Android ViewModel 深度解析

一、ViewModel 的本质与价值

在Android开发中，屏幕旋转是一个常见的配置更改场景。当用户旋转设备时，Activity会被销毁并重新创建，导致临时数据丢失。传统解决方案（如onSaveInstanceState）只适合保存少量简单数据。ViewModel应运而生，它解决了配置更改导致的数据丢失问题，同时将数据逻辑与UI分离，成为现代Android架构的核心组件。主要解决两大问题：

数据持久化问题：
- 屏幕旋转时保留数据
- Activity重建时避免重复加载
生命周期安全问题：
- 自动取消异步任务
- 防止内存泄漏

一、ViewModel 使用指南：三步构建数据保险箱

1. 创建ViewModel子类

kotlin 复制代码

class UserViewModel : ViewModel() {
    private val _userData = MutableLiveData<User>()
    val userData: LiveData<User> = _userData
    
    fun loadUser(userId: String) {
        viewModelScope.launch {
            _userData.value = repository.getUser(userId)
        }
    }
    
    override fun onCleared() {
        // 清理资源
        super.onCleared()
    }
}

2. 在Activity/Fragment中获取实例

kotlin 复制代码

class UserActivity : AppCompatActivity() {
    // 使用委托简化获取
    private val viewModel: UserViewModel by viewModels {
        UserViewModelFactory(provideUserRepository())
    }
    
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_user)
        
        // 观察数据变化
        viewModel.userData.observe(this) { user ->
            updateUI(user)
        }
        
        loadButton.setOnClickListener {
            viewModel.loadUser("123")
        }
    }
}

3. 自定义Factory实现依赖注入

kotlin 复制代码

class UserViewModelFactory(
    private val repository: UserRepository
) : ViewModelProvider.Factory {
    
    override fun <T : ViewModel> create(modelClass: Class<T>): T {
        return UserViewModel(repository) as T
    }
}

二、ViewModel 工作原理：数据存活的魔法

核心三剑客

ViewModelStoreOwner：Activity/Fragment作为"房东"
ViewModelStore：房东持有的"保险箱仓库"（内部为Map结构）
ViewModel：存放在仓库中的"数据保险箱"

配置更改时的数据保留流程

三、源码亮点解析：精妙设计揭秘

1. ViewModelStore的保存与恢复机制

核心代码：

ini 复制代码

// ComponentActivity.java
public ViewModelStore getViewModelStore() {
    if (mViewModelStore == null) {
        // 尝试从上次配置更改恢复
        NonConfigurationInstances nc = getLastNonConfigurationInstance();
        if (nc != null) mViewModelStore = nc.viewModelStore;
        
        if (mViewModelStore == null) mViewModelStore = new ViewModelStore();
    }
    return mViewModelStore;
}

public Object onRetainNonConfigurationInstance() {
    NonConfigurationInstances nci = new NonConfigurationInstances();
    nci.viewModelStore = mViewModelStore; // 保存仓库
    return nci;
}

设计精妙之处：

利用Activity的onRetainNonConfigurationInstance生命周期钩子
通过NonConfigurationInstances实现轻量级状态保存
避免序列化开销，直接传递对象引用

2. Factory模式：解耦的艺术

类关系图：

优势：

完全解耦ViewModel的构造逻辑
支持依赖注入（构造函数参数传递）
为Hilt等DI框架提供标准接入点

3. 资源清理：mBagOfTags的妙用

自动资源管理流程：

scss 复制代码

// ViewModel.java
void clear() {
    for (Object value : mBagOfTags.values()) {
        if (value instanceof Closeable) {
            ((Closeable) value).close(); // 自动关闭资源
        }
    }
    onCleared(); // 开发者清理点
}

应用场景：

自动管理协程作用域（viewModelScope）
统一关闭数据库连接、网络请求等资源
避免手动资源释放的遗漏

4. 线程安全：双重校验锁实现

单例保障逻辑：

ini 复制代码

ViewModel viewModel = store.get(key);
if (viewModel == null) {
    viewModel = factory.create(modelClass);
    ViewModel existing = store.putIfAbsent(key, viewModel);
    if (existing != null) {
        viewModel = existing; // 使用已存在实例
        viewModel.onCleared(); // 清理新创建的冗余实例
    }
}
return viewModel;

关键点：

putIfAbsent保证原子操作
防止多线程环境下的重复创建
确保ViewModel实例全局唯一

5. 协程集成：viewModelScope的魔法

实现原理：

kotlin 复制代码

val ViewModel.viewModelScope: CoroutineScope
    get() {
        val scope: CoroutineScope? = this.getTag(JOB_KEY)
        if (scope != null) return scope
        
        return setTagIfAbsent(JOB_KEY, 
            CloseableCoroutineScope(SupervisorJob()))
    }

internal class CloseableCoroutineScope(...) : Closeable {
    override fun close() { coroutineContext.cancel() } // 自动取消
}

价值：

协程生命周期与ViewModel绑定
ViewModel销毁时自动取消所有子协程
避免异步操作导致的内存泄漏

四、ViewModel 最佳实践

职责分离原则：
- ViewModel：数据处理和业务逻辑
- Activity/Fragment：UI展示和用户交互
- 永远不要在ViewModel中持有View引用

资源管理：

kotlin 复制代码

override fun onCleared() {
    super.onCleared()
    networkRequest?.cancel()
    database.close()
}

架构配合：
- 结合LiveData实现数据观察
- 使用Repository模式管理数据源
- 通过DataBinding实现数据绑定