ViewModel中，ViewModel有独立的生命周期，Activity/Fragment意外被销毁时，和它没有关系，它可以保存大量数据，囊括几乎所有类型，完美解决了Bundle savedInstanceState的致命缺陷。

3.2 LiveData

  LiveData也是JetPack androidx.lifecycle仓库下提供的一个组件，和生命周期这个概念也是强相关，当然这次不是它自己的什么周期，而是观察者的生命周期。这话听起来很拗口，我们接下来慢慢说。
  LiveData是用来保存数据的，它最核心的设计思想是“观察者模式”，也就是它可以被Activty/Fragment观察，当它保存的数据发生变化时自动通知所有的观察者更新UI。说到这里有同学就问了：“那这和普通的观察者模式也没区别呀？只不过代替码农封装了通知观察者的过程，把这个过程隐藏了而已。”LiveData不仅如此，它最牛的地方来了：可以多个Activity/Fragment同时观察一个LiveData数据，LiveData数据发生变化时，会根据传进来的LifecycleOwner，提前获悉所有观察者的生命周期状态，只有处在 “活跃期”的，它才会通知，已经销毁的还会自动解绑。 完全不用程序员自己操心，避免了Activity/Fragment已经被销毁，但是依然是观察者，数据改变依然需要通知的内存泄漏。下面我总结一下LiveData的特点：
  <1> 观察者生命周期感知：上面说了，它只会通知“活跃期”的观察者更新UI，那么怎么定义活跃期？很简单，就是用户能用眼睛看到的就是处在活跃期的观察者。
  <2>自动处理线程：处理耗时任务传统的写法是开一个线程后台处理，处理完之后如果数据需要用来更新UI，那么还得手动切换到主线程，比如runOnUiThread。LiveData就不需要这么麻烦，它提供了两个更新数据的方法，一个setValue用于在主线程直接更新数据，立马通知活跃观察者；一个postValue用于在其它线程更新数据，postValue的工作逻辑是，把数据更新的任务自动放到主线程的工作队列中，主线程执行到了这个任务再去更新数据——》通知活跃的观察者。
  <3>避免内存泄：LiveData 是弱引用的，这意味着当 Activity 或 Fragment 被销毁时，它的观察者会自动被解除，不会导致内存泄漏。你不需要手动移除观察者。
  <4>常见类型：常见的有LiveData和MutableLiveData两种，LiveData中的数据只读，MutableLiveData的数据可读可写。
  <5>支持保存几乎所有数据类型
  说了这么多，接下来用kotlin看看一个最简单的Livedata如何使用：

注：以下代码用伪代码展示//ViewModel类中使用MutableLiveData保存数据
class UserViewModel : ViewModel() {val user = MutableLiveData<User>()val userName = MutableLiveData<String>()fun update_user() {user.value = User(id = 1, name = userName.value.toString(), age = 30)//kotlin中的.value = 就是setValue在主线程更新LiveData数据的意思}. . . . . .
}//MainActivity 中观察userName的变化
class MainActivity : AppCompatActivity() {companion object {private const val TAG = "MainActivity"}private val userViewModel: UserViewModel by viewModels() // ✅ 移到类内部private lateinit var binding: ActivityMainBindingoverride fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {super.onCreate(savedInstanceState)// 观察 LiveData 数据变化userViewModel.userName.observe(this) { userName ->// 这里可以处理一些更新逻辑Log.d(TAG,"userViewModel.user.observe binding.livedata.setText"+userName)userViewModel.update_user()}}. . . . . .
}

  总结：综合看下来LiveData更像是一个托管工具人，它够强大也很好用，专门用来更新UI，自动管理线程，避免内存泄漏，是一个半自动化工具。

3.3 DataBinding

  如果说LiveData是一个半自动化工具的话，那么DataBinding就是全自动化工具。强如LiveData最后也需要通过binding.livedata.setText(userName+" Livedata使用")这种形式来更新UI，DataBinding直接把userViewModel.userName.observe(this)这种观察到变化再更新的模式直接抛弃了，它直接到layout布局文件给UI组件绑定数据。
其它特点和LiveData高度相似，也是只会更新活跃期的Activity/Fragment。我们需要注意的是，DataBinding的绑定方式分为两种：
  <1> 双向绑定：数据变化会导致UI变化，UI变化也会导致数据变化，最典型的例子就是EditText。
  <2> 单向绑定：只有数据变化才会导致UI变化，反过来却不行。下面举个kotlin例子介绍如何使用：
  想要使用DataBinding，第一步需要在build.gradl.kts中打开databinding开关：

android {. . . . . .buildFeatures {dataBinding = true}
}

  第二步，去layout布局文件中，结合ViewModel(用一般的数据类也行，这里只是用ViewModel结合举例)绑定UI和数据。@={ 双向绑定，@{ 单向绑定

<layout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"><data><variablename="viewModel"type="com.htc.mvvm_kotlin.UserViewModel" /></data><LinearLayoutandroid:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"android:orientation="vertical"><!-- 双向绑定：EditText 与 ViewModel 中的 userName 绑定 --><EditTextandroid:id="@+id/editTextName"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="wrap_content"android:text="@={viewModel.userName}" /><!-- 单向绑定：TextView 显示 userName --><EditTextandroid:layout_width="match_parent"android:layout_height="wrap_content"android:layout_marginTop="20dp"android:text="@{viewModel.userName}" /><!-- 显示其他信息 --><TextViewandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:layout_marginTop="20dp"android:text="@{`User Name: ` + viewModel.user.name}" /><TextViewandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:layout_marginTop="20dp"android:text="@{`User ID: ` + viewModel.user.id}" /><TextViewandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:layout_marginTop="20dp"android:text="@{`Age: ` + viewModel.user.age}" /><TextViewandroid:id="@+id/livedata"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:layout_marginTop="20dp"android:text="LiveData" /></LinearLayout>
</layout>

  第三步，Activty/Fragment中加载使用。

class MainActivity : AppCompatActivity() {companion object {private const val TAG = "MainActivity"}private val userViewModel: UserViewModel by viewModels() // ✅ 移到类内部private lateinit var binding: ActivityMainBindingoverride fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {super.onCreate(savedInstanceState)binding = DataBindingUtil.setContentView(this, R.layout.activity_main)// 绑定 ViewModelbinding.viewModel = userViewModelbinding.lifecycleOwner = this// 观察 LiveData 数据变化userViewModel.userName.observe(this) { userName ->// 这里可以处理一些更新逻辑Log.d(TAG,"userViewModel.user.observe binding.livedata.setText"+userName)binding.livedata.setText(userName+" Livedata使用")userViewModel.update_user()}}
}

  总结：DataBinding是一个绑定UI、自动更新UI的工具，很省事，中间过程几乎都省略了，但是我个人是不推荐使用DataBinding双向绑定的，因为如果一旦UI更新出错，那么将是致命的，报错信息很少，几乎无法排错。使用起来也容易出错，导致编译不过。

3.4 总结

  MVVM引入了LiveData、DataBinding、ViewModel这些强大的工具，旨在进一步解耦代码，ViewModel不直接持有View层的实例对象或者引用，而是通过DataBinding绑定、LiveData.oberverve这些方式来更新UI。MVVM相较于MVC、MVP来说，带来了数据持久化、更加解耦、防止内存泄漏等诸多进步，可以用下面的图片来简单表示这种结构：ViewModel和Model之间即有双箭头实线又有双箭头虚线，意思是ViewModel即可以持有Model的引用(虚线)，也可以持有Model的实例对象(实线)。

可以看到同一个ViewModel的LiveData可以被多个Activity/Fragment observe或者DataBinding。

3.5 Demo APP下载

  MVVM架构推荐使用Kotlin编写，更简洁，和JetPack组件结合得更好。这里Koltin、Java的实现都一起给出。

3.5.1 Kotlin Demo APP下载

  
点击下载Kotlin Demo APP ,GitHub链接：https://github.com/xuhao120833/MVVM_Kotlin
  

3.5.2 Java Demo APP下载

  
点击下载Java Demo APP ,GitHub链接：https://github.com/xuhao120833/MVVM_Java
  

四、总结

  总的看起来，MVVM比MVC、MVP先进得多，但是也较为复杂，容易出错。如果你写的APP对性能、内存这些要求没那么高，完全可以不用MVVM。最后还是一句话：没有最好的架构，只有最适合的架构。熟练掌握一种，就能工作了。但是对所有架构的持续学习是必须要做的。

注：还没来得及校对，如果有错别字和表达不清的地方还请见谅，后续会陆续改正的。