MVVM与Controller瘦身实践

前言

MVC是一个做iOS开发都知道的设计模式,也是Apple官方推荐的设计模式。实际上,Cocoa Touch就是按照MVC来设计的。

这里,我们先不讲MVC是什么,我们先来谈谈软件设计的一些原则或者说理念。在开发App的时候,我们的基本目标有以下几点:

  • 可靠性 – App的功能能够正常使用

  • 健壮性 – 在用户非正常使用的时候,app也能够正常反应,不要崩溃

  • 效率性 – 启动时间,耗电,流量,界面反应速度在用户容忍的范围以内

上文三点是表象层的东西,是大多数开发者或者团队会着重注意的。除了这三点,还有一些目标是工程方面的也是开发者要注意的:

  • 可修改性/可扩展性 – 软件需要迭代,功能不断完善

  • 容易理解 – 代码能够容易理解

  • 测试性 – 代码能够方便的编写单元测试和集成测试

  • 可复用性 – 不用一次又一次造轮子

于是,软件设计领域有了几大通用设计原则来帮助我们实现这些目标:

单一功能原则,最少知识原则,聚合复用原则,接口隔离原则,依赖倒置原则,里氏代换原则,开-闭原则

这里的每一个原则都可以写单独的一篇文章,本文篇幅有限,不多讲解。

基于这些设计目标和理念,软件设计领域又有了设计模式。MVC/MVVM都是就是设计模式的一种。

MVC

历史

二十世纪世纪八十年代,Trygve Reenskaug在访问Palo Alto(施乐帕克)实验室的时候,第一次提出了MVC,并且在Smalltalk-76进行了实践,大名鼎鼎的施乐帕克实验室有很多划时代的研发成果:个人电脑,以太网,图形用户界面等。

在接下来的一段时间内,MVC不断的进化,基于MVC又提出了诸如MVP(model–view–presenter),MVVM(model–view–viewmodel)等设计模式。

组件

MVC设计模式按照职责将应用中的对象分成了三部分:Model,View,Controller。MVC除了将应用划分成了三个模块,还定义了模块之间的通信方式。

MVVM与Controller瘦身实践

Model

Model定义了你的应用是什么(What)。Model通常是纯粹的NSObject子类(Swift中可以是Struct/Class),仅仅用来表示数据模型

Controller

Controller定义了Model如何显示给用户(How),并且View接收到的事件反馈到最后Model的变化。Controller层作为MVC的枢纽,往往要承担许多Model与View同步的工作。

View

View是Model的最终呈现,也就是用户看到的界面。

优点

MVC设计模式是是一个成熟的设计模式,也是Apple推荐的的设计模式,即使是刚入行的ios开发者也多少了解这个设计模式,所以对于新人来说上手迅速,并且有大量的文档和范例来供我们参考。

在MVC模式中,View层是比较容易复用的,对应Cocoa中的UIView及其子类。所以,github的iOS开源项目中,View层也是最多的。

Model层涉及到了应用是什么,这一层非常独立,但是往往和具体业务相关,所以很难跨App服用。

既然只有Model-View-Controller三个组件,那么剩余的逻辑层代码就比较清楚了,全部堆积到Controller。

通信

MVC不仅定义了三类组件,还定义了组件之间通信的方式。

MVC三个组件之间的通信方式如图

MVVM与Controller瘦身实践

Controller作为枢纽,它指向view和Model的线都是绿色的,意味着Controller可以直接访问(以引用的方式持有)Model和View。

View指向Controller的是虚线,虚线表示View到Controller的通信是盲通信的,原因也很简单:View是纯粹的展示部分,它不应该知道Controller是什么,它的工作就是拿到数据渲染出来。

那么,何为盲通信呢?简单来说当消息的发送者不知道接受者详细信息的时候,这样的通信就是盲通信。Cocoa Touch为我们提供了诸如delegate(dataSource),block,target/action这些盲通信方式。

Model指向Controller的同样也是虚线。原因也差不多,Model层代表的数据层应该与Controller无关。当Model改变的时候,通过KVO或者Notification的方式来通知Controller应当更新View。

这里有一点要提一下:UIViewController往往用来作为MVC中的Controller,MVC中的Controller也可以由其他类来实现。

问题

通过上文的讲解,我们可以看到在纯粹的MVC设计模式中,Controller不得不承担大量的工作:

  • 网络API请求

  • 数据读写

  • 日志统计

  • 数据的处理(JSON<=>Object,数据计算)

  • 对View进行布局,动画

  • 处理Controller之间的跳转(push/modal/custom)

  • 处理View层传来的事件,返回到Model层

  • 监听Model层,反馈给View层

于是,大量的代码堆积在Controller层中,MVC最后成了Massive View Controller(重量级视图控制器)。

为了解决这种问题,我们通常会为Controller瘦身,也就是把Controller中代码抽出到不同的类中,引入MVVM就是为Controller瘦身的一个很好的实践。

MVVM

在MVVM设计模式中,组件变成了Model-View-ViewModel。

MVVM有两个规则

  • View持有ViewModel的引用,反之没有

  • ViewModel持有Model的引用,反之没有

MVVM与Controller瘦身实践

图中,我们仍然以实线表示持有,虚线表示盲通信

在iOS开发中,UIViewController是一个相当重要的角色,它是一个个界面的容器,负责接收各类系统的事件,能够实现界面专场的各种效果,配合NavigationController等能够轻易的实现各类界面切换。

在实践中,我们发现UIViewController和View往往是绑定在一起的,比如UIViewController的一个属性就是view。在MVVM中,Controller可以当作一个重量级的View(负责界面切换和处理各类系统事件)。

MVVM与Controller瘦身实践

不难看出,MVVM是对MVC的扩展,所以MVVM可以完美的兼容MVC。

对于一个界面来说,有时候View和ViewModel往往不止一个,MVVM也可以组合使用:

MVVM与Controller瘦身实践

Controller解耦

MVC是一个优秀的设计模式,本文讲解MVVM也不是说想要用MVVM来替代MVC。对于软件设计来说,设计模式仅仅是一些参考工具,并没有固定的范式,使用起来是很灵活的。MVVM的很多理念对于Controller解耦是很有帮助的。

SubView

把相关的View放到一个Container View里,这样把对应View的创建,Layout等代码抽离出来,并且由Container统一处理用户交互,回调给外部。(这个比较好理解,就不举例子了)

TableView

关于TableView的Delegate/DataSource解耦,我单独写了一篇博客

优雅的开发TableView

并且,提供了一个swift开源库,来进行解耦:

MDTable

Layout

在iOS中,视图的Layout一直是代码很乱的一块。通常Layout有两种

  • 手动的计算Frame – 简单粗暴,但是修改起来困难,易读性也不好

  • 通过约束AutoLayout – 有学习成本,并且不好debug,但是修改起来方便,也容易阅读。

通常使用Autolayout,我们都会用一些DSL的三方库:Masonry(OC),SnapKit(Swift)。

以一个常见的Layout为例,以下两图是在一个App中很常见的两种TableViewCell Layout:

两行列表

MVVM与Controller瘦身实践

左边图,右边detail

MVVM与Controller瘦身实践

这里,我们只关心左侧的图,在常规的Layout情况下Cell中的代码:

//Swift代码,使用SnapKit
leftImageView = UIImageView(frame: CGRect.zero)
contentView.addSubview(rightLabel)
//Layout
leftImageView.snp.makeConstraints { (maker) in
    maker.leading.equalTo(contentView).offset(8.0)
    maker.width.height.equalTo(80)
    maker.centerY.equalTo(contentView)
}

于是,两种cell类中,我们把上述代码进行Copy Paste。

那么有没有一种更好的方式进行Layout复用呢?

其实有两种方式进行Layout复用:

  • 继承(由基类提供Layout) 个人不喜欢继承,继承带来的额外的耦合会造成后期维护牵一发而动全身。

  • Layout独立抽离出来,以协议的方式进行依赖。

这里以第二种方式为例:

首先定义一个协议:来定义可以用来布局

protocol Layoutable {
    func layoutMaker() ->(ConstraintMaker) -> Void
}

然后,对UIView进行扩展,增加布局方法,同时对于client端隐藏snapKit

extension UIView{
    func makeLayout(_ layouter:Layoutable) {
        snp.makeConstraints(layouter.layoutMaker())
    }
}

然后,我们定义一个结构体,来表示左侧的正方形布局

struct LeftSquareLayout : Layoutable {
    func layoutMaker() -> (ConstraintMaker) -> Void {
        return { maker in
            maker.leading.equalTo(self.superView).offset(8.0)
            maker.width.height.equalTo(self.length)
            maker.centerY.equalTo(self.superView)
        }
    }
    var length :CGFloat
    var superView : UIView
    init(length: CGFloat, superView:UIView) {
        self.length = length
        self.superView = superView
    }
}

于是,左侧图片的Layout代码变成了如下:

leftImageView.makeLayout(LeftSquareLayout(length: 80, superView: contentView))

工厂

工厂是一个很好的设计模式,你是否不断的在代码里重写类似的代码:

let titleLabel = UILabel(frame: CGRect.zero)
titleLabel.font = UIFont.systemFont(ofSize: 14)
titleLabel.textColor = UIColor(colorLiteralRed: 0.3, green: 0.3, blue: 0.3, alpha: 1.0)
titleLabel.text = "Inital Text"
contentView.addSubview(titleLabel)

一般App的字体的大小和颜色都是几种之一,这时候我们用工厂的方式生产实例,能更好的实现代码复用:

定义Label类型:

enum LabelStyle {
    case title
    case subTitle
}

定义工厂方法:

extension UILabel{
    static func with(style initalStyle:LabelStyle) -> UILabel{
        switch initalStyle {
        case .title:
            let titleLabel = UILabel(frame: CGRect.zero)
            titleLabel.font = UIFont.systemFont(ofSize: 14)
            titleLabel.textColor = UIColor(colorLiteralRed: 0.3, green: 0.3, blue: 0.3, alpha: 1.0)
            return titleLabel
        default:
            return UILabel()
        }
    }
}

我们还可以提供两个方法,能够让我们链式的添加到superView和config

extension UILabel{
    @discardableResult
    func added(into superView:UIView) -> UILabel{
        superView.addSubview(self)
        return self
    }
    @discardableResult
    func then(config:(UILabel) -> Void) ->UILabel{
        config(self)
        return self
    }
}

于是,代码变成了这样子

UILabel.with(style: .title).added(into: contentView).then { $0.text = "Inital Text"}

在结合上文的Layout,我们甚至可以用一个链式的调用完成初始化和Layout

UILabel.with(style: .title)
    .added(into: contentView)
    .then { $0.text = "Inital Text"}
    .makeLayout(yourLayout)
 Note: 仅仅举例,实际应用中,你可以需要更好的去设计语法

链式调用的延伸阅读:PromiseKit

ViewModel

在MVC的Controller解耦中,引入ViewModel是一种很常见的方式。把Controller中对应与View相关的逻辑层出来,这样Controller需要做的就是

  • 从DB/网络中获取数据,转换成ViewModel

  • 把ViewModel装载给View

  • View的属性与ViewModel值绑定在一起(单向)

在Swift中,实现单向绑定是很容易的:

定义一个可绑定类型:

class Obserable{
    typealias ObserableType = (T) -> Void
    var value:T{
        didSet{
            observer?(value)
        }
    }
    var observer:(ObserableType)?
    func bind(to observer:@escaping ObserableType){
        self.observer = observer
        observer(value)
    }
    init(value:T){
        self.value = value
    }
}

然后,我们扩展UILabel,让其text能够绑定到某一个Obserable值上

extension UILabel{
    var ob_text:Obserable.ObserableType {
        return { value in
            self.text = value
        }
    }
}

接着,建立一个ViewModel

class MyViewModel{
    var labelText:Obserable
    init(text: String) {
        self.labelText = Obserable(value: text)
    }
}

然后,就可以这么用单向绑定了

let label = UILabel()
let viewModel = MyViewModel(text: "Inital Text")
viewModel.labelText.bind(to: label.ob_text)
//修改viewModel会自动同步到Label
viewMoel.labelText.value = "New Text"

当然,实际使用MVVM的时候,手动实现绑定和View事件回调也可以。

延伸阅读:

  • RxSwift

  • ReactiveCocoa

  • 猿题库 iOS 客户端架构设计

网络

网络请求的代码往往也是放到UIController的生命周期里(比如viewDidLoad)或者某些用户的UI操纵。假设你基于以下三个开源库框架进行网络请求和JSON解析

  • Alamofire

  • ObjectMapper

  • AlamofireObjectMapper

我们来模拟一个登录的网络请求,首先定义一个数据结构表示登录的结果

struct LoginResult: Mappable{
    var token: String
    var name: String
    init?(map: Map) {/* */}
    mutating func mapping(map: Map) {
        name <- map["name"]
        token <- map["token"]
    }
}

然后,在button点击事件中,进行login

func handleLogin(sender:UIButton){
    let userName = "userName"
    let passWord = "password"
    let url = "https://api.example.com/user/login"
    let params = ["username":userName,"password":passWord]
    Alamofire.request(url, method: .post, parameters: params, encoding: JSONEncoding()).responseObject { (response:DataResponse) in
        guard let result = response.value else{
            print(response.error ?? "Unknown Error")
            return
        }
        print(result.name)
        print(result.token)
    }
}

这是一个很常规的做法:

  • 在Controller中获取网络请求需要的数据

  • 把请求数据给网络模块,网络模块负责请求网络数据,并且解析成对象,然后异步回调给Controller

  • 在Controller中处理网络模块回调的结果

这么做有两个问题

1.host,paramter encoding等相关信息对Controller应当透明

2.Controller不应该知道网络层是基于Alamofire的

于是,这里我们把网络层抽离:

MVVM与Controller瘦身实践

首先,定义一个协议,表示能够解析成一个网络请求的类型:

protocol NetworkAPIConvertable {
    var host:String {get}
    var path:String {get}
    var method:RequestMethod{get}
    var requestEncoding:RequestEncoding{get}
    var requestParams:[String:Any]{get}
}

其中,RequestMethod和RequestEncoding是对Alamofire的简单封装

enum RequestEncoding{
    case json, propertyList, url
}
enum RequestMethod{
    case get, post, delete, put
}
private extension RequestMethod{
    func toAlamofireMethod()->HTTPMethod{
        switch self {
        case .get:
            return .get
        case .post:
            return .post
        case .delete:
            return .delete
        case .put:
            return .put
        }
    }
}
private extension RequestEncoding{
    func toAlamofireEncoding()->ParameterEncoding{
        switch self {
        case .json:
            return JSONEncoding()
        case .propertyList:
            return PropertyListEncoding()
        case .url:
            return URLEncoding()
        }
    }
}

接着,定义请求的接口

struct APIRouter{
   static func request(api:NetworkAPIConvertable,completionHandler:@escaping (ResponseResult) -> Void){
        let requestPath = api.host + "/" + api.path
        _ = Alamofire.request(requestPath,
                          method: api.method.toAlamofireMethod(),
                          parameters: api.requestParams,
                          encoding: api.requestEncoding.toAlamofireEncoding())
            .responseObject { (response:DataResponse) in
                            if let value = response.value{
                                completionHandler(ResponseResult.succeed(value: value))
                            }else{
                                completionHandler(ResponseResult.error(error: response.error ?? NSError(domain: "com.error.unknown", code:-1, userInfo: nil)))
                            }
    }
    }
}
enum ResponseResult{
    case succeed(value:Value)
    case error(error:Error)
}

于是,我们的网络层封装基本完成了。然后,我们来定义我们的login API

enum NetworkService{
    case login(userName:String,password:String)
    //Add what you need
}
extension NetworkService: NetworkAPIConvertable{
    var host: String {
        return "https://api.example.com"
    }
    var requestEncoding: RequestEncoding {
        switch self {
        case .login(_,_):
            return .json
        }
    }
    var requestParams: [String : Any] {
        switch self {
        case .login(let userName, let password):
            return ["username":userName,"password":password]
        }
    }
    var path: String {
        switch self {
        case .login(_,_):
            return "user/login"
        }
    }
    var method: RequestMethod {
        switch self {
        case .login(_,_):
            return .post
        }
    }
}

接着,网络请求变成了

let userName = "userName"
let passWord = "password"
let login = NetworkService.login(userName: userName, password: passWord)
APIRouter.request(api: login) { (response:ResponseResult) in
    switch response{
    case .succeed(let value):
            print(value.token)
    case .error(let error):
            print(error)
    }
}

延伸阅读:Moya

日志

大部分App都会做日志分析,于是你的代码中不得不进行埋点:

func tableView(_ tableView: UITableView, didSelectRowAt indexPath: IndexPath) {
    tableView.deselectRow(at: indexPath, animated: true)
    //发送日志
    Logger.collectWithContent(....)
}

当你看这样的代码的时候,日志代码也在看着你:

MVVM与Controller瘦身实践

是不是很痛苦呢?

在抽离日志之前,我们想想什么样的日志模块是我们想要的?

  • 尽量不要侵入业务代码

  • 支持由后台动态下发日志统计内容

AOP是一种常见的日志统计解决:

通过AOP的方式hook所有需要统计的UIView事件回调,然后通过KVC的方式来获取日志需要的数据,是常见的无埋点日志解决方案。

比如很常见的友盟统计需要在viewWillAppear/viewWillDisappear中加入代码:

- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated
{
    [super viewWillAppear:animated];
    [MobClick beginLogPageView:@"Page1"];
}
- (void)viewWillDisappear:(BOOL)animated
{
    [super viewWillDisappear:animated];
    [MobClick endLogPageView:@"Page1"];
}

使用AOP的方式,代码变成如下:

void swizzle(Class cls,SEL originalSEL,SEL swizzledSEL){
    Method originalMethod = class_getInstanceMethod(cls, originalSEL);
    Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(cls, swizzledSEL);
    method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
}
@implementation UIViewController (QTSwizzle)
+ (void)load{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        swizzle(self.class, @selector(viewWillAppear:), @selector(sw_viewWillAppear:)));
        swizzle(self.class, @selector(viewWillDisappear:), @selector(sw_viewWillDisappear:)));
    });
}
- (void)qt_viewWillAppear:(BOOL)animated{
    [self qt_viewWillAppear:animated];
    // Log代码
}
- (void)qt_viewWillDisappear:(BOOL)animated{
    [self qt_viewWillDisappear:animated];
    // Log代码
}
@end

                    

可以看到,我们通过AOP,在原有的viewWillAppear后动态插入的日志代码,其他点击事件也可以类似处理。另外,Objective C有一个很方便的用来做AOP的开源框架:Aspects

细心的同学可能看到了,这块的代码我是以Objective C作为例子的,因为OC的Runtime特性,可以很方便的做AOP。对于NSObject及其子类,Swift也支持AOP,但是考虑到Swift的语言特性,关于Swift的无侵入日志,也许还可以方案:

  • 一套支持日志统计的框架。这个看起来工作量很大,但其实需要做大量日志统计的公司往往都有自己的一套XXUIKit,在基类里加入日志统计的基础逻辑也未尝不可

  • 编译期AOP。这个仅局限于理论,就是

延伸阅读:

iOS无埋点数据SDK实践之路

消息转发机制与Aspects源码解析

数据存储

  • iOS常用的本地数据存储方案有几种:

  • UserDefaults 用户配置信息

  • File/Plist 少量的无须结构化查询的数据

  • KeyChain 密码/证书等用户认证数据

  • 数据库 需要结构化查询的信息

  • iCloud

数据库往往是App的数据核心。在iOS中:可以选择数据库技术有

  • CoreData - 对应开源库MagicalRecord

  • Sqlite直接封装 - 对应开源库 FMDB

  • Realm

CoreData的坑比较多,想要用好需要比较高的学习成本。Relam和Sqlite都是建立结构化查询数据库的比较好的选择。

使用FMDB,你的代码类似这样子的。

let queue = FMDatabaseQueue(url: fileURL)
queue.inTransaction { db, rollback in
    do {
        try db.executeUpdate("INSERT INTO foo (bar) VALUES (?)", values: [1])
        try db.executeUpdate("INSERT INTO foo (bar) VALUES (?)", values: [2])
    } catch {
        rollback.pointee = true
    }
}

可以看到,FMDB是把sqlite从C的API封装成了Objective/Swfit等上层API。但是还是缺少了两项比较核心的

  • ORM(Object Relational Mapping)从数据库的表映射到Structs/Class

  • 查询语言。在代码里进行SQL字符串的编写是繁琐的也容易出问题

于是,通常你需要在FMDB(Sqlite)上在进行一层封装,这一层封装提供ORM和查询语言。从而更有好的提供上层接口。类似的框架有:

  • WCDB 微信最近开源的数据库

  • GYDataCenter

延伸阅读:

  • 微信移动端数据库组件WCDB系列(一)-iOS基础篇

  • 微信移动端数据库组件WCDB系列(二) — 数据库修复三板斧

  • 微信iOS SQLite源码优化实践.md

路由

在iOS开发中,UIViewController之间的跳转是无法避免的一个问题。比如,一个ViewControllerA想要跳转到ViewControllerB

#import "ViewControllerB.h"
//...
ViewControllerB * vcb = [[ViewControllerB alloc] init];
[self.navigationController pushViewController:vcb animated:YES];

当在一个类中import另一个类的时候,这两个类就形成了强耦合。

MVVM与Controller瘦身实践

另外,很多App都有一个用户中心的界面,这个界面有一些特点就是会跳转到很多界面。于是,日积月累,这个类中,你会发现代码编程了这个样子:

if indexPath.secion == 0{
    if indexPath.row == 0{
    
    }else if....
}else if indexPath.section == 1{

}
....

大量的if/else造成代码难以阅读,并且难以修改。

一个典型的解Controller与Controller解耦方案就是加一个中间层:路由,并且建立Module(模块)来管理一组Controller。

MVVM与Controller瘦身实践

类似这种的路由架构,在App启动的时候,通过注入的方式把各个Module

一个典型的跳转请求如下:

  • ControllerA发起跳转请求Request

  • Router解析Request,轮询问各个Module,看看各个Module是否支持对应的Requst。

  • 如果有则把requst转发给对应的Module;

  •  如果没有,根据Request的内容可选请求远端服务器,服务器可能返回H5地址

  • Router根据远端服务器,或者Module的Response,合成跳转的command,发送给导航模块

  • 导航模块根据command进行跳转,并且返回feedBack给Router

  • Router返回feedback给ControllerA

总结

iOS App是一个麻雀虽小,五脏俱全的软件。良好的架构和设计能够让代码容易理解和维护,并且不易出错。关于App的设计一个仁者见仁,智者见智的问题,并没有什么固定的范式。本文也只是提出了笔者的一些经验,仅供参考,

PS:如果您想和业内技术大牛交流的话,请加qq群(527933790)或者关注微信公众 号(AskHarries),谢谢!

转载请注明原文出处:Harries Blog™ » MVVM与Controller瘦身实践

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