Jetpack Compose 中ViewModel的最佳实践

本文译自「MVVM Inputs/Outputs: Best Practices and Implementation in Jetpack Compose」，原文链接medium.com/@siarhei.kr...，由Siarhei Krupenich发布于2025年3月16日。

译注： 因为文章重点讨论的是ViewModel的实现方式，并不涉及平台特性，所以完全适用于跨平台的Compose Multiplatform。

简介

在我之前的文章中，我探讨了"清晰架构"（Clean Architecture）作为一种实用的 Android 开发方法。这种架构解决方案侧重于将逻辑组件划分为不同的层，每一层负责各自的任务。

本文以此为基础，通过一个真实的应用示例介绍另一种最佳实践。我们将重点介绍使用 ViewModel 时的一个常见问题，概述一个结构化的解决方案，并深入探讨其背后的理论。此外，我将演示如何使用 Jetpack Compose 有效地实现这种方法，并提供各种示例。所有代码片段都假设读者理解使用 Hilt 的依赖注入 (DI - Dependency Injection)。

ViewModel概述

MVVM 的核心思想是通过将 UI 逻辑移入状态来将其与视图分离。这确保了视图在保持逻辑井然有序的同时保持简洁。首先，这种方法符合单一职责原则，从而增强了可测试性和可扩展性。此外，它还解决了一个典型的 Android 挑战------在生命周期事件（例如配置更改）期间处理 UI 状态。

为了实现这一点，我们使用 ViewModel 来管理并保留其状态，即使关联的 Activity 被重新创建。我们来看下面的例子：

Kotlin 复制代码

// ViewModel 例子
@HiltViewModel
internal class ScreenViewModel @Inject constructor(
    private val getData: GetUiDataUseCase,
) : ViewModel() {
    private val _state = MutableStateFlow<State>(State.Loading)
    val state: StateFlow<State> = _state.asStateFlow()
    
    fun loadData(isRefreshing: Boolean) {
        updateState(isRefreshing)
    }
    private fun updateState(isRefreshing: Boolean) = viewModelScope.launch {
        _state.value = State.Loading
        _state.value = getData(isRefreshing)
    }
}

上面的代码片段演示了一个简单的 ViewModel，它只有一个状态和一个由 init 触发的方法。loadData() 方法启动状态更新过程，该过程由协程 StateFlow 管理。

一个好的做法是将所有可能的页面状态合并到一个密封类中。这种方法能够以结构化的单方法风格处理 UI 状态变化，从而使你的代码更具可读性和可维护性。

以下示例说明了这一概念：

Kotlin 复制代码

// State
internal sealed interface State {
    data class Success(val repos: List<DataUi>): State
    data object Empty: State
    data object Loading: State
    data class Error(val message: String?): State
}

现在，让我们看一下以下代码：

Kotlin 复制代码

// Composable View that uses the ViewModel:
@Composable
fun Screen() {
    val viewModel: ScreenViewModel = hiltViewModel()
    val state by viewModel.state.collectAsState()

    LaunchedEffect(Unit) {
        viewModel.loadRepos(true)
    }
    RepoState(repoState, viewModel)
}

@Composable
private fun RepoState(state: State, viewModel: ScreenViewModel) {
    when (state) {
        is State.Success -> LazyColumn(modifier = Modifier.fillMaxSize()) {
            items(state.data.count()) { index ->
                Item(state.data[index])
            }
        }
        State.Empty -> EmptyState(
            stateMessage = "Empty message",
            
            emptyButtonAction = {
                viewModel.loadData(true)
            }
        )
        is State.Error -> RepoEmptyState(
            stateMessage = state.message,
            emptyButtonAction = {
                viewModel.loadData(true)
            }
        )
        State.Loading -> LoadingState()
    }
}

Screen() 可组合函数从 StateFlow 中观察状态，并在状态发生变化时进行更新。根据具体状态（Data、Empty、Error 或 Loading），将使用单函数方法触发相应的可组合函数进行处理。

总体而言，一切看起来都很稳定------状态在 ViewModel 中管理，并且视图（Activity 的一部分）可以安全地重新创建而不会丢失数据。此外，这种方法还可以更轻松地编写状态处理、ViewModel 函数调用和 UI 外观的单元测试。

常规ViewModel的不足之处

纵观当前的实现，首先突出的问题是 ViewModel 可能会不堪重负。随着应用的增长，我们将多个状态和逻辑打包在一个 ViewModel 中处理，这可能会违反单一职责原则。

另一个关键问题是 UI 和逻辑之间的紧密耦合。直接操作 ViewModel 的实例会使 UI 更加依赖于其具体实现，从而降低灵活性和可复用性。

为什么常规 ViewModel 会成为问题

使用常规 ViewModel（不分离输入和输出）乍一看似乎没什么问题。但随着应用规模的增长，情况可能会变得混乱。原因如下：

UI 和逻辑过于混杂

ViewModel 同时处理业务逻辑和 UI 更新，使它们紧密相连。
如果需要更改 UI，通常也需要修改 ViewModel，这不应该发生。
💡 例如：你的 UI 可能在一个地方处理验证、数据转换和加载状态。

测试难度加大

功能过多的 ViewModel 会使测试编写变得复杂。
不同时处理数据和状态，就无法轻松测试 UI 行为。
💡 例如：即使是简单的 UI 测试也会变得棘手，因为 ViewModel 控制着一切。

更改 UI 变得令人头疼

如果你的 ViewModel 没有正确分离，更改一个 UI 元素就会影响所有 UI 元素。
💡 示例：将 TextView 替换为 RecyclerView 会迫使你修改 ViewModel，即使它不应该关心 UI 细节。

ViewModel 变得过大

随着时间的推移，ViewModel 会变得庞大且难以管理。
它们会同时处理用户输入、API 调用和状态更新。💡 💡 示例：包含数百行代码的 ViewModel 难以阅读、调试或更新。

逻辑难以复用

如果 ViewModel 混合了输入处理（按钮点击）和输出逻辑（数据格式化），那么复用其中的部分内容会变得非常麻烦。
💡 示例：你想在另一个页面上复用某些业务逻辑，但它与特定于 UI 的代码纠缠在一起。

UI 状态管理变得混乱

在 ViewModel 内部处理加载、成功和错误状态会让事情变得混乱。
💡 示例：处理失败的网络请求并显示错误消息不应与其他逻辑混淆。

大型应用中难以扩展

如果多个页面共享一个 ViewModel，它就会超载。
在一个 ViewModel 中管理许多不同的 UI 状态会导致混乱。
💡 示例：管理 10 个以上页面的 ViewModel 很快就会成为维护的噩梦。

灵丹妙药：输入/输出式ViewModel

我们讨论的许多问题都可以通过使用输入/输出 ViewModel 方法得到最小化，甚至完全解决。此方法将 ViewModel 中的"输入"流和"输出"流分离。

输出处理 UI 的更新（例如，公开状态）。
输入接收来自 UI 的消息（例如，用户交互）。

例如，在典型的 ViewModel 中，StateFlow 代表"输出"流，因为它向 UI 提供状态更新。相反，像 reloadData(refreshing: Boolean) 这样的方法充当"输入"流，处理 UI 触发的操作。

此模式不是直接与 ViewModel 交互，而是通过输入和输出接口强制进行结构化访问，从而明确依赖关系并减少紧密耦合。

使用此模式的示例：

Kotlin 复制代码

// 取代viewModel.reloadData(refreshing = true)
input.reloadData(refreshing = true) 

// 取代val dataState by viewModel.data.collectAsState()
val dataState by output.data.collectAsState()

这种结构化方法提高了代码的清晰度、可测试性和可维护性，使 ViewModel 更加模块化和可扩展。

我们来画个图，直观地了解一下它的工作原理：

该图展示了该模式。ViewModel 实现了 ScreenViewModel 接口，该接口进一步细分为两个独立的接口------一个用于处理输入（操作），另一个用于提供输出（数据）。这种设置如同契约，确保了清晰的结构和分离。ViewModel 本身仍然是一个实例，避免在其层面直接操作。所有操作都通过输入和输出接口进行，从而强化了单一职责原则。最后，View 仅与 ScreenViewModel 接口交互，在抽象层进行操作。此外，View 还可以进一步细分为输入和输出接口，从而允许以简洁、模块化的方式访问方法和数据。

开撸吧！

首先，应该重构 ViewModel，将其封装在一个接口中，并将其功能分离到专用的输入和输出接口中。

Kotlin 复制代码

// ViewModel
internal interface ScreenViewModel {

    interface Input {
        fun loadData(isRefreshing: Boolean = false)
    }

    interface Output {
        val state: StateFlow<State>
    }

    @HiltViewModel
    class ViewModel @Inject constructor(
        private val getData: GetUiDataUseCase,
    ) : BaseViewModel(), Input, Output {
        val input: Input = this
        val output: Output = this

        private val _state = MutableStateFlow<State>(State.Loading)
        override val state: StateFlow<State> = _state.asStateFlow()

        override fun loadData(isRefreshing: Boolean) {
            updateState(isRefreshing)
        }

        private fun updateState(isRefreshing: Boolean) = viewModelScope.launch {
            _state.value = State.Loading
            _state.value = getData(isRefreshing)
        }
    }
}

接下来，我们实现与 ViewModel 交互的视图。以下代码片段提供了一个使用 Jetpack Compose 的示例：

Kotlin 复制代码

@Composable
fun Screen() {
    val viewModel: ReposScreenViewModel.ViewModel = hiltViewModel()
    val state by viewModel.output.repoState.collectAsState()
  
    LaunchedEffect(Unit) {
        viewModel.input.loadData(true)
    }
    UIState(state, viewModel)
}

// UiState使用接口 ScreenViewModel.Input来操作ViewModel的输入
@Composable
private fun UIState(state: State, input: ScreenViewModel.Input) {
    when (state) {
        is State.Success -> LazyColumn(modifier = Modifier.fillMaxSize()) {
            items(state.data.count()) { index ->
                UIItem(state.data[index])
            }
        }
        State.Empty -> EmptyState(
          emptyButtonAction = {
            // 取代 viewModel.loadData(true)
            input.loadData(true)
          }
        )
        is RepoState.Error -> EmptyState(isError = true)
        RepoState.Loading -> LoadingState()
    }
}

使用输入/输出式ViewModel 的优势

通过将 ViewModel 构建为输入和输出接口，你可以创建更简洁、更高效的架构。其优势如下：

✅ 清晰的关注点分离（SoC - Separation of Concerns）

输入处理用户操作（例如，按钮点击、文本输入），而输出管理 UI 状态和数据。这使得你的代码库更加结构化，更易于导航。

✅ 更轻松的测试

通过清晰的分离，你可以分别测试输入（用户交互）和输出（状态更新），从而使单元测试更加专注和可靠。

✅ 更好的可重用性和可扩展性

输入和输出可以在多个页面或功能之间重复使用，而无需重复逻辑，从而帮助你的应用在扩展过程中避免不必要的复杂性。

✅ 简化的状态管理

将 UI 状态（加载、成功、错误）保留在输出中，可以防止 ViewModel 被无关的逻辑淹没，从而使状态处理更加直观。

结论

我们探索了另一个可以无缝集成到你项目中的强大工具。通过采用这种方法，你可以增强应用的可扩展性，保持代码库简洁，并提高测试效率。这是一种简单而有效的方法，可以提高可维护性，并让你的开发流程面向未来。

欢迎查看包含现成解决方案的代码库：github.com/sergeykrupe...。

文章更新：有人指出，最好避免在 ViewModel 的 init 块中加载数据。相反，一种更灵活的方法是使用 Composable 中的 LaunchedEffect() 延迟触发数据加载。这可以确保 ViewModel 不会过早获取数据，并更好地与 Compose 的生命周期保持一致。（译注：关于副作用函数可参考之前的文章降Compose十八掌之『龙战于野』| Side Effects）

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