[译]使用MVI打造响应式APP(一):Model到底是什么

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[译]使用MVI打造响应式APP(一):Model到底是什么

原文：《REACTIVE APPS WITH MODEL-VIEW-INTENT - PART1 - MODEL》
作者：Hannes Dorfmann
译者：却把清梅嗅

有朝一日，我突然发现我对于Model层的定义 全部是错误的，更新了认知后，我发现曾经我在Android平台上主题讨论中的那些困惑或者头痛都消失了。

从结果上来说，最终我选择使用 RxJava 和 Model-View-Intent(MVI) 构建 响应式的APP，这是我从未有过的尝试——尽管在这之前我开发的APP也是响应式的，但 响应式编程 的体现与这次实践相比，完全无法相提并论，在接下来我将要讲述的一系列文章中，你也会感受到这些。但作为系列文章的开始，我想先阐述一个观点：

所谓的Model层到底是什么，我之前对Model层的定义出现了什么问题？

我为什么说 我对Model层有着错误的理解和使用方式 呢？当然，现在有很多架构模式将View层和Model层进行了分离，至少在Android开发的领域，最著名的当属Model-View-Controller (MVC)、Model-View-Presenter (MVP)和Model-View-ViewModel (MVVM)——你注意到了吗？这些架构模式中，Model都是不可或缺的一环，但我意识到 在绝大数情况下，我根本没有Model。

举例来说，一个简单的从后端拉取Person列表情况下，传统的MVP实现方式应该是这样的：

class PersonsPresenter extends Presenter<PersonsView> {

  public void load(){
    getView().showLoading(true); // 展示一个 ProgressBar

    backend.loadPersons(new Callback(){
      public void onSuccess(List<Person> persons){
        getView().showPersons(persons); // 展示用户列表
      }

      public void onError(Throwable error){
        getView().showError(error); // 展示错误信息
      }
    });
  }
}

但是，这段代码中的Model到底是指什么呢？是指后台的网络请求吗？不，那只是业务逻辑。是指请求结果的用户列表吗？不，它和ProgressBar、错误信息的展示一样，仅仅只代表了View层所能展示内容的一小部分而已。

那么，Model层究竟是指什么呢？

从我个人理解来说,Model类应该定义成这样：

class PersonsModel {
  // 在真实的项目中，需要定义为私有的
  // 并且我们需要通过getter和setter来访问它们
  final boolean loading;
  final List<Person> persons;
  final Throwable error;

  public(boolean loading, List<Person> persons, Throwable error){
    this.loading = loading;
    this.persons = persons;
    this.error = error;
  }
}

Presenter层应该这样实现：

class PersonsPresenter extends Presenter<PersonsView> {

  public void load(){
    getView().render( new PersonsModel(true, null, null) ); // 展示一个 ProgressBar

    backend.loadPersons(new Callback(){
      public void onSuccess(List<Person> persons){
        getView().render( new PersonsModel(false, persons, null) );  // 展示用户列表
      }

      public void onError(Throwable error){
          getView().render( new PersonsModel(false, null, error) ); // 展示错误信息
      }
    });
  }
}

现在，View层持有了一个Model，并且能够借助它对屏幕上的控件进行rendered(渲染)。这并非什么新鲜的概念，Trygve Reenskaug在1979年时，其对最初版本的MVC定义中具有相似的概念：View观察Model的变化。

然而，MVC这个术语被用来描述太多种不同的模式，这些模式与Reenskaug在1979年制定的模式并不完全相同。比如后端开发人员使用MVC框架，iOS有ViewController，到了Android领域MVC又被如何定义了呢？Activity是Controller吗? 那这样的话ClickListener又算什么呢？如今，MVC这个术语变成了一个很大的误区，它错误地理解和使用了Reenskaug最初制定的内容——这个话题到此为止，再继续下去整个文章就会失控了。

言归正传，Model的持有将会解决许多我们在Android开发中经常遇到的问题：

• 1.状态问题
• 2.屏幕方向的改变
• 3.在页面堆栈中导航
• 4.进程终止
• 5.单向数据流的不变性
• 6.可调试和可重现的状态
• 7.可测试性

要讨论这些关键的问题，我们先来看看“传统”的MVP和MVVM的实现代码中如何处理它们，然后再谈Model如何跳过这些常见的陷阱。

1.状态问题

响应式App，这是最近非常流行的话题，不是吗？所谓的 响应式App 就是 应用会根据状态的改变作出UI的响应，这句话里有一个非常好的单词：状态。什么是状态呢？大多数时间里，我们将 状态 描述为我们在屏幕中看到的东西，例如当界面展示ProgressBar时的loading state。

很关键的一点是，我们前端开发人员倾向专注于UI。这不一定是坏事，因为一个好的UI体验决定了用户是否会用你的产品，从而决定了产品能否获得成功。但是看看上述的MVP示例代码（不是使用了PersonModel的那个例子），这里UI的状态由Presenter进行协调，Presenter负责告诉View层如何进行展示。

MVVM亦然，我想在本文中对MVVM的两种实现方式进行区分：第一种依赖DataBinding库，第二种则依赖RxJava；对于依赖DataBinding的前者，其状态被直接定义于ViewModel中：

class PersonsViewModel {
  ObservableBoolean loading;
  // 省略...

  public void load(){

    loading.set(true);

    backend.loadPersons(new Callback(){
      public void onSuccess(List<Person> persons){
      loading.set(false);
      // 省略其它代码，比如对persons进行渲染
      }

      public void onError(Throwable error){
        loading.set(false);
        // 省略其它代码，比如展示错误信息
      }
    });
  }
}

使用RxJava实现MVVM的方式中，其并不依赖DataBinding引擎，而是将Observable和UI的控件进行绑定，例如：

class RxPersonsViewModel {
  private PublishSubject<Boolean> loading;
  private PublishSubject<List<Person> persons;
  private PublishSubject loadPersonsCommand;

  public RxPersonsViewModel(){
    loadPersonsCommand.flatMap(ignored -> backend.loadPersons())
      .doOnSubscribe(ignored -> loading.onNext(true))
      .doOnTerminate(ignored -> loading.onNext(false))
      .subscribe(persons)
      // 实现方式并不惟一
  }

  // 在View层订阅它 (比如 Activity / Fragment)
  public Observable<Boolean> loading(){
    return loading;
  }

  // 在View层订阅它 (比如 Activity / Fragment)
  public Observable<List<Person>> persons(){
    return persons;
  }

  // 每当触发此操作 (即调用 onNext()) ，加载Persons数据
  public PublishSubject loadPersonsCommand(){
    return loadPersonsCommand;
  }
}

当然，这些代码并非完美，您的实现方式可能截然不同；我想说明的是，通常在MVP或者MVVM中，状态 是由ViewModel或者Presenter进行驱动的。

这导致下述情况的发生：

• 1.业务逻辑本身也拥有了状态，Presenter（或者ViewModel）本身也拥有了状态（并且，你还需要通过代码去同步它们的状态使其保持一致），同时，View可能也有自己的状态（比方说，调用View的setVisibility()方法设置其可见性，或者Android系统在重新创建时从bundle恢复状态）。

• 2.Presenter（或ViewModel）有任意多个输入（View层触发行为并交给Presenter处理），这是ok的，但同时Presenter也有很多输出（或MVP中的输出通道，如view.showLoading()或view.showError();在MVVM中，ViewModel的实现中也提供了多个Observable，这最终导致了View层，Presenter层和业务逻辑中状态的冲突，在处理多线程的时候，这种情况更明显。

在好的情况下，这只会导致视觉上的错误，例如同时显示加载指示符（“加载状态”）和错误指示符（“错误状态”），如下所示：

在最糟糕的情况下，您从崩溃报告工具（如Crashlytics）接收到了一个严重的错误报告，但您无法重现这个错误，因此也几乎无从着手去修复它。

如果从 底层 (业务逻辑层)到 顶层 (UI视图层)，有且仅有一个真实描述状态的源，会怎么样呢？事实上，我们已经在文章的开头谈论Model的时候，就已经通过案例，把相似的概念展示了出来：

class PersonsModel {
  final boolean loading;
  final List<Person> persons;
  final Throwable error;

  public(boolean loading, List<Person> persons, Throwable error){
    this.loading = loading;
    this.persons = persons;
    this.error = error;
  }
}

你猜怎么了？ Model映射了状态，当我想通了这点，许多状态相关的问题迎刃而解（甚至在编码之前就已经被避免了）；现在Presenter层变得只有一个输出了：

getView().render(PersonsModel)

它对应了一个数学上简单的函数，比如f(x) = y,对于多个输入的函数，对应的则是f(a,b,c),但也是一个输出。

并非对所有人来说数学都是香茗，就好像数学家并不清楚bug是什么——但软件工程师需要去品尝它。

了解Model到底是什么以及如何建立对应的Model非常重要，因为最终Model可以解决 状态问题。

2.屏幕方向的改变

译者注：针对 屏幕旋转后的状态回溯 这个问题，已经可以通过Google官方发布的ViewModel组件进行处理，开发者不再需要为此烦恼，但本章节仍值得一读。

Android设备上的 屏幕旋转 是一个有足够挑战性的问题;忽视它是一个最简单的解决方案，即 每次屏幕旋转，都对数据重新进行加载 。这确实行之有效，大多数情况下，您的APP也在离线状态下工作，其数据来源于数据库或者其它本地缓存，这意味着屏幕旋转后的数据加载速度是很快的。

但是，个人而言我不喜欢看到加载框，哪怕加载速度是毫秒级别的，因为我认为这并非完美的用户体验，因此大家（包括我）开始使用MVP，这其中包括了 保留性的Presenter——这样就可以 在屏幕旋转时分离和销毁View层，而Presenter则会保存在内存中不会被销毁，然后View层会再次连接到Presenter。

使用RxJava的MVVM也可以实现相同的概念，但请牢记，一旦View对ViewModel取消了订阅，可观察的流就会被销毁，这个问题你可以用Subject解决；对于DataBinding构建的MVVM来讲，ViewModel由DataBinding直接绑定到View层，为了避免内存泄露，需要我们在屏幕旋转时及时销毁ViewModel。

对于 保留性的Presenter 或者 ViewModel 的问题是： 我们如何将View的状态在屏幕旋转之后回溯，保证View和Presenter再次回到之前相同的状态？我编写了一个名为 Mosby 的MVP库，其包含一个名为ViewState的功能，它基本上将业务逻辑的状态与View同步。 Moxy,另一个MVP库，提出了一个非常有趣的解决方案——通过使用commands在屏幕方向更改后重现View的状态：

针对View层状态的问题,我很确定还有其他的解决方案。让我们退后一步，归纳一下这些库试图解决的问题：那就是我们已经讨论过的 状态问题。

再次重申，我们通过一个 能反映当前状态的Model 和一个渲染Model的方法 解决了这个问题，就像调用getView().render(PersonsModel)一样简单。

3.在页面堆栈中导航

当View不再使用时，是否还有保留Presenter（或ViewModel）的必要？比如，用户跳转到了另外一个界面，这导致Fragment(View)被另外的Fragment给replace了，因此Presenter已经不在被任何View持有。

如果没有View层和Presenter进行关联，Presenter自然也无法根据业务逻辑，将最新的数据反映在View上。但如果用户又回来了怎么办（比如按下后退按钮），是 重新加载数据 还是 重用现有的Presenter?——这看起来像是一个哲学问题。

通常用户一旦回到之前的界面，他会期望回到之前的界面继续操作。这仍然像是第二小节关于View层 状态恢复 的问题，解决方案简明扼要：当用户返回时，我们得到 代表状态的Model ，然后只需调用 getView().render(PersonsModel) 对View层进行渲染。

4.进程终止

进程终止是一件坏事，并且我们需要依赖一些库以帮助我们在进程终止后对状态进行恢复——我认为这是Android开发中常见的一种误解。

首先，进程终止的原因只有一个，并且有足够充分的理由——Android操作系统需要更多资源用于其他应用程序或节省电池。如果你的APP处于前台并且正在被用户主动使用时，这种情况永远不会发生，因此，遵纪守法，不要与平台作斗争了（就是不要执拗于所谓的进程保活了）。如果你真的需要在后台进行一些长时间的工作，请使用Service,这也是向操作系统发出信号，告知您的App仍处于“主动使用状态”的 唯一方式 。

如果进程终止了，Android会提供一些回调以供 保存状态，比如onSaveInstanceState()——没错，又是 状态 。我们应该将View的信息保存在Bundle中吗？我们是否也应该把Presenter中的状态保存到Bundle中？那么业务逻辑的状态呢？又是老生常谈的问题，就和上面三个小节谈到的一样。

我们只需要一个代表整个状态的Model类，我们很容易将Model保存在Bundle中并在之后对它进行恢复。但是，我个人认为大部分情况下最好不保存状态，而是 重新加载整个界面，就像我们第一次启动App一样。 想想显示新闻列表的 NewsReader App。 当App被杀掉，我们保存了状态，6小时后用户重新打开App并恢复了状态，我们的App可能会显示过时的内容。因此,这种情况下，也许不存储Model和状态、而对数据重新加载才是更好的策略。

5.单向数据流的不变性

在这里我不打算讨论不变性(immutabiliy)的优势，因为有很多资源讨论这个问题。我们想要一个不可变的Model（代表状态）。为什么？因为我们想要唯一的状态源，在传递Model时，我们不希望App中的其他组件可以改变我们的Model或者State。

让我们假设编写一个简单的计数器App，它具有递增和递减的功能按钮，并在TextView中显示当前计数器值。 如果我们的Model（在这种情况下只是计数器值，即一个整数）是不可变的，那么我们如何更改计数器？

我很高兴被问到这个问题，按钮被点击时，我们并非直接操作TextView。我的建议是：

• 1.我们的View层应该有一个类似view.render(...)的方法；
• 2.我们的Model是不可变的，因此不可直接修改Model;
• 3.View的渲染有且只有一个来源:即业务逻辑。

我们将点击事件 下沉 到业务逻辑层。业务逻辑知道当前的Model（例如，持有一个私有的成员Model，它代表着当前的状态）, 这之后根据旧的Model，创建一个新的带有增量/减量值的Model。

这样我们建立了一个 单向数据流，业务逻辑作为单一源用于创建不可变的Model实例，但对于一个计数器来讲未免有点小题大做，不是吗？诚然，是的，计数器只是一个简单的应用程序。大多数应用程序都是以简单的应用程序开始，但复杂性增长很快——从我的角度来看，单向数据流和不可变模型是必要的，这会使简单的应用程序，在复杂性递增的同时，依然保持着简单（对开发者而言）。

6.可调试和可重现的状态

此外，单向数据流保证了我们的应用程序易于调试。下次我们从Crashlytics获得崩溃报告时，我们可以轻松地重现并修复此崩溃，因为所有必需的信息都已附加到崩溃报告中了。

什么叫做必需的信息？那就是当前的Model和用户用户在崩溃发生时想要执行的操作（比如，点击减量按钮）。这就是我们重现这次崩溃所需的全部信息，这些信息非常容易收集并附加在崩溃报告中。

如果没有单项数据流（比如，对EventBus的滥用，或者将CounterModels的私有域暴露出来），或者没有不变性（这会导致我们不知道谁实际更改了Model），那么bug的复现就没那么容易了。

7.可测试性

“传统”的MVP或MVVM提高了应用程序的可测试性。MVC也是可测试的：没有人说我们必须将所有业务逻辑放入Activity中。使用表示状态的Model，我们可以简化单元测试的代码，因为我们可以简单地检查assertEqual(expectedModel，model)。这使我们避免了许多必须要Mock的对象。

此外，这也减少了很多验证的测试，即某些方法是否被调用（比如Mockito.verify(view, times(1)).showFoo()），最终，这使得我们的单元测试代码更具可读性，易于理解并且易于维护，因为我们不必处理很多实际代码的实现细节。

总结

在这个博客文章系列的第一部分中，我们谈了很多关于理论的东西。我们真的需要关于专门讨论Model的博客吗？

我认为初步地理解Model的确很重要，这也有助于我们避免一些会遇到的问题。Model并不意味着业务逻辑，它是生成Model的业务逻辑（比如，一次交互，一个用例，一个仓库或者你在APP中调用的任何东西）。

在接下来的第二部分中，当我们最终使用Model-View-Intent构建一个响应式App 时，我们将看到Model的实际应用。演示的APP是一个虚构的在线商店的应用程序，敬请关注。

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系列目录

《使用MVI打造响应式APP》原文

• Part 1: Model
  
• Part 2: View and Intent
• Part 3: State Reducer
• Part 4: Independent UI Components
  
• Part 5: Debugging with ease
  
• Part 6: Restoring State
  
• Part 7: Timing (SingleLiveEvent problem)
  
• Part 8: In-App Navigation
  

《使用MVI打造响应式APP》译文

• [译]使用MVI打造响应式APP(一):Model到底是什么
• [译]使用MVI打造响应式APP[二]:View层和Intent层
• [译]使用MVI打造响应式APP[三]:状态折叠器
• [译]使用MVI打造响应式APP[四]:独立性UI组件
• [译]使用MVI打造响应式APP[五]:轻而易举地Debug
• [译]使用MVI打造响应式APP[六]:恢复状态
• [译]使用MVI打造响应式APP[七]:掌握时机(SingleLiveEvent问题)
• [译]使用MVI打造响应式APP[八]:导航

《使用MVI打造响应式APP》实战

• 实战：使用MVI打造响应式&函数式的Github客户端

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使用ViewState来统一管理状态，然后通过render()来更新UI，我想问下即使ViewState里只有一个小变量改变了，是不是也要重新刷新整个UI？