基于Android 端MVP 模式和響應(yīng)式網(wǎng)絡(luò)框架的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)*

李 想 ，特日根 ，3

(1.長光衛(wèi)星技術(shù)有限公司，吉林 長春130000；2.吉林省衛(wèi)星遙感應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林 長春130000；3.中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，吉林 長春130000)

0 引言

在當(dāng)今社會(huì)，移動(dòng)端因其便攜性、低功耗以及無線網(wǎng)的快速接入等優(yōu)勢(shì)，使得人們與外部世界進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接更加方便而舒適。 正因如此，移動(dòng)端編程成為了當(dāng)下最熱門的計(jì)算機(jī)編程領(lǐng)域之一。 2019 年第二季度移動(dòng)端操作系統(tǒng)市場(chǎng)份額表明，Android 系統(tǒng)占比77.14%，iOS系統(tǒng)占比22.83%，其余系統(tǒng)不及1%，由此可知Android在當(dāng)今手機(jī)行業(yè)起著舉足輕重的作用。隨著每一款應(yīng)用承載的功能不斷增多，其代碼管理也變得更為復(fù)雜。 對(duì)于Android 應(yīng)用開發(fā)來說，用Android Studio 編譯器生成Android 項(xiàng)目時(shí)，其生成的XML 文件和Activity 文件已經(jīng)對(duì)應(yīng)傳統(tǒng)MVC(Model-View-Controller)架構(gòu)模式的View層和Controller 層， 同時(shí)XML 文件不能實(shí)現(xiàn)全部布局功能，因此部分View 層內(nèi)容需交付給Activity 文件完成。Activity 文件隨著頁面和業(yè)務(wù)邏輯的不斷增加也會(huì)不斷增大，代碼間耦合度明顯提高[1-3]，將對(duì)項(xiàng)目的升級(jí)和維護(hù)帶來障礙。 因此，對(duì)于大中型項(xiàng)目來說，MVC 架構(gòu)并不可取。

對(duì)于一個(gè)常規(guī)項(xiàng)目，其網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求必不可少，雖然官方提供了諸如HttpURLConnection 類等HTTP 請(qǐng)求方式，但該類在大量網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求時(shí)，其性能較差。

針對(duì)此問題，MVP(Model-View-Presenter)+Retrofit+OkHttp+RxJava 的架構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，該架構(gòu)能有效降低代碼耦合度，使Activity 文件的內(nèi)容更加單一，網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求和布局更新更加高效。 對(duì)于整個(gè)項(xiàng)目而言，整體結(jié)構(gòu)更加清晰，代碼可維護(hù)性也得到大幅度提升。

本文通過對(duì)MVP+Retrofit+OkHttp+RxJava 的研究分析，以《長光衛(wèi)星云極視》項(xiàng)目的登錄模塊為應(yīng)用案例，設(shè)計(jì)并驗(yàn)證Android 應(yīng)用開發(fā)中MVP 模式和Retrofit2+OkHttp3+RxJava2 的響應(yīng)式網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求框架結(jié)合的方法及可行性。

1 MVP 模式

1.1 設(shè)計(jì)思想

MVP 最早出現(xiàn)在IBM 公司的項(xiàng)目研發(fā)中，由Model 層(負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)修改和操作的部分)、View 層(包含所有的UI組件，并負(fù)責(zé)與Presenter 層進(jìn)行所有交互操作)、Presenter層(負(fù)責(zé)所有項(xiàng)目的邏輯)組成[4-5]。

MVP 模式在多名開發(fā)人員協(xié)同開發(fā)及測(cè)試時(shí)體現(xiàn)出了更大的解耦性。 使用MVP 模式的優(yōu)勢(shì)包括：

(1)能將Activity/Fragment 中的任務(wù)獨(dú)立出來；

(2)能將單個(gè)復(fù)雜的多任務(wù)分割成多個(gè)簡單的任務(wù)；

(3)可以分離頁面與數(shù)據(jù)；

(4)促進(jìn)自動(dòng)化單元測(cè)試[6]。

1.2 實(shí)現(xiàn)過程

應(yīng)用程序中MVP 模式的順序圖如圖1 所示。 在一個(gè)常規(guī)的Android 應(yīng)用中會(huì)有兩個(gè)參與者：用戶(使用該程序的人)和數(shù)據(jù)(存儲(chǔ)的信息實(shí)體)，以登錄操作為例：

(1)用戶點(diǎn)擊按鈕獲取驗(yàn)證碼；

(2)View 對(duì)象接收到用戶動(dòng)作，并向Presenter 層發(fā)送委派動(dòng)作，即執(zhí)行actionSendMessage()函數(shù)；

(3)如果Presenter 層需要接口或數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，則會(huì)向Model 層通過getMessage()函數(shù)發(fā)送一條檢索數(shù)據(jù)的消息，在這個(gè)過程中，Presenter 層與Model 層屬于觀察者與被觀察者的關(guān)系；

(4)當(dāng)Model 層獲取到數(shù)據(jù)時(shí)，Presenter 層將觀察到Model 層發(fā)送的事件，同時(shí)執(zhí)行returnSendMessage()函數(shù)，向View 層發(fā)送一條消息，并將獲得的驗(yàn)證碼返回給用戶，至此完成獲取驗(yàn)證碼的一次操作。

圖1 MVP 模式的順序圖

2 響應(yīng)式網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求框架

2.1 設(shè)計(jì)思想

Retrofit2+OkHttp3+RxJava2 是當(dāng)下最流行的Android網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求框架之一。 在Android6.0 之前，官方推薦用HttpClient 接口來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，后續(xù)則更改為Java.net下的HttpUrlConnection 接口，但該方式僅支持HTTP/1.0和HTTP/1.1，不支持HTTP/2.0，也不支持多路復(fù)用。 當(dāng)遇到大量網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求時(shí)性能較差。 與HttpUrlConnection 相比，OkHttp3 底層基于Okio 開源庫，使用了比阻塞式IO效率更高的Java NIO(Non-Blocking I/O)。 Retrofit2 作為基于OkHttp 封裝的RESTful 網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求框架， 是當(dāng)前耦合度最低、功能最強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求框架。 Retrofit2 與RxJava2結(jié)合使用時(shí)，前者把請(qǐng)求封裝進(jìn)Observable 對(duì)象，在新線程中執(zhí)行HTTP 請(qǐng)求，請(qǐng)求結(jié)束后切換到IO 線程中執(zhí)行用戶的后續(xù)動(dòng)作。總體來說，Retrofit2 用接口的方式進(jìn)行HTTP 網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，并負(fù)責(zé)請(qǐng)求數(shù)據(jù)以及接收返回結(jié)果，OkHttp3 負(fù)責(zé)HTTP 請(qǐng)求的過程，RxJava2 負(fù)責(zé)異步以及多線程的切換。

2.2 OkHttp3

OkHttp 是Square 公司的一款開源的網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求庫，使用OkHttp3 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求能提高HTTP 請(qǐng)求的加載速度，同時(shí)更節(jié)省帶寬。 OkHttp3 的高效性體現(xiàn)在以下三方面：

(1)允許連接同一主機(jī)的所有請(qǐng)求分享同一個(gè)socket；

(2)通過響應(yīng)式緩存來避免重復(fù)請(qǐng)求；

(3)當(dāng)服務(wù)端存在多個(gè)IP 地址時(shí)，若第一個(gè)地址連接失敗，OkHttp3 會(huì)通過嘗試備用IP 地址進(jìn)行靜默恢復(fù)[7]。

2.3 Retrofit2

與OkHttp 相 同，Retrofit 也 出 自Square 公 司，Retrofit2可以理解為一個(gè)HTTP 網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的適配器，它將一個(gè)HTTP請(qǐng)求通過Java/Kotlin 接口動(dòng)態(tài)代理的方式來表達(dá)，并通過OkHttp3 發(fā)送HTTP 請(qǐng)求。 Retrofit 和OkHttp 的關(guān)系可以總結(jié)為：OkHttp 純粹是一個(gè)HTTP/SPDY 客戶端；Retrofit 是基于HTTP 的高級(jí)REST 抽象。

Retrofit 框架的優(yōu)勢(shì)在于：

(1)使用清晰的注解方式，在最大程度上簡化URL的拼寫形式；

(2)自由度大，支持自定義Converters 及其他業(yè)務(wù)邏輯；

(3)同時(shí)支持同步執(zhí)行和異步執(zhí)行；

(4)支持多種文件解析，如GSON、JSON 和XML 等；

(5)支持RxJava。

2.4 RxJava2

RxJava2 是一個(gè)在JAVA 虛擬機(jī)上使用可觀測(cè)的序列組成的基于事件的異步程序庫。它可以理解為是一種觀察者模式，用觀察者和被觀察者來實(shí)現(xiàn)異步操作。 與Android 官方的異步操作方法相比，RxJava 的優(yōu)勢(shì)是簡潔，當(dāng)項(xiàng)目隨著迭代變得繁瑣時(shí)，RxJava 仍保持了其簡潔性[8]。

2.5 實(shí)現(xiàn)過程

基于Retrofit2+OkHttp3+RxJava2 的響應(yīng)式網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求框架整體流程如圖2 所示。

圖2 網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求流程圖

(1)導(dǎo)入相關(guān)的依賴，將域名傳入一個(gè)Retrofit 構(gòu)造器中；

(2)通過Retrofit.create()方法傳入Java 接口并返回一個(gè)Call 對(duì)象 (該對(duì)象默認(rèn)使用OkHttp3 作為HTTP 請(qǐng)求的Client）；

(3)RxJava2 在訂閱時(shí)調(diào)用Call.enqueue()方法來進(jìn)行HTTP 的異步請(qǐng)求；

(4)在網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求獲得響應(yīng)后，Call 對(duì)象對(duì)返回的信息根據(jù)設(shè)置的轉(zhuǎn)置模式進(jìn)行轉(zhuǎn)換；

(5)返回結(jié)果數(shù)據(jù)。

3 MVP 模式和網(wǎng)絡(luò)框架在Android 應(yīng)用開發(fā)中的應(yīng)用

《長光衛(wèi)星云極視》項(xiàng)目采取了MVP 模式以及響應(yīng)式網(wǎng)絡(luò)框架，以獲取登錄驗(yàn)證碼為例，實(shí)現(xiàn)的目錄結(jié)構(gòu)如圖3 所示。

3.1 Model 層

Model 層主要的功能是從服務(wù)端獲取數(shù)據(jù)， 由LoginRepository、LoginService 和 LoginServiceimpl 組成。

(1)LoginRepository

獲取用戶驗(yàn)證碼是通過LoginRepository 類中的send-Message()方法來實(shí)現(xiàn)的，通過調(diào)用Retrofit2 的send-Message()的方法，實(shí)現(xiàn)HTTP 請(qǐng)求，在請(qǐng)求成功后，數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)置為SendMessageBean 實(shí)體類對(duì)象返回，關(guān)鍵代碼如下：

圖3 項(xiàng)目目錄結(jié)構(gòu)圖

3.2 View 層

View 層主要對(duì)應(yīng)登錄界面LoginFragment，同時(shí)View層定義了LoginView 接口，接口中包括獲取短信成功及失敗的回調(diào)方法，LoginPresenter 通過接口returnSendMessage()和returnSendMessageError()方法與LoginFragment 進(jìn)行交互，關(guān)鍵代碼如下：

3.3 Presenter 層

Presenter 層是View 層調(diào)用Model 層的橋梁，Login-Presenter 持有LoginView 的引用，在方法中通過用戶在LoginFragment 中觸發(fā)按鍵時(shí)，調(diào)用LoginPresenter 的對(duì)應(yīng)方法， 通過LoginService 對(duì)象進(jìn)行對(duì)Model 層的訪問，同時(shí)獲取HTTP 返回值的觀察者對(duì)象，并將值傳遞給LoginView 對(duì) 象，在LoginFragment 中 進(jìn) 行UI 更 新。 關(guān) 鍵代碼如下：

3.4 注意事項(xiàng)

為了快速開發(fā)和提高代碼質(zhì)量， 在使用MVP+Retrofit2+OkHttp3+RxJava2 模式時(shí)，應(yīng)采取JUnit 單元測(cè)試的方式，對(duì)單個(gè)Presenter 文件和Service 文件編譯運(yùn)行。 該方式無需在真機(jī)或模擬器上全局調(diào)試，同時(shí)也無需考慮其他類文件的影響。通過JUnit 單元測(cè)試，可以快速定位到問題。

4 結(jié)論

本文中通過對(duì)MVC 模式以及HTTP 網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求進(jìn)行系統(tǒng)的分析，發(fā)現(xiàn)在一個(gè)中大型項(xiàng)目中，采用MVC 模式，會(huì)使得充當(dāng)Controller 層的Activity/Fragment 同時(shí)充當(dāng)View 層的角色，使得文件代碼量臃腫，增加了業(yè)務(wù)邏輯的耦合度，在項(xiàng)目開發(fā)上乃至后期維護(hù)上都造成了很大的問題。 與此同時(shí)，當(dāng)項(xiàng)目進(jìn)行復(fù)雜多次的網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求場(chǎng)景時(shí)，官方提供的HttpURLConnection 類表現(xiàn)出了性能低下、邏輯復(fù)雜的缺陷。

根據(jù)MVP 模式的設(shè)計(jì)思想，將業(yè)務(wù)事件交付給Presenter 層進(jìn)行處理，使得Model 層和View 層做到了完全解耦，在整體項(xiàng)目中開發(fā)模塊職責(zé)劃分更明顯，使邏輯代碼的耦合度降低，便于后期的維護(hù)和二次開發(fā)。 與此同時(shí)基于Retrofit+OkHttp+RxJava 的響應(yīng)式網(wǎng)絡(luò)框架，在HTTP 請(qǐng)求上更為高效，在業(yè)務(wù)處理上相比HttpURLConnection 更簡化。 RxJava 的使用，會(huì)隨著網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求邏輯變得越來越復(fù)雜，依然保持簡潔。

本文通過上述思想設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了《長光衛(wèi)星云極視》用戶登錄模塊，驗(yàn)證了MVP 模式與Retrofit+OkHttp+Rx-Java 的網(wǎng)絡(luò)框架在Android 應(yīng)用開發(fā)中結(jié)合的可行性，同時(shí)給出了設(shè)計(jì)思路及關(guān)鍵程序，并最終達(dá)到預(yù)期效果。