MVVM: Най-добрият модел на софтуерна архитектура за съвременни приложения

Разработвате ли приложение и искате да разберете как да структурирате кода си по възможно най-лесния за поддръжка, мащабируем и професионален начин? Шефът MVVM (Model-View-ViewModel) се е превърнал в де факто стандарт в безброй съвременни рамки за мобилни, настолни и уеб приложения. Силата му се крие в разделянето на отговорности, подобрена тестваемост и междуплатформена адаптивност. Ще се задълбочим в това как работи, какви са предимствата му, разликите му в сравнение с MVC и MVP, и ще разгледаме реални примери за употреба и най-добри практики в .NET MAUI, Xamarin, Android с Kotlin и SwiftUI за iOS.

Тази статия е окончателното ръководство за архитектурния модел MVVM.Ще намерите всички подробности за това как да приложите този подход към съвременни проекти, какво го отличава от други архитектури, разширени приложения, съвети, случаи на употреба и основни ресурси, които ще ви помогнат да овладеете MVVM, независимо от вашата технология.

Какво е модел на софтуерна архитектура и защо да изберете MVVM?

Un модел на софтуерна архитектура Това е доказано решение за структуриране и организиране на проекти, което улеснява разделянето им притеснения (разделяне на загрижеността) и ви помага да създавате по-многократно използваем, поддържаем и мащабируем код. Популярните модели включват MVC (Model-View-Controller), MVP (Model-View-Presenter) и MVVM (Model-View-ViewModel), всеки от които е оптимизиран за различни предизвикателства при разработката. MVVM се отличава с отделянето на бизнес логиката от представянето, опростяването на промените и тестването и е особено полезен в приложения, където синхронизацията между графичния интерфейс и данните е критична.

Защо трябва да използвате MVVM? MVVM улеснява адаптирането към новите визуални технологии, подобрява екипната работа между дизайнери и разработчици и позволява по-стабилно модулно тестване чрез изолиране на компоненти. Освен това, за разлика от други шаблони, MVVM улеснява обвързване на данни и команди, които са ключови в съвременните, реактивни рамки за мобилни и междуплатформени приложения.

История и еволюция на MVVM модела

MVVM е предложен от Джон Госман в Microsoft около 2005 г., първоначално за подобряване на разработката в WPF (Windows Presentation Foundation) и Silverlight. Популярността му нараства бързо, защото решава проблемите със свързването, от които MVC и MVP страдат в контексти с декларативни и двупосочни интерфейси, като например в XAML, а по-късно и в мобилни рамки като... Xamarin, .NET MAUI, Jetpack Compose и SwiftUIДнес философията на MVVM се прилага дори в съвременните JavaScript рамки (Angular, Vue, React с подобни hooks) и платформи без код, адаптирайки се към новите парадигми за разработка.

Основни компоненти на MVVM модела

• Модел: Той капсулира данните на приложението и „чистата“ бизнес логика. Независим е от потребителския интерфейс и може да включва достъп до база данни, външни уеб услуги, правила и валидиране.
• Изглед: Той е отговорен за показването на информация на потребителя и приемането на неговите взаимодействия. Трябва да бъде възможно най-„глупав“, ограничавайки се до визуално представяне без бизнес логика.
• ViewModel: Това е ключовият елемент, който свързва изгледа с модела. Той предоставя свойства и команди, така че изгледът да може да бъде свързан чрез обвързване на данни, получава потребителски събития, форматира данни и управлява потока на интерфейса. Никога не трябва да има директни препратки към изгледа или да зависи от това как е имплементиран.

Връзки и поток от данни между компонентите на MVVM

La Vista е свързан с ViewModel чрез обвързване на данни, което му позволява автоматично да реагира на промени в състоянието и свойствата. ViewModel Той съобщава за всякакви модификации на модела и обратно, препредавайки промените, за да поддържа интерфейса синхронизиран. Тази структура елиминира необходимостта изгледът да знае вътрешните детайли на модела или бизнес логиката, отваряйки вратата за независима еволюция на потребителския интерфейс и логиката.

Анализиране на всяка част: Модел, Изглед и ViewModel

• Модел:
  • Съдържа обекти, DTO, бизнес логика, валидации и достъп до данни.
  • Пример: Класове User, Order, ProductService y Repository на който и да е език.
  • Не включва логика на представяне или препратки към потребителския интерфейс.
• Изглед:
  • Включва XAML (WPF, Xamarin, MAUI), XML (Android), SwiftUI, HTML и др.
  • Съдържа само визуалната структура, стиловите ресурси и тригерите за графичното изживяване.
  • Не трябва да съдържа бизнес логика или директна манипулация на данни, с изключение на минимално поведение (като например анимации, които не могат да бъдат преместени в ViewModel).
• ViewModel:
  • Дефинира наблюдаеми свойства, команди и събития, които са обвързани от изгледа.
  • Реализира интерфейси като например INotifyPropertyChanged (C#), LiveData (Android) @ObservedObject y @Published (SwiftUI).
  • Организира комуникацията между модела и изгледа, трансформирайки и валидирайки данните, когато е необходимо.
  • Не трябва да съдържа препратки към специфични контроли на потребителския интерфейс, код за презентация или директни зависимости от изгледа.

Основни предимства на MVVM модела пред MVC и MVP

MVVM допринася уникални предимства в сравнение с MVC и MVP, особено в средни и големи проекти или когато се изискват реактивност и тестваемост:

• Пълно разделение на отговорностите: Изгледът, бизнес логиката и логиката на представянето са отделени, което намалява свързването и улеснява независимата еволюция на всеки слой.
• Подобрена тестваемост: ViewModel, тъй като е свободен от препратки към изгледа, може лесно да бъде тестван с модулни тестове.
• Мащабируемост и поддръжка: Всяка промяна в част от кода минимално засяга останалата част, което позволява на кодовата база да расте без страх от нарушаване на функционалността.
• Улеснява работата в екип: Позволява на дизайнерите и разработчиците да работят безпроблемно паралелно.
• Повторно използване: Един ViewModel може да бъде свързан с различни потребителски интерфейси (например мобилни, уеб или настолни), без да се променя логиката.
• Реактивно обвързване на данни: Автоматични промени в потребителския интерфейс при промяна на данните от ViewModel. Ключови за съвременните платформи.

Свързана статия:

Дейности, намерения и фрагменти в Android: Пълно ръководство за разбиране, внедряване и овладяване на архитектурата на приложенията

Недостатъци и предизвикателства на MVVM модела

• Крива на обучение: MVVM може да бъде сложен за начинаещи разработчици, особено поради използването на обвързвания и реактивни концепции.
• Първоначално претоварване: В малки проекти това може да включва повече структура от необходимото, въпреки че ползите от нея стават ясни с разрастването на приложението.
• Възможно свръхинженерство: Ако разпределението на отговорностите не е добре разбрано и логиката във ViewModel се използва прекомерно, той може да се изроди в „божествен ViewModel“, който поглъща твърде много логика.

Сравнение: MVVM срещу MVC срещу MVP

Обвързването на данни като крайъгълен камък на MVVM

El обвързване на данни е една от ключовите отличителни черти на MVVM. Тя позволява на Свойствата на ViewModel се синхронизират автоматично с изгледа, елиминирайки „свързващия“ код и подобрявайки яснотата и надеждността. За да научите повече за това как да прилагате техники за свързване в различни рамки, можете да се консултирате с ресурси на Дейности, намерения и фрагменти в Android.

На платформи като .NET MAUI, Xamarin и WPF, свързването се извършва с помощта на XAML; на Android, с помощта на LiveData и DataBinding; на iOS със SwiftUI, с помощта на @ObservedObject y @PublishedВ мрежата, реактивни рамки като Angular и Vue прилагат подобни парадигми.

Когато свойството се промени, потребителският интерфейс се актуализира без ръчна намесаСъщото се случва и в обратен ред в случаите на двупосочно свързване.

Внедряване на MVVM на различни технологии и платформи

.NET MAUI и Xamarin

MVVM архитектурата е предпочитаният избор в .NET екосистемата за мобилни и междуплатформени приложения. Някои от нейните Основни функции:

• INotifyPropertyChanged: Интерфейс, който уведомява потребителския интерфейс за промени в свойствата.
• IКоманда/Команда за реле: Команди за обработка на действия и събития от потребителския интерфейс.
• Наблюдаема колекция: Наблюдаема колекция, която уведомява за промени в списъци, така че те да се отразят в потребителския интерфейс.
• BindingContext: Позволява ви да свържете ViewModel с View.
• Поддържащи библиотеки: MVVM Toolkit, Prism, MVVMCross и други.

Android (Kotlin, Jetpack Compose, XML)

В Android, шаблонът MVVM обикновено се реализира с:

• Клас ViewModel (Jetpack компонент) за управление на състоянието и логиката, отделени от потребителския интерфейс.
• LiveDataНаблюдаема структура, която реактивно уведомява потребителския интерфейс за промени.
• Свързване на данни: Позволява ви директно да свързвате свойства и събития в XML оформления.
• Стая, Реконструкция, ДръжкаТе улесняват свързването с бази данни, API и инжектирането на зависимости, като помагат да се предпази логиката от View.

iOS със Swift и SwiftUI

SwiftUI използва MVVM, опростявайки приложението ви и оптимизирайки практическата работа за iOS, macOS, watchOS и tvOS. Основните функции включват:

• @ObservedObject и @Published: Свойства, които ви позволяват да наблюдавате промените и да актуализирате изгледите автоматично.
• Комбинирайте: Реактивна рамка за управление на потоци от данни и асинхронни събития в слоя ViewModel.
• Строго разделяне: Моделът никога не взаимодейства с потребителския интерфейс, изгледът не съдържа логика и ViewModel оркестрира потока от данни.

Уеб приложения и JavaScript рамки

Въпреки че MVVM е роден в средата на Microsoft, неговата философия за реактивно свързване и разделяне на слоевете го е довела до влияние върху уеб рамки като Angular (където архитектурата е по същество MVVM), Vue.js (където "ViewModels" са самите компоненти) и React (с hooks и контексти, които наподобяват ViewModel).

Подробен практически пример: Вход с MVVM в .NET MAUI

Да предположим, че имаме формуляр за вход. перспектива Съдържа полета за потребителско име и парола, както и бутон за вход:

• Имейл y ПаролаСвойства на ViewModel, достъпни чрез обвързване с интерфейса.
• IsLoginEnabled: Изчислявано свойство в ViewModel, проверява дали и двете полета са попълнени, преди да се активира бутонът.
• LoginCommand: Изпълнява логика за удостоверяване при натискане на бутон, актуализира потребителския интерфейс въз основа на резултата.

Всичко е свързано от BindingContext в XAML. Когато полетата се променят, потребителският интерфейс реагира автоматично. Резултатът от удостоверяването може да актуализира съобщенията за грешки или да пренасочва към друг екран.

Основни добри практики в MVVM

• Никога не препращайте към View от ViewModel: Запазете независимост, за да улесните тестването и повторната употреба.
• Моделът никога не трябва да включва визуална логика: Ограничава отговорността си до данни и бизнес логика.
• Използвайте команди и обвързване, а не директни събития или свободни обратни извиквания: Ето как поддържате разделянето.
• Не претоварвайте ViewModel: Ако логиката се усложни, извлечете услуги, хранилища или помощни програми за по-чиста архитектура.
• Приложения INotifyPropertyChanged правилно: Така че всяка промяна на свойството води до актуализация на интерфейса.
• употреби ObservableCollection за динамични колекции: По този начин потребителският интерфейс ще реагира автоматично на добавяния, изтривания и промени в списъци.

Команди и поведения в MVVM

Команди

Те ви позволяват напълно да отделите логиката от събитията в потребителския интерфейс. ViewModel предоставя инстанции на ICommand или техните реализации (RelayCommand, AsyncRelayCommand), с които View може да се свърже (например, когато се щракне върху бутон).

• Изпълни: Изпълнява свързаното действие.
• Може да се изпълни: Показва дали действието може да бъде изпълнено.
• CanExecuteChanged: Събитие за уведомяване за промени в наличността на командите.

Поведение

Те ви позволяват да добавяте функционалност към контролите на потребителския интерфейс, без да наследявате от тях. Те са идеални за обвързване на събития с команди, когато контролата няма вградена поддръжка. Например, EventToCommandBehavior може да трансформира събитието Текстът е променен от текстово поле при изпълнение на команда на ViewModel.

Как да управляваме навигацията и състоянието в MVVM

• От гледната точка: Изгледът наблюдава съответните промени (например свойство Влязъл е) и навигирайте съответно.
• Чрез навигационни услуги: ViewModel изисква навигация чрез инжектиран интерфейс/услуга, без да има директно свързване с потребителския интерфейс.

Управление на промените и известия: колекции PropertyChanged и Observable

За да се актуализира потребителският интерфейс автоматично при промяна на ViewModel, ключът е да се имплементира правилно. INotifyPropertyChangedВсяка промяна трябва изрично да уведомява за актуализацията на свойството. За списъци, ObservableCollection Това е стандартът, тъй като стартира автоматични събития, когато има промени.

Препоръчителни MVVM рамки и библиотеки

• MVVM инструментариум (Microsoft Community ToolKit): Предоставя команди, атрибути и помощни средства за MVVM в .NET.
• ПризмаУсъвършенствана рамка за MVVM в XAML и мултиплатформена.
• MVVMCross: Популярно кросплатформено MVVM решение в Xamarin.
• Джетпак (Android): Компоненти като LiveData, ViewModel и Navigation.
• SwiftUI + Комбиниране: Реактивно свързване и естествена наблюдаемост.
• RxSwift, RxJava, RxJS: Разширено реактивно програмиране за MVVM на различни платформи.

MVVM в backend и No-Code платформи

Въпреки че MVVM се свързва предимно с мобилни/настолни приложения, неговата философия за разделяне на отговорностите и независимост на слоевете може да се приложи в backend дизайна, особено в микросървисите и middleware, където междинен логически слой (вдъхновен от ViewModel) оркестрира комуникацията между източници на данни и публични крайни точки. Освен това, платформите... Без код y нисък код като приложения за проектиране на вашия дом Те използват MVVM рамки, за да позволят визуални потоци и управление на потребителския интерфейс, отделени от бизнес логиката, като по този начин разширяват своята значимост далеч отвъд традиционния фронтенд.

Сравняване на MVVM в различни среди: Пример за приложение ToDo

Представете си просто приложение със задачи. MVVM архитектурата позволява логиката за добавяне, изтриване и маркиране на задачи като завършени да бъде във ViewModel, докато View просто отразява промените и реагира на взаимодействията с потребителя. Този подход улеснява тестването на функционалността, развитието на интерфейса (като същевременно запазва логиката непокътната) и внедряването на междуплатформени задачи чрез повторно използване на ViewModel.

Ключови съображения за прилагане на MVVM в реални проекти

• мащабируемост: MVVM е най-добрият избор за приложения с множество екрани, сложни работни процеси и нужда от отделена логика.
• екип: Това насърчава сътрудничеството между UI/UX специалисти и програмисти, тъй като всеки може да работи на собствения си слой без блокиране.
• Тестваемост: Това ви позволява да създавате логически стабилни батерии от единични тестове, подобрявайки качеството в дългосрочен план.
• Адаптивност: Промяната на интерфейса (дори радикална, например от мобилен на уеб), без да се докосва основната логика, е много по-лесна.

Допълнителни ресурси и курсове за по-задълбочено запознаване с MVVM

• Официална .NET MAUI документация за MVVM
• Уроци за Android Jetpack за MVVM в Kotlin
• Apple SwiftUI и Combine ресурси
• Курсове на платформи като OpenWebinars, EdX, Udemy и YouTube, специално фокусирани върху MVVM архитектурни модели

Овладяването на MVVM ви позволява да изграждате по-чисти и по-стабилни приложения, готови да се развиват с технологичните промени. Инвестирането в изучаването на този модел води до подобрено качество на кода, драстично намаляване на производствените грешки и увеличена скорост на разработка с нарастване на сложността на продукта.