Android ViewModel

ViewModel 是 Android 架構中負責管理 UI 資料與處理業務邏輯的核心元件。它的設計初衷是為了讓資料在「組態變更」（如螢幕旋轉）中存續，並作為 UI 與資料層（Repository）之間的橋樑。

為什麼需要 ViewModel？

1. 生存於組態變更 (Configuration Changes)：Activity 會在旋轉螢幕或切換深色模式時重建，但 ViewModel 會由系統保留，直到 Activity 真正結束。
2. 解耦 UI 與資料處理：Activity 應只負責顯示 UI，不應包含獲取資料或計算邏輯。
3. 自動清理資源：透過 viewModelScope 啟動的協程會在 ViewModel 銷毀時自動取消，避免記憶體洩漏。

基本實作與 UDF 架構

現代 Android 開發建議採用 單向資料流 (Unidirectional Data Flow, UDF)：

• State 出 (State Out)：ViewModel 向外暴露一個 StateFlow。
• Event 入 (Events In)：UI 透過呼叫 ViewModel 的函式來觸發邏輯。

class UserViewModel(private val repository: UserRepository) : ViewModel() {

    // 內部使用 MutableStateFlow，確保只有內部能修改
    private val _uiState = MutableStateFlow<UserUiState>(UserUiState.Loading)
    
    // 外部僅能觀察唯讀的 StateFlow
    val uiState: StateFlow<UserUiState> = _uiState.asStateFlow()

    fun loadUsers() {
        viewModelScope.launch {
            _uiState.value = UserUiState.Loading
            try {
                val users = repository.getUsers()
                _uiState.value = UserUiState.Success(users)
            } catch (e: Exception) {
                _uiState.value = UserUiState.Error(e.message)
            }
        }
    }
}

進階主題：處理更複雜的場景

SavedStateHandle (對抗處理程序終止)

除了螢幕旋轉，系統可能會因為記憶體不足而終止你的 App 進程。SavedStateHandle 能在進程重啟後恢復關鍵資料（如搜尋關鍵字或選中的 ID）。

class SearchViewModel(
    private val savedStateHandle: SavedStateHandle
) : ViewModel() {
    // 從 SavedStateHandle 中讀取，並能自動存回
    val searchQuery = savedStateHandle.getStateFlow("query", "")

    fun updateQuery(newQuery: String) {
        savedStateHandle["query"] = newQuery
    }
}

Hilt 依賴注入

在實務專案中，ViewModel 通常由 Hilt 管理。

@HiltViewModel
class MyViewModel @Inject constructor(
    private val repository: MyRepository,
    private val savedStateHandle: SavedStateHandle
) : ViewModel() { ... }

// 在 Compose 中呼叫
@Composable
fun MyScreen(viewModel: MyViewModel = hiltViewModel()) { ... }

ViewModel 的作用域 (Scoping)

並非所有 ViewModel 都要跟著 Activity：

• Activity Scoped: 不同的 Fragment 共用同一個 ViewModel（用於跨頁面傳輸資料）。
• NavGraph Scoped: ViewModel 的生命週期與特定的導航分圖（Navigation Graph）綁定。

ViewModel 的單元測試 (Testing)

測試 ViewModel 非常簡單，因為它不依賴 Android Framework（如果你沒有傳入 Context）。

class UserViewModelTest {
    // 必須使用 MainDispatcherRule 來替換主線程調度器
    @get:Rule
    val mainDispatcherRule = MainDispatcherRule()

    @Test
    fun loadUsers_success_updatesUiState() = runTest {
        val repository = FakeUserRepository()
        val viewModel = UserViewModel(repository)
        
        viewModel.loadUsers()
        
        // 驗證狀態是否正確變化
        assertEquals(UserUiState.Success(fakeUsers), viewModel.uiState.value)
    }
}

最佳實踐與禁忌

1. 絕對不可持有 UI 引用：不要在 ViewModel 中儲存 Activity, Fragment 或 View。這會導致記憶體洩漏 (Memory Leak)。
2. 保持 ViewModel 精簡：業務邏輯（如資料過濾、計算）應放在 UseCase 或 Repository 中，ViewModel 僅負責協調。
3. 配合 collectAsStateWithLifecycle：在 Compose 中觀察時，請使用 collectAsStateWithLifecycle() 以確保 App 切換到背景時停止觀察，節省資源。
4. 不可直接暴露可變狀態：永遠不要將 MutableStateFlow 直接設為 public，必須轉為 asStateFlow() 暴露給外部。