MVVM design pattern and RxSwift

本文翻译自(http://lukagabric.com/mvvm-design-pattern-and-rxswift/)

MVVM

MVVM 是一种设计模式。他是程序的代码分离成三个部分: Model、View、ViewModel。 Model 代表数据的表现, View 代表用户看到的界面，ViewModel 代表着模型层和视图层的主要关联关系。

Model

Model 就是数据层。他包括一定范围内的模型，和业务逻辑。 Model 并不只是你程序中的那些模型结构体或者数据库, 他也包含了一些 Service 或者组件, 比如说 Alamofire和一些 SDK 等等。

Model 层执行所有跟数据有关的操作。比如常见的增删改查等等。这些操作由 ViewModel 发起。当 Model操作完了数据之后它再告诉 ViewModel 结果。

Model 被 ViewModel 持有。他也并不知道视图层和 ViewModel 层的事情。因为他是和这两个东西完全隔离开的。

View

View 是程序中数据的可视化展示。它没有逻辑相关的东西。他主要有接受用户交互事件，和将数据展示在界面上两个人物。它将用户交互的事件转发到 ViewModel 中进行处理。View 观察 ViewModel 中数据的变化, 并且将这些变化展现出来。

View 和 Model 之间没有任何直接的关联。他们通过 View 持有的 ViewModel 产生关联。

界面信息在 xib 或者 StoryBoard 中通过 UIKit 中的组件被定义。ViewController 是直接跟 xib 或者 StoryBoard 关联的。它包含了 Xib 或者 StoryBoard 中的 outlets 和一些定义 UI 的额外配置。他也负责管理 View 的生命周期。在 MVVM 中他和 View 的关联是非常紧密的, 他其实就是 View 层的一部分。

ViewModel

ViewModel 是程序的逻辑层。他处理用户交互行为。然后更新数据。然后在通知 View 新的数据和显示的方式。举一个很平常的例子。一个 ViewModel 从Model层中请求到了一些包含 Date 的模型。这个 Date 值并不会被告诉给 View, ViewModel 告诉 View 的应该是被格式化之后的字符串。视图不会操作数据本身，他只负责将 ViewModel 准备好的数据展示出来。

Similar to MVC

在 MVC 设计模式中, ViewController 是 Model 和 View 之间的桥梁。他只有视图, 管理视图的结构，管理用户的交互。他还负责管理视图的生命周期,加载、显示、消失等。他具有的另外一个指责是更新模型数据, 这就包括了显示数据的相关逻辑(也就是数据的处理,如上文提到的讲 Date 转化成 String 的逻辑)。因为他具有这么多的职责，所以很多情况下 Viewcontroller 就会变的非常大。所以也有人称MVC 为 Massive View Controller

出现复杂的 viewController 主要有两个原因。由于 Controller 有很多的职责。代码就会变的非常的复杂。这很明显就违背了单一职责这个原则。这也让测试 Controller 中的逻辑变成一件很麻烦的事情。Controller 和 View 的高度耦合。view 的生命周期使得逻辑的分离变的不那么容易。我们就需要花很大的精力来处理视图的生命周期。

MVVM 和 MVC 非常相似。正如前文所说。 MVC 中的 Controller 同时包含了视图和程序的逻辑。将逻辑相关的代码从 Controller 中分离出来, 放到他自己抽象出来的类里面去。这时候的 Controller就只关注视图相关的事情。刚刚分离出来的这个类处理相关的逻辑。这个类就是 ViewModel。他和 Controller 具有一一对应关系。所以说 MVVM 就是将逻辑代码从 controller中分离到 ViewModel 中的 MVC

Binding data from ViewModel to View

有很多将数据绑定的机制, 比如 Swift 中的属性观察。视图可以对外提供一个 Closure 来进行视图的更新。这个 Closure 用来通知 View 他关联的属性的更新。除了熟悉观察。我们的程序还经常需要处理各种异步操作，比如网络请求，和通知或者事件的流信息。函数响应式编程(FRP)框架简直就是为了处理这类事件而生的。现在也有很多FRP 框架，对 iOS 开发来说，最出名的应该是 RxSwift 和 ReactiveCocoa了。之前在一篇对比文章中有提到过, 不管怎样，我更喜欢 RxSwift

RxSwift

指令式编程是基于一步一步明确的指令来执行的。他详细的描述了程序的运行过程。值做为状态而存在。由于程序是一步一步的执行的,所以如果其中一个值在之后发生了改变，这一改变也不会被传到下一步。

// 指令式编程
a = 1
b = 2
c = a + b  // c = 3
a = 5   // c = 3

响应式编程,跟指令式相反。他是基于变化的。他基于声明式编程，这就意味着他关注的是程序应该完成什么，而不是程序是怎么运行的。它是通过数学运算和其他像是 filter map reduce 之类的运算操作的运用来实现的。如何准确的运行被交给底层的程序语言或者框架来考虑了。

// 响应式编程
a = 1
b = 2
c = a + b // c = 3
a = 5     // c = 7

RxSwift 让你能用通过函数响应式编程来编写你的代码。使用 RxSwift 可以很轻松的创建事件或者数据流。这些事件或者数据流可以互相组合、转换。并且最终被观察到，基于值来进行一些操作。

正如前文所说，在 MVVM 中 View 观察 ViewModel 中模型的数据。RxSwift 提供了一个非常简单并且干净的方法来观察这些值，并绑定到对应的 View 上。

Observable

Observable 是 RxSwift 的主要构成部分。他是一个可以异步的接受元素的序列。这个序列可以有0个或者很多个的元素。有三种事件能够基于它发生。下一步(Next)、完成(Completed)、错误(Error)

enum Event {
    case next(Element)   // 这个序列的下一个元素
    case error(Swift.Error)// 这个序列发生了错误
    case completed      // 这个序列成功的完成的所有人任务
}

可以使用 Observable 的 subscribe 方法来订阅这些事件。用这种方法可以分别处理这个事件的各种情况。

OnNext: 可以使用被订阅的元素值。
OnCompleted: 当这个序列成功的发送完所有元素之后会被调用。
OnError: 当这个序列不能完成的时候被调用。

只要 Complete 或者 Error 被观察到了, 这个序列就不能产生任何新的元素了。

observable.subscribe(
    onNext: { element in ... }, 
    onError: { error in ... },
    onCompleted: { ... }
)

Hot and cold observables

即使没有被观察也会发送消息的信号被称作热信号。想象一下 NotificationCenter 技术没有其他对象接受通知, 也也然会发送出来。如果你在某个时候订阅了这个信号, 之前发出来的消息你就会错过。

那些只有被订阅之后才开始发送消息的信号被称作冷信号。这些资源会被分配给每个订阅对象。(比如说，你每次订阅的网络请求就会被释放)但是这些资源可以被多个对象共享(只有一个网络请求被释放了,但可能这被很多个观察者订阅)

Driver

Driver 是 RxCocoa 框架中的一个值类型。它是对一个可订阅的序列的封装，如果要把一个简单的值绑定到View上, 它会是一个更简单的方法。如果 Observables 发生了错误, 你需要很方便的将一些东西展示出来。每个信号都可以很容易的被转换成 Driver。当你提供了这个信号发生错误的返回什么的时候，只需要使用 asDriver 方法就可以了。

1	.asDriver(onErrorJustReturn: "No items to display.")

想象一下异步操作的场景。比如说网络请求。我们需要在界面上展示返回值的个数。在这个场景中，我们需要将返回值的个数映射成一个字符串。可能这个字符串的格式可能是 "X item(s)" Driver 还能够确保我们需要修改 UI 的这个订阅是发生在主线程当中的。

let results: Observable<[SomeItem]> = ...
let resultsCountDriver = results
    .map { "\($0.count) item(s)" }
    .asDriver(onErrorJustReturn: "No items to display.")

把这个数据绑定到 Label 中就很简单了

1	resultsCountDriver.drive(resultCountLabel.rx.text).disposed(by: disposeBag)

DisposeBag

如果一个序列停止了, 但是它并没有被释放掉。在他就会造成资源的浪费和内存的泄漏。知道他完成了或者处错了。如果一个序列没有停止，也没有出错，这个资源就会被永久的占用。这就是为什么我们要在需要订阅的对象中生命一个 DisposeBag 的成员变量的原因了。这样的话，只要这个对象呗释放掉了，所有相关的资源都会被释放并且被系统回收。

Variable

Variable表示可以被订阅的状态。它是信号和功能范式之间的桥梁。Variable 总是包含了提供给构造函数的初始值当你订阅当前的值的时候，这个初始值会立马被发送到过来。(只有最新和当前值会被发出，旧的值不会)。也可以直接获取或者设置 Variable 的值。他内部的信号可以通过 asObservable 方法获取到。另外, Variable 永远都不会出错。

let variable = Variable("My Variable")
variable.value = "Some value"
let variableObservable = variable.asObservable()
variableObservable.subscribe(onNext: { value in
    print(value) //prints "Some value"
})

最后，我写了一个 Demo 来演示 MVVM + RxSwift. 这是一个简单的程序获取并且显示天气的数据。这个app有三种状态，加载中，显示中，错误。有两种对错误的处理，一是，我们只显示错误。另一个是显示之前的数据。如果没有，就显示错误。这两种处理方式都是通过响应式编程和指令式编程实现的。

在这些例子中，只有 ViewMoel 会发生改变。你可以看到给功能增加复杂性(显示错误或者旧的数据)。如果使用指令式编程，可能会对代码带来很多的变动。而使用响应式编程，只需要增加额外的状态而已。