ViewModel 源码设计思路分析

 

前言

转眼一年又过去大半了，在2022年，初定了大多计划，搬家，换公司，很多事情都一托再拖。

这里分享一篇我在公司内部做的分享文章吧，删除了部分对公司内部代码的探讨。

公司中的项目运用到了大量的组件封装。有的是对第三方组件进行二次封装，有的是从零开始设计，如何设计一个可扩展性高，容易使用的组件呢？可以参考参考google开发者是如何设计组件的。

我们以ViewModel组件为例，试图从源码中，窥探作者是如何设计ViewModel组件的。如果是我们，我们会怎么设计ViewModel组件呢？

需求分析

首先，需要明确我们的组件需要什么功能：

1、这个组件专门处理业务的数据逻辑

2、给Activity或者Fragment用的，希望同一个Activity下的fragment可以利用这个VeiwModel交互传递数据。

3、配置发生变化，导致View销毁重建的时候，保存这个ViewModel。数据不丢失。

4、ViewModel虽然不能持有Acitvity、fragment这种上下文，但是允许给一个Application。

5、进程意外杀死重建的时候，需要保存数据

头脑风暴（核心）

整理了需求之后，作者开始了头脑风暴，一起看看作者是如何思考的。

1、用于逻辑处理的类ViewModel。先搞个抽象父类，模板模式封装公共代码，逻辑交给子类。到时候用户继承我们的抽象类就好了。

2、保存这个功能要如何处理？我们希望在Activity或者Fragment中使用。并且到时候，一个Activity,可能有多个ViewModel。作者创建了一个新的类：ViewModelStore。专门用来保存一个界面的多个ViewModel。而VeiwModel负责处理业务逻辑，ViewModel的存储交给ViewModelStore.符合单一职责原则。

3、有了ViewModelStore保存我们的ViewModel了，那配置发生变化的时候，只需要存VeiwModelStore就好了。不是配置发生变化导致的界面销毁，就需要清空ViewModelStore中的ViewModel了。什么时候该保存，什么时候该清空，那就不是ViewModelStore这个类需要关心的事情了。因为ViewModelStore的责任只是用来保存ViewModel的。谁该关心呢？作者认为，谁持有，谁关心~作者创建了一个接口类ViewModelStoreOwner用来声明职责，给个方法，返回一个ViewModelStore，实现了这个接口，就会持有ViewModelStore了。那就由他去操心保存和清空ViewModelStore的功能吧。

可见，职责声明的场景，用接口来表示。

3.1、作者让ComponentActivity实现了接口，并在构造函数中监听生命周期回调。当生命周期走向onDestroy的时候，判断当前是不是因为配置变化导致的销毁Activity，不是的话，就清空ViewModelStore中的数据。

3.2、那具体怎么保存数据呢？当因为配置发生变化的时候，Acitvity的生命周期被安排走向尽头。在ActivityThread中，调用activity的retainNonConfigurationInstances。该方法返回一个NonConfigurationInstances对象（可以认为包装类），把对象用变量lastNonConfigutationInstances保存在ActivityCliendRecord中。在该方法中

NonConfigurationInstances retainNonConfigurationInstances() {
 //该方法是空实现，用于保存子类的对象
 Object activity = onRetainNonConfigurationInstance();
 
 //...忽略代码 
 
 NonConfigurationInstances nci = new NonConfigurationInstances();
 nci.activity = activity;
 
 //...忽略代码
 return nci;
 }

 

所以ComponentActivity实现onRetainNonConfigurationInstance并返回ViewModelStore对象即可。

不过，作者明白，只有一些刁民，喜欢瞎搞事情。

 为了防止这些刁民，作者在ComponentAcitvity中把这个onRetainNonConfigurationInstance方法写了final，防止他们重写了方法，覆盖了我们的代码。这个方法就用来给我们保存数据的.

 但是做人做事都不能赶尽杀绝啊，毕竟大部分的用户都是遵纪守法的好公民，这个方法只保存我们的ViewModelStore，也太局限了。于是，作者就创建了一个空函数，用户实现这个方法，返回他们想要正常保存的数据，到时候，连带帮用户的数据一起存起来不就好了。所以到时候补一个用户实现这个方法，配置发生变化的时候，顺带帮他们一起保存了。既然要存的有2种数据，一种是用户的，另一种是ViewModelStore。那就需要创建一个包装类了，把这俩包装起来。于是ComponentActivity中，就需要创建一个静态内部类了。

这种实现父类给的方法，但是不赶紧杀绝的做法很赞，在我们的项目中，也发现了类似的写法。此处省略一万字。。。。。

当Activity重新创建的时候，再来个方法返回我们之前保存的数据就好了~

在Activtiy的attach函数中，会把之前的配置传回来。

这样子类在就可以通过这个对象获取之前我们存储的ViewModelStore了。

如此一来，保存数据和获取数据的方案都有了~

到目前为止，我们已经有一个专门处理逻辑的类ViewModel,一个专门保存ViewModel的类ViewModelStore，以及利用接口ViewModelStoreOwner去声明相关职责了。保存清空的思路也都有了。

 4、下面就需要考虑如何去创建了

用户是可以自由定义ViewModel的具体的类的，只需要继承我们的ViewModel就好了，并且ViewModel的构造函数中，可能有用户自己的参数。也可能没有参数或者是有一个Application的参数。这种情况下，作者想到了利用工厂模式，为每一个ViewModel提供一个工厂类，如果有构造函数有自定义的参数，那就自己搞个工厂类去创建，没有参数或这有一个Application参数的时候，由我们提供的工厂创建就好了。

工厂类接口很简单：

 作者为没有参数的构造函数和参数只有一个Applicaiton的构造函数，创建一个默认的工厂类NewInstanceFactory和AndridViewModelFactory

 使用反射直接获取具体的类对象。带有Application参数的工厂类也是一样的，只是多了一个参数而已。问题不大：AndroidViewModelFactory

5、创建的方法已经有了。下面就是思考如何获取拿到ViewModel实例对象了。为什么要这么考虑呢？利用工厂模式不是已经可以获取到实例对象了？

因为我们有存储机制，当配置变化的时候，不再是通过factory获取了，而是从ViewModelStore中获取。

先整理一下获取ViewModel需要的相关逻辑：

（1）获取到对应的工厂实例对象

（2）从viewModelStore中获取ViewModel，或者利用工厂去创建一个ViewModel。

（3）创建之后，同时需要保存ViewModel。

这三部就是创建的流程需要涉及的相关逻辑

对于用户而言，他不应该关心如何保存我们的ViewMdel，什么时候从ViewModelStore中获取，什么时候创建，这些都应该是用户无感知的。这遵循迪米特原则：最少知道原则，用户在调用ViewModel组件的时候，不应该知道这个类的内部细节，以及内部调用逻辑。比如说外观者模式，或者中介者模式就符合迪米特原则。外观者，封装了组件内部实现细节，并提供统一的接口或者函数给外部。也降低了使用成本。这种最常见的就是Glide。简单的一行内码，就可以整合了内部千军万马的组件调用逻辑。

作者创建了一个新的类：ViewModelProvider。对外提供一个get函数，利用传入的具体的class，使用对应的工厂创建ViewModel。内部逻辑怎么调用，与用户无关。

这个ViewModelProvider做了什么事情呢？

1、根据不同的情况，拿到对应的工厂类。

2、从缓存中获取ViewModel，拿不到的时候，利用工厂类创建ViewModel。

3、把ViewModel保存到ViewModelStore中。

小结：创建的流程，使用了工厂模式和外观者模式，把创建的流程和业务代码隔离开，并且提供统一的对外访问函数get，降低用户使用成本。

5.1、具体看看这个ViewModelProvider是怎么做的，

ViewModelStore肯定是从外部（View层）带进来了，View层的ComponentActivtiy和Fragment都实现了ViewModelStoreOwner的接口，利用这个接口，就可以拿到了ViewModelStore了。另外还需要根据具体情况获取到默认的Factory。提供默认Factory这个职责，作者又创建一个接口类，HasDefaultViewModelProviderFactory，这个接口也只有一个方法，就是用来返回默认的Factory的。ComponentActivity去负责创建这个默认Factory在合适不过了。毕竟还要获取到application。这个接口类和Owner接口类搭配使用。

可以发现，对于每一个不同的功能职责声明，都有一个独立的接口去负责，并不会因为这些功能都和VeiwModel相关，也都用在一起，而把不同功能的接口整合在一起。就是典型的接口隔离的思想。

到这里，基本的逻辑已经完善了，创建了几个单一职责的类：ViewModel、ViewModelStore，外观者模式类：ViewModelProder、工厂模式涉及的具体的Factory。每一个类都有各自的功能。创建了声明职责的HasDefaultViewModelProviderFactory、ViewModelStoreOwner接口，遵循接口隔离原则。

继续看：

6、ViewModel只能保存因为配置发生变化导致界面重建的数据，如果因为系统资源限制等，导致回来的时候进程重新创建了，我们现有的逻辑是保存数据走onSaveInstanceState的方法。这个只能在View层处理了，这不就是解耦的不够彻底了。于是，就有一个新的类SaveStateHandle

保存这块数据，底层逻辑肯定还是需要调用OnSaveInstanceState,但是ViewModel和Activity是完全解耦的，如何交互呢？

作者想到使用第三者（一个新的类saveStateRegistry）来建立两者的沟通，这就有一些中介者味道了，比如我们非常熟悉的MVC架构，controller就是M和V的中介者。

通过第三者，在onCreate的时候，拿到数据，在onSaveInstanceState的时候，把数据存起来

 

 mSaveStateRegistry这个类和ViewModelStore一样，就是用来做数据存储的，从onCreate中获取数据，把数据用map保存，当需要调用onSaveInstanceState的时候，从外部拿到bundle，把我们的map都存到这个bundle中。

这个mSaveStateRegistry就像是一个model，提供数据的。当然，作者并不直接像上面这样，在onCreate中直接调用mSaveStateRegistry，在调用mSaveStateRegsitry.performStore方法得时候，增加了一些逻辑判断。而逻辑处理的逻辑不应该写在Activity中，更不应该写在数据存储类里面，作者使用了mvc模式，增加一个类作为控制层SaveStateRegistryController,负责处理SaveStateRegistry存储数据时候的额外逻辑。V是Activity，M就是SaveStateRegistry。最终：

 

 下面就是要思考如何把我们的ViewModel和这个SaveStateRegistry建立关系了。作者并没有直接让SaveStateRegistry持有ViewModel。这点和ViewModelStore不同。通过创建了一个接口类SavedStateProvider，这个接口的唯一方法就是返回一个bundle。SaveStateRegistry使用map存储这个接口。而ViewModel间接持有这个接口的实例对象。从而实现了ViewModel和SaveStateRegistry的解耦。

另外，对于ViewModel而言，也需要一个数据类，作者创建了一个新的数据类：SaveStateHandle。目的是通过该类存储我们希望进程意外杀死重建的时候的数据。同样的，SaveStateHandle是对数据的存储操作，该类就持有SaveStateProvider的接口实例对象。作者同样需要做一些额外的操作，比如把SaveStateHandle中的SaveStateProvider对象注册到SaveStateRegistry中，并监听生命周期，保证只注册一次。这些额外的逻辑操作同理交给SaveStatehandleController处理。

所以，ViewModel会持有SaveStateHandle,SaveStateHandle是数据类型，是Model，由控制类SaveStateHandleController提供，逻辑也有它负责。同样是MVC模式。

题外话：ViewModel和Activity的关系很淡泊，ViewModel持有SaveStateHandle对象，SaveStateHandle持有一个SaveStateProvider对象，这个对象被注册到SaveStateRegistry中，SaveStateRegistry不会直接和View层交互，而是通过SaveStateRegistryController。旁系三代以外就可以结婚了。这俩隔离这么远，可以说是妥妥的没啥联系了。

SaveStateHandle怎么和ViewModel建立联系呢？

现在只要在创建ViewModel的时候，把这个SaveStateHandler传给ViewModel即可。

如果是我的话，我会在ViewModel抽象父类中，创建这个成员变量。但作者的思路不同，他对构造函数进行解析，如果构造函数的参数只有SaveStateHandle这个类，或者是SaveStateHandle和Application的类型，在创建的时候，就把这个SaveStateHandle传输传入。这样用户就可以创建一个次构，来获取这个SaveStateHandle了。不过这种做法，有一个问题，如果是用户自定义的Factory，那要就获取不到了。所以在SaveStateHandle的注释中有提到：

 

如果想拿到这货，就需要使用SaveStateViewModelFactory了，不能用自己的。如果用全局变量，感觉就没有构造函数的限制了。

大致依赖关系

 

小彩蛋：

1、在SaveStateHandle中，这里key是直接写死的：

 获取的时候

 

 2、比如ViewModelStore：使用的都是hashmap,而不是ArrayMap。

 思考：是否在某些场景下，HashMap的性能会优于ArrayMap？因为如果HashMap一无是处，为什么没有被打上过期的标识？

 

3、外部访问权限控制

 这段代码源自NewInstanceFactory中，可以发现，专门创建了一个instance用来对外返回sInstance这个对象。而sInstance被声明称内部私有。pubclic修饰不可修改，很早之前google的一些VeiwModel中也遇到过。感觉意义不是很大。

最后

ViewModel组件设计思路差不多就到这了。本次技术分享主要是浅谈一下ViewModel组件的作者可能是如何思考并设计这个组件的。ViewModel的源码细节实际更多一些，可以发现该组件的设计也运用了大量的设计模式和设计思想，当我们自己设计组件的时候，有相似场景的时候。可以参考借鉴一下~。