JetPack中常用的设计模式

1) Observer（观察者）

落点：LiveData / Flow + Lifecycle

动机：UI 随数据变化自动更新，并与生命周期解耦。

class UserVM : ViewModel() {
    private val _user = MutableLiveData<User>()
    val user: LiveData<User> = _user
}
class ProfileFragment : Fragment(R.layout.frag) {
    private val vm: UserVM by viewModels()
    override fun onViewCreated(v: View, s: Bundle?) {
        vm.user.observe(viewLifecycleOwner) { ui -> render(ui) } // 只在 STARTED 以后回调
    }
}

要点

• LiveData 内部会根据 Lifecycle.State 自动添加/移除 observer（避免泄漏）。
• StateFlow/Flow 同样是观察者模型，但不关心生命周期，要配合 repeatOnLifecycle。

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2) Mediator（中介者）

落点 A：MediatorLiveData（多源聚合）

落点 B：Paging 3 的 RemoteMediator（本地缓存 + 远端分页的协作"中枢"）

val fullName = MediatorLiveData<String>().apply {
    addSource(firstName) { v -> value = "$v ${lastName.value}" }
    addSource(lastName) { v -> value = "${firstName.value} $v" }
}

@OptIn(ExperimentalPagingApi::class)
class ArticleMediator(
  private val service: Api, private val db: AppDb
) : RemoteMediator<Int, Article>() {
  override suspend fun load(loadType: LoadType, state: PagingState<Int, Article>)
      : MediatorResult {
    // 统一协调：决定请求页、下发网络、落库、告知是否 endOfPagination
  }
}

要点

• MediatorLiveData 把多个 LiveData 的变更集中协调，避免互相观察的网状依赖。
• RemoteMediator 把"网络页码/边界"与"本地分页源"解耦，是 Paging 3 的灵魂。

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3) Repository（仓库）

落点：Google 官方架构建议（Repository 作为 UI 与数据源门面）。

动机：隐藏数据来源（DB/网络/缓存/文件），对上层暴露统一 API。

class UserRepo @Inject constructor(
  private val api: Api, private val dao: UserDao
) {
  fun user(id: Long): Flow<User> =
    dao.observe(id).onStart {
      val net = api.loadUser(id)
      dao.insert(net)
    }
}

要点

• 上层（ViewModel/UI）只依赖 Repository 接口，便于测试与替换实现（Fake/Mock）。

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4) Factory（工厂）

落点：ViewModelProvider.Factory / AbstractSavedStateViewModelFactory

动机：创建带参数/带 SavedStateHandle 的 ViewModel。

class DetailVM(private val repo: Repo, private val id: Long) : ViewModel()
class DetailVMFactory(
  owner: SavedStateRegistryOwner, private val repo: Repo, defaultArgs: Bundle?
) : AbstractSavedStateViewModelFactory(owner, defaultArgs) {
  override fun <T: ViewModel> create(key: String, model: Class<T>, state: SavedStateHandle): T {
    val id = state.get<Long>("id")!!
    return DetailVM(repo, id) as T
  }
}

要点

• 不用 Hilt 时，工厂是最标准创建路径；用 Hilt 则由 DI 容器"接管工厂"。

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5) Singleton（单例）

落点：RoomDatabase、DataStore、Retrofit（虽不属 Jetpack，但常并用）

动机：昂贵对象（连接池、DB）的全局唯一实例。

@Database(entities = [User::class], version = 1)
abstract class AppDb : RoomDatabase() {
  companion object {
    @Volatile private var INSTANCE: AppDb? = null
    fun get(context: Context) = INSTANCE ?: synchronized(this) {
      INSTANCE ?: Room.databaseBuilder(context, AppDb::class.java, "app.db").build()
        .also { INSTANCE = it }
    }
  }
}

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6) Builder（生成器）

落点 A：WorkManager 的 OneTimeWorkRequestBuilder / Constraints.Builder

落点 B：Navigation Kotlin DSL 构建图；Compose ConstraintSet 也体现 Builder 味道。

val work = OneTimeWorkRequestBuilder<UploadWorker>()
  .setConstraints(
    Constraints.Builder()
      .setRequiredNetworkType(NetworkType.UNMETERED)
      .setRequiresBatteryNotLow(true)
      .build()
  ).build()
WorkManager.getInstance(ctx).enqueue(work)

要点

• 将复杂对象的可选参数分步构造，结尾 build() 收口，防止构造函数爆炸。

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7) Strategy（策略）

落点 A：DiffUtil.ItemCallback（比较策略可插拔）

落点 B：LinearLayoutManager/GridLayoutManager（布局策略互换）

动机 ：在不改调用方的情况下切换算法/行为。

class PostDiff: DiffUtil.ItemCallback<Post>() {
  override fun areItemsTheSame(a: Post, b: Post) = a.id == b.id
  override fun areContentsTheSame(a: Post, b: Post) = a == b
}
val adapter = ListAdapter(PostDiff()) { /* ... */ }

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8) Adapter（适配器）

落点：RecyclerView.Adapter / PagingDataAdapter

动机 ：把任意数据源适配到统一的 ViewHolder 渲染接口。

class PostAdapter : ListAdapter<Post, VH>(PostDiff()) {
  override fun onCreateViewHolder(p: ViewGroup, t: Int) = VH(ItemPostBinding.inflate(...))
  override fun onBindViewHolder(h: VH, pos: Int) = h.bind(getItem(pos))
}

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9) Decorator（装饰）

落点：RecyclerView.ItemDecoration / Insetter / WindowInsets 处理

动机 ：在不修改原组件的前提下叠加行为/样式。

recyclerView.addItemDecoration(object: RecyclerView.ItemDecoration() {
  override fun getItemOffsets(outRect: Rect, v: View, p: RecyclerView, s: State) {
    outRect.bottom = 8.dp
  }
})

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10) Chain of Responsibility（责任链）

落点：OnBackPressedDispatcher、NestedScrolling 的 pre/post 链、WorkManager.beginWith().then() 链式任务

动机 ：把请求沿链路传递，遇到能处理者即停止。

requireActivity().onBackPressedDispatcher.addCallback(viewLifecycleOwner) {
  // 优先级高者先拦截返回键
  if (drawer.isOpen) drawer.close() else remove() /* 放行给下一个 */
}

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11) Command（命令）

落点：WorkRequest（可序列化命令交给系统后台执行）、NavController.navigate(directions)

动机：把"要做的事"封装为对象，延迟/队列化执行。

class UploadWorker(ctx: Context, params: WorkerParameters): CoroutineWorker(ctx, params) {
  override suspend fun doWork(): Result { /* 真正的命令执行体 */ return Result.success() }
}

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12) State（状态）

落点 A：SavedStateHandle、ViewModel 状态持有

落点 B：Compose 的 remember{} / rememberSaveable{} / "状态提升（state hoisting）"

动机：用不可变 UIState + 单一真相来源（SSOT）驱动 UI。

@HiltViewModel
class HomeVM @Inject constructor(private val saved: SavedStateHandle): ViewModel() {
  private val _ui = MutableStateFlow(UiState())
  val ui: StateFlow<UiState> = _ui.asStateFlow()
}
@Composable
fun Home(vm: HomeVM = hiltViewModel()) {
  val ui by vm.ui.collectAsState()
  Screen(ui) // 纯函数式 UI
}

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13) Template Method（模板方法）

落点：DefaultLifecycleObserver / Fragment 生命周期

动机 ：父类/框架定义固定流程 ，子类覆盖具体步骤。

class LogsObserver: DefaultLifecycleObserver {
  override fun onStart(owner: LifecycleOwner) { /* 模版流程中的一步 */ }
}
lifecycle.addObserver(LogsObserver())

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14) Facade（外观）

落点：NavController（对 Fragment 事务的门面）、WorkManager（对 JobScheduler/AlarmManager+Service 的门面）

动机 ：用统一 API 屏蔽平台差异与复杂实现。

findNavController().navigate(
  HomeFragmentDirections.actionHomeToDetail(id = 42) // Safe Args + 单一入口
)

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15) Iterator（迭代器）

落点：PagingSource → Pager → Flow<PagingData>

动机：按需迭代加载数据，UI 只"拉取下一页"。

class PostSource(private val api: Api): PagingSource<Int, Post>() {
  override suspend fun load(params: LoadParams<Int>): LoadResult<Int, Post> {
    val page = params.key ?: 1
    val data = api.list(page)
    return LoadResult.Page(data, prevKey = page-1, nextKey = page+1)
  }
}
val flow = Pager(PagingConfig(pageSize = 20)) { PostSource(api) }.flow

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组合范式：把模式拼起来

• MVVM（不是 GoF，但工程架构范式） ：State(Compose/LiveData/Flow) + Observer + Repository + Factory（VM 创建）+（可选）Mediator（聚合/分页中枢）。
• 列表页面：Adapter + Strategy(DiffUtil) + Decorator(ItemDecoration) + Iterator(Paging)。
• 导航与后台任务：Facade(NavController/WorkManager) + Command(WorkRequest) + Chain(OnBackPressed/NestedScroll)。

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实战要点与坑位

• LiveData vs Flow ：UI 端想省事选 LiveData；想要背压/并发/算子选 Flow，配 repeatOnLifecycle。
• DiffUtil 的代价 ：大对象请提供稳定 id 与高效 equals，必要时用 AsyncDifferConfig + 自定义线程池。
• Repository 划分：按业务边界而非技术边界拆分（如 UserRepo、FeedRepo），接口化便于测试。
• WorkManager 设计 ：可重试任务要区分幂等 与幂等化输入（inputData + 去重 Key）；链式 then = 责任链。
• Navigation：深链/多 back stack 用 navigation-ui-ktx + BottomNavigationView 的 setupWithNavController，避免自己手搓事务。
• Compose 的 State：坚持"状态提升"与不可变 data class，副作用放入 LaunchedEffect/DisposableEffect，不要在 Composable 里保业务单例。

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一页速记（面试可背）

• 观察者：LiveData/Flow 监听 + 生命周期安全。

• 中介者：MediatorLiveData 聚合；Paging 的 RemoteMediator 协调网/库。

• 仓库：抽象数据来源，UI 只调仓库。

• 工厂：ViewModelProvider.Factory / SavedStateFactory。

• 单例：Room DB / Retrofit / DataStore。

• 生成器：WorkRequest/Constraints/导航 DSL。

• 策略：DiffUtil、LayoutManager 可替换。

• 适配器：RecyclerView.Adapter / PagingDataAdapter。

• 装饰：ItemDecoration/Insets。

• 责任链：OnBackPressed/NestedScroll/Work 链。

• 命令：WorkRequest、NavDirections。

• 状态：SavedStateHandle、Compose state。

• 模板方法：Lifecycle 回调骨架。

• 外观：NavController、WorkManager。

• 迭代器：PagingSource → PagingData。