MVVM 四层架构设计文档

本文档说明新大洲 Android 项目采用的 MVVM 四层架构设计

一、架构概述

1.1 架构说明

本项目采用 MVVM 四层架构，基于 Clean Architecture 和 Android 架构组件，将代码分为以下四层：

┌─────────────────────────────────────────┐
│         UI/Presentation 层               │
│      (Fragment + ViewModel)              │
└──────────────┬──────────────────────────┘
               │
               ▼
┌─────────────────────────────────────────┐
│            Domain 层                     │
│         (UseCase + Model)                │
└──────────────┬──────────────────────────┘
               │
               ▼
┌─────────────────────────────────────────┐
│          Repository 层                   │
│      (数据仓库，统一数据源)                │
└──────────────┬──────────────────────────┘
               │
               ▼
┌─────────────────────────────────────────┐
│            Data 层                       │
│    (Remote + Local DataSource)          │
└─────────────────────────────────────────┘

1.2 架构优势

职责分离：每一层都有明确的职责，互不干扰
易于测试：各层独立，便于单元测试
可维护性：代码结构清晰，易于维护和扩展
可复用性：Domain 层不依赖 Android 框架，可在其他平台复用
数据统一：Repository 层统一管理数据源，处理缓存策略

1.3 与传统 MVVM 的区别

传统三层 MVVM：

View → ViewModel → Repository → API

四层 MVVM（Clean Architecture）：

View → ViewModel → UseCase → Repository → DataSource

主要改进：

新增 Domain 层：封装业务逻辑，与 UI 和 Data 解耦
新增 DataSource 层：将数据源（Remote/Local）与 Repository 分离
更好的可测试性和可维护性

二、四层架构详解

2.1 UI/Presentation 层

职责：

展示 UI，处理用户交互
观察 ViewModel 的状态变化，更新 UI
不包含业务逻辑

包含内容：

Fragment/Activity
ViewModel
UI State（Sealed Class）

依赖关系：

只依赖 Domain 层（通过 UseCase）
不直接依赖 Data 层

示例结构：

ui/
├── login/
│   └── LoginFragment.kt
├── viewmodel/
│   ├── LoginViewModel.kt
│   └── LoginViewModelFactory.kt
└── state/
    └── LoginState.kt

2.2 Domain 层

职责：

封装业务逻辑
定义业务实体模型
定义 UseCase（用例）

包含内容：

UseCase（用例）
Domain Model（业务模型）
Repository Interface（可选）

依赖关系：

不依赖任何 Android 框架
只依赖 Repository Interface（接口，不依赖实现）

示例结构：

domain/
├── model/
│   └── User.kt
└── usecase/
    ├── LoginUseCase.kt
    └── RegisterUseCase.kt

2.3 Repository 层

职责：

统一数据源管理
协调 Remote 和 Local 数据源
处理数据缓存策略
数据转换（Data Model → Domain Model）

包含内容：

Repository 实现类
数据转换逻辑

依赖关系：

依赖 Domain 层（UseCase）
依赖 Data 层（RemoteDataSource + LocalDataSource）

示例结构：

data/
└── repository/
    └── AuthRepository.kt

2.4 Data 层

职责：

提供数据源接口和实现
处理网络请求（Remote）
处理本地存储（Local）
定义数据模型（Data Model）

包含内容：

RemoteDataSource（远程数据源）
LocalDataSource（本地数据源）
Data Model（数据模型）
API 接口

依赖关系：

只依赖 Android 框架和第三方库
不依赖其他业务层

示例结构：

data/
├── remote/
│   └── AuthRemoteDataSource.kt
├── local/
│   ├── AuthLocalDataSource.kt
│   └── TokenManager.kt
├── model/
│   ├── LoginRequest.kt
│   └── LoginResponse.kt
└── api/
    └── AuthApi.kt

三、目录结构规范

3.1 模块目录结构

每个功能模块应遵循以下目录结构：

module_name/
├── ui/                          # UI 层
│   ├── feature_name/
│   │   └── FeatureFragment.kt
│   ├── viewmodel/
│   │   ├── FeatureViewModel.kt
│   │   └── FeatureViewModelFactory.kt
│   └── state/
│       └── FeatureState.kt
│
├── domain/                      # Domain 层
│   ├── model/
│   │   └── DomainModel.kt
│   └── usecase/
│       └── FeatureUseCase.kt
│
├── data/                        # Data 层
│   ├── repository/
│   │   └── FeatureRepository.kt
│   ├── remote/
│   │   └── FeatureRemoteDataSource.kt
│   ├── local/
│   │   └── FeatureLocalDataSource.kt
│   ├── model/
│   │   ├── FeatureRequest.kt
│   │   └── FeatureResponse.kt
│   └── api/
│       └── FeatureApi.kt
│
├── di/                          # 依赖注入（可选）
│   └── FeatureModule.kt
│
└── constant/                    # 常量（可选）
    └── FeatureConstants.kt

3.2 实际示例（用户模块）

user/
├── ui/
│   ├── login/
│   │   └── LoginFragment.kt
│   ├── register/
│   │   └── RegisterFragment.kt
│   ├── viewmodel/
│   │   ├── LoginViewModel.kt
│   │   ├── LoginViewModelFactory.kt
│   │   ├── RegisterViewModel.kt
│   │   └── RegisterViewModelFactory.kt
│   └── state/
│       ├── LoginState.kt
│       └── RegisterState.kt
│
├── domain/
│   ├── model/
│   │   └── User.kt
│   └── usecase/
│       ├── LoginUseCase.kt
│       └── RegisterUseCase.kt
│
├── data/
│   ├── repository/
│   │   └── AuthRepository.kt
│   ├── remote/
│   │   └── AuthRemoteDataSource.kt
│   ├── local/
│   │   ├── AuthLocalDataSource.kt
│   │   └── TokenManager.kt
│   ├── model/
│   │   ├── LoginRequest.kt
│   │   ├── LoginResponse.kt
│   │   └── RegisterRequest.kt
│   └── api/
│       └── AuthApi.kt
│
└── constant/
    ├── ApiConstants.kt
    └── ValidationConstants.kt

四、数据流向

4.1 请求数据流向

用户操作
  ↓
Fragment (UI)
  ↓ 调用
ViewModel.login()
  ↓ 调用
UseCase.invoke()
  ↓ 调用
Repository.login()
  ↓ 调用
RemoteDataSource.login() 或 LocalDataSource.getData()
  ↓
API/数据库
  ↓ 返回数据
Repository (转换 Data Model → Domain Model)
  ↓ 返回
UseCase (业务逻辑处理)
  ↓ 返回
ViewModel (转换为 UI State)
  ↓ 更新 StateFlow
Fragment (观察 StateFlow，更新 UI)

4.2 具体示例（登录流程）

1. 用户在 LoginFragment 点击登录按钮
   ↓
2. LoginFragment 调用 viewModel.login(mobile, password)
   ↓
3. LoginViewModel 调用 loginUseCase(mobile, password)
   ↓
4. LoginUseCase 验证输入，调用 authRepository.login()
   ↓
5. AuthRepository 调用 remoteDataSource.login()
   ↓
6. AuthRemoteDataSource 调用 authApi.login() (Retrofit)
   ↓
7. 网络请求返回 LoginResponse (Data Model)
   ↓
8. AuthRemoteDataSource 返回 Result<LoginResponse>
   ↓
9. AuthRepository 保存 Token 到 LocalDataSource
   ↓
10. AuthRepository 返回 Result<LoginResponse>
    ↓
11. LoginUseCase 返回 Result<Unit>
    ↓
12. LoginViewModel 更新 _loginState (Success/Error)
    ↓
13. LoginFragment 观察 loginState，更新 UI

五、代码示例

5.1 UI 层示例

LoginFragment.kt

package com.narutohuo.xindazhou.user.ui.login

import android.os.Bundle
import android.view.LayoutInflater
import android.view.View
import android.view.ViewGroup
import androidx.fragment.app.Fragment
import androidx.fragment.app.viewModels
import androidx.lifecycle.lifecycleScope
import com.narutohuo.xindazhou.R
import com.narutohuo.xindazhou.user.ui.viewmodel.LoginViewModel
import com.narutohuo.xindazhou.user.ui.viewmodel.LoginViewModelFactory
import kotlinx.coroutines.launch

/**
 * 登录Fragment
 */
class LoginFragment : Fragment() {
    
    private val viewModel: LoginViewModel by viewModels { 
        LoginViewModelFactory(requireContext().applicationContext as android.app.Application)
    }
    
    override fun onCreateView(
        inflater: LayoutInflater,
        container: ViewGroup?,
        savedInstanceState: Bundle?
    ): View? {
        return inflater.inflate(R.layout.fragment_login, container, false)
    }
    
    override fun onViewCreated(view: View, savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onViewCreated(view, savedInstanceState)
        
        // 初始化视图
        initViews(view)
        
        // 观察状态
        observeState()
    }
    
    private fun initViews(view: View) {
        // 绑定视图和设置点击事件
        view.findViewById<View>(R.id.btnLogin).setOnClickListener {
            val mobile = view.findViewById<EditText>(R.id.etMobile).text.toString()
            val password = view.findViewById<EditText>(R.id.etPassword).text.toString()
            viewModel.login(mobile, password)
        }
    }
    
    private fun observeState() {
        lifecycleScope.launch {
            viewModel.loginState.collect { state ->
                when (state) {
                    is LoginState.Idle -> { /* 初始状态 */ }
                    is LoginState.Loading -> { /* 显示加载 */ }
                    is LoginState.Success -> { /* 登录成功 */ }
                    is LoginState.Error -> { /* 显示错误 */ }
                }
            }
        }
    }
}

LoginViewModel.kt

package com.narutohuo.xindazhou.user.ui.viewmodel

import android.app.Application
import androidx.lifecycle.AndroidViewModel
import androidx.lifecycle.viewModelScope
import com.narutohuo.xindazhou.user.domain.usecase.LoginUseCase
import kotlinx.coroutines.flow.MutableStateFlow
import kotlinx.coroutines.flow.StateFlow
import kotlinx.coroutines.launch

/**
 * 登录状态
 */
sealed class LoginState {
    object Idle : LoginState()
    object Loading : LoginState()
    data class Success(val message: String) : LoginState()
    data class Error(val message: String) : LoginState()
}

/**
 * 登录ViewModel
 */
class LoginViewModel(
    application: Application,
    private val loginUseCase: LoginUseCase
) : AndroidViewModel(application) {
    
    private val _loginState = MutableStateFlow<LoginState>(LoginState.Idle)
    val loginState: StateFlow<LoginState> = _loginState
    
    fun login(mobile: String, password: String) {
        viewModelScope.launch {
            _loginState.value = LoginState.Loading
            loginUseCase(mobile, password)
                .onSuccess {
                    _loginState.value = LoginState.Success("登录成功")
                }
                .onFailure { e ->
                    _loginState.value = LoginState.Error(e.message ?: "登录失败")
                }
        }
    }
}

5.2 Domain 层示例

LoginUseCase.kt

package com.narutohuo.xindazhou.user.domain.usecase

import com.narutohuo.xindazhou.user.data.repository.AuthRepository
import com.narutohuo.xindazhou.user.domain.constant.ValidationConstants
import timber.log.Timber

/**
 * 登录用例
 * 
 * 封装登录业务逻辑
 */
class LoginUseCase(
    private val authRepository: AuthRepository
) {
    suspend operator fun invoke(mobile: String, password: String): Result<Unit> {
        // 业务逻辑验证
        if (mobile.isBlank()) {
            return Result.failure(IllegalArgumentException("手机号不能为空"))
        }
        
        if (password.length < ValidationConstants.MIN_PASSWORD_LENGTH 
            || password.length > ValidationConstants.MAX_PASSWORD_LENGTH) {
            return Result.failure(
                IllegalArgumentException("密码长度应为${ValidationConstants.MIN_PASSWORD_LENGTH}-${ValidationConstants.MAX_PASSWORD_LENGTH}位")
            )
        }
        
        // 调用 Repository
        return authRepository.login(mobile, password).map { }
    }
}

5.3 Repository 层示例

AuthRepository.kt

package com.narutohuo.xindazhou.user.data.repository

import com.narutohuo.xindazhou.user.data.local.AuthLocalDataSource
import com.narutohuo.xindazhou.user.data.model.LoginRequest
import com.narutohuo.xindazhou.user.data.model.LoginResponse
import com.narutohuo.xindazhou.user.data.remote.AuthRemoteDataSource
import timber.log.Timber

/**
 * 认证数据仓库
 * 
 * 统一管理认证相关的数据获取和缓存
 */
class AuthRepository(
    private val remoteDataSource: AuthRemoteDataSource,
    private val localDataSource: AuthLocalDataSource
) {
    
    companion object {
        private const val TAG = "AuthRepository"
    }
    
    /**
     * 用户登录
     */
    suspend fun login(mobile: String, password: String): Result<LoginResponse> {
        return try {
            val request = LoginRequest(mobile, password)
            
            // 先尝试从远程获取
            val result = remoteDataSource.login(request)
            
            // 如果成功，保存到本地
            result.onSuccess { response ->
                localDataSource.saveToken(response)
                Timber.d("$TAG - login: Token已保存")
            }
            
            result
        } catch (e: Exception) {
            Timber.e(e, "$TAG - login: 登录异常")
            Result.failure(e)
        }
    }
}

5.4 Data 层示例

AuthRemoteDataSource.kt

package com.narutohuo.xindazhou.user.data.remote

import com.narutohuo.xindazhou.user.api.AuthApi
import com.narutohuo.xindazhou.user.data.constant.ApiConstants
import com.narutohuo.xindazhou.user.data.model.LoginRequest
import com.narutohuo.xindazhou.user.data.model.LoginResponse
import timber.log.Timber

/**
 * 认证远程数据源接口
 */
interface AuthRemoteDataSource {
    suspend fun login(request: LoginRequest): Result<LoginResponse>
}

/**
 * 认证远程数据源实现
 */
class AuthRemoteDataSourceImpl(
    private val authApi: AuthApi
) : AuthRemoteDataSource {
    
    companion object {
        private const val TAG = "AuthRemoteDataSource"
    }
    
    override suspend fun login(request: LoginRequest): Result<LoginResponse> {
        return try {
            val response = authApi.login(request)
            
            if (!response.isSuccessful) {
                val errorMsg = response.message() ?: "登录失败"
                Timber.w("$TAG - login: HTTP请求失败，code=${response.code()}")
                return Result.failure(Exception(errorMsg))
            }
            
            val commonResult = response.body() 
                ?: return Result.failure(Exception("响应体为空"))
            
            if (commonResult.code != ApiConstants.SUCCESS_CODE) {
                val errorMsg = commonResult.msg ?: "登录失败 (code: ${commonResult.code})"
                Timber.w("$TAG - login: 业务失败，code=${commonResult.code}")
                return Result.failure(Exception(errorMsg))
            }
            
            val loginResponse = commonResult.data 
                ?: return Result.failure(Exception("服务器返回数据为空"))
            
            Timber.d("$TAG - login: 登录成功")
            Result.success(loginResponse)
            
        } catch (e: Exception) {
            Timber.e(e, "$TAG - login: 登录异常")
            Result.failure(e)
        }
    }
}

AuthLocalDataSource.kt

package com.narutohuo.xindazhou.user.data.local

import com.narutohuo.xindazhou.user.data.model.LoginResponse

/**
 * 认证本地数据源接口
 */
interface AuthLocalDataSource {
    suspend fun saveToken(loginResponse: LoginResponse)
    suspend fun getToken(): String?
    suspend fun clearToken()
}

/**
 * 认证本地数据源实现
 */
class AuthLocalDataSourceImpl : AuthLocalDataSource {
    
    override suspend fun saveToken(loginResponse: LoginResponse) {
        TokenManager.saveToken(
            loginResponse.accessToken,
            loginResponse.refreshToken,
            loginResponse.userId
        )
    }
    
    override suspend fun getToken(): String? {
        return TokenManager.getAccessToken()
    }
    
    override suspend fun clearToken() {
        TokenManager.clearToken()
    }
}

六、依赖关系

6.1 依赖方向

UI 层
  ↓ 依赖
Domain 层
  ↑ 被依赖
Repository 层
  ↓ 依赖
Data 层

原则：

内层不依赖外层
外层可以依赖内层
Domain 层不依赖任何 Android 框架

6.2 依赖注入

建议使用依赖注入框架（如 Hilt/Koin）管理依赖关系：

// 示例：使用 Koin
val authModule = module {
    // Data 层
    factory<AuthRemoteDataSource> { AuthRemoteDataSourceImpl(get()) }
    factory<AuthLocalDataSource> { AuthLocalDataSourceImpl() }
    single { AuthApi.create() }
    
    // Repository 层
    single<AuthRepository> { 
        AuthRepository(get(), get()) 
    }
    
    // Domain 层
    factory { LoginUseCase(get()) }
    factory { RegisterUseCase(get()) }
    
    // UI 层
    viewModel { LoginViewModel(get(), get()) }
}

七、最佳实践

7.1 状态管理

使用 Sealed Class 定义 UI 状态：

sealed class LoginState {
    object Idle : LoginState()
    object Loading : LoginState()
    data class Success(val message: String) : LoginState()
    data class Error(val message: String) : LoginState()
}

7.2 错误处理

统一使用 Result 类型处理错误：

suspend fun login(mobile: String, password: String): Result<LoginResponse> {
    return try {
        // 成功
        Result.success(data)
    } catch (e: Exception) {
        // 失败
        Result.failure(e)
    }
}

7.3 数据转换

Repository 层负责 Data Model 到 Domain Model 的转换：

// Data Model (API 响应)
data class LoginResponseData(...)

// Domain Model (业务模型)
data class User(...)

// Repository 中转换
fun toDomainModel(data: LoginResponseData): User {
    return User(
        id = data.userId,
        name = data.username,
        // ...
    )
}

7.4 测试建议

UI 层：使用 AndroidX Test 测试 Fragment/Activity
ViewModel：使用 JUnit 测试，不依赖 Android 框架
UseCase：使用 JUnit 测试，Mock Repository
Repository：使用 JUnit 测试，Mock DataSource
DataSource：使用 JUnit 测试，Mock API

7.5 命名规范

ViewModel：功能ViewModel，如 LoginViewModel
UseCase：功能UseCase，如 LoginUseCase
Repository：功能Repository，如 AuthRepository
DataSource：功能RemoteDataSource / 功能LocalDataSource
State：功能State，如 LoginState

附录：架构检查清单

代码审查检查项

UI 层是否只包含 UI 逻辑，业务逻辑是否在 UseCase 中
ViewModel 是否只调用 UseCase，不直接调用 Repository
UseCase 是否封装了业务逻辑验证
Repository 是否统一管理数据源（Remote + Local）
DataSource 是否分离为 Remote 和 Local
是否遵循依赖方向（内层不依赖外层）
是否使用了 Result 类型处理错误
是否使用 Sealed Class 管理 UI 状态
命名是否规范（ViewModel、UseCase、Repository、DataSource）
是否添加了必要的注释（类、方法）

文档版本: v1.0
最后更新: 2024-01-01
维护者: 开发团队

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MVVM 四层架构设计文档

目录

一、架构概述

1.1 架构说明

1.2 架构优势

1.3 与传统 MVVM 的区别

二、四层架构详解

2.1 UI/Presentation 层

2.2 Domain 层

2.3 Repository 层

2.4 Data 层

三、目录结构规范

3.1 模块目录结构

3.2 实际示例（用户模块）

四、数据流向

4.1 请求数据流向

4.2 具体示例（登录流程）

五、代码示例

5.1 UI 层示例

LoginFragment.kt

LoginViewModel.kt

5.2 Domain 层示例

LoginUseCase.kt

5.3 Repository 层示例

AuthRepository.kt

5.4 Data 层示例

AuthRemoteDataSource.kt

AuthLocalDataSource.kt

六、依赖关系

6.1 依赖方向

6.2 依赖注入

七、最佳实践

7.1 状态管理

7.2 错误处理

7.3 数据转换

7.4 测试建议

7.5 命名规范

附录：架构检查清单

代码审查检查项

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