[WPF] 使用 MVVM Toolkit 构建 MVVM 程序

1. 什么是 MVVM Toolkit

模型-视图-视图模型 (MVVM) 是用于解耦 UI 代码和非 UI 代码的 UI 体系结构设计模式。 借助 MVVM，可以在 XAML 中以声明方式定义 UI，并使用数据绑定标记将 UI 链接到包含数据和命令的其他层。

微软虽然提出了 MVVM，但又没有提供一个官方的 MVVM 库（多年前有过 Prism，但已经离家出走了）。每次有人提起 MVVM 库，有些人会推荐 Prism（例如我），有些人会推荐 MVVMLight。可是现在 Prism 已经决定不再支持 UWP ， 而 MVVMLight 又不再更新，在这左右为难的时候 Windows Community Toolkit 挺身而出发布了 MVVM Toolkit。 MVVM Toolkit 延续了 MVVMLight 的风格，是一个轻量级的组件，而且它基于 .NET Standard 2.0，可用于UWP, WinForms, WPF, Xamarin, Uno 等多个平台。相比它的前身 MVVMLight，它有以下特点：

• 更高：版本号更高，一出手就是 7.0。
• 更快：速度更快，MVVM Toolkit 从一开始就以高性能为实现目标。
• 更强：后台更强，MVVM Toolkit 的全称是 'Microsoft.Toolkit.Mvvm'，根正苗红。

目前，MVVM Toolkit 已经更新到 7.0.2，它的详细资料可以参考下面链接：

Nuget：https://www.nuget.org/packages/Microsoft.Toolkit.Mvvm
文档：https://docs.microsoft.com/en-us/windows/communitytoolkit/mvvm/introduction
源码：https://github.com/CommunityToolkit/WindowsCommunityToolkit/tree/main/Microsoft.Toolkit.Mvvm

虽然是 Windows Community Toolkit 项目的一部分，但它有独立的 Sample 和文档，可以在这里找到：

https://github.com/CommunityToolkit/MVVM-Samples

这篇文章将简单介绍 MVVM Toolkit 的几个基本组件。

2. 各个组件

2.1 ObservableObject

ObservableObject 实现了 INotifyPropertyChanged 和INotifyPropertyChanging，并触发 PropertyChanged 和 PropertyChanging 事件。

public class User : ObservableObject
{
    private string name;

    public string Name
    {
        get => name;
        set => SetProperty(ref name, value);
    }
}

在这段示例代码中，如果 name 和 value 的值不同，首先触发 PropertyChanging 事件，然后触发 PropertyChanged。

2.2 RelayCommand

RelayCommand 和 RelayCommand<T> 实现了 ICommand 接口，INotifyPropertyChanged 和 ICommand 是 MVVM 模式的基础。下面的代码使用 ObservableObject 和 RelayCommand 展示一个基本的 ViewModel：

public class MyViewModel : ObservableObject
{
    public MyViewModel()
    {
        IncrementCounterCommand = new RelayCommand(IncrementCounter);
    }

    private int counter;

    public int Counter
    {
        get => counter;
        private set => SetProperty(ref counter, value);
    }

    public ICommand IncrementCounterCommand { get; }

    private void IncrementCounter() => Counter++;
}

<Page
    x:Class="MyApp.Views.MyPage"
    xmlns:viewModels="using:MyApp.ViewModels">
    <Page.DataContext>
        <viewModels:MyViewModel x:Name="ViewModel"/>
    </Page.DataContext>

    <StackPanel Spacing="8">
        <TextBlock Text="{x:Bind ViewModel.Counter, Mode=OneWay}"/>
        <Button
            Content="Click me!"
            Command="{x:Bind ViewModel.IncrementCounterCommand}"/>
    </StackPanel>
</Page>

在这段示例里 IncrementCounterCommand 包装了 IncrementCounter 函数提供给 Button 绑定。IncrementCounter 函数更改 Counter 的值并通过 PropertyChanged 事件通知绑定的 TextBlock。

2.3 AsyncRelayCommand

AsyncRelayCommand 和 AsyncRelayCommand<T> 也实现了 ICommand，不过它们支持异步操作，提供的 ExecutionTask 和 IsRunning 两个属性对监视任务运行状态十分有用。

例如这个 ViewModel：

public MyViewModel()
{
    DownloadTextCommand = new AsyncRelayCommand(DownloadTextAsync);
}

public IAsyncRelayCommand DownloadTextCommand { get; }

private async Task<string> DownloadTextAsync()
{
    await Task.Delay(3000); // Simulate a web request

    return "Hello world!";
}

使用相关的 UI 代码：

<Page.Resources>
    <converters:TaskResultConverter x:Key="TaskResultConverter"/>
</Page.Resources>
<StackPanel Spacing="8">
    <TextBlock>
        <Run Text="Task status:"/>
        <Run Text="{x:Bind ViewModel.DownloadTextCommand.ExecutionTask.Status, Mode=OneWay}"/>
        <LineBreak/>
        <Run Text="Result:"/>
        <Run Text="{x:Bind ViewModel.DownloadTextCommand.ExecutionTask, Converter={StaticResource TaskResultConverter}, Mode=OneWay}"/>
    </TextBlock>
    <Button
        Content="Click me!"
        Command="{x:Bind ViewModel.DownloadTextCommand}"/>
    <muxc:ProgressRing
        HorizontalAlignment="Left"
        IsActive="{x:Bind ViewModel.DownloadTextCommand.IsRunning, Mode=OneWay}"/>
</StackPanel>

点击 Button 后 DownloadTextAsync 开始运行，在 UI 上 TextBlock 和 ProgressRing 绑定到 ExecutionTask 和 IsRunning 并显示任务运行状态，最后通过 TaskResultConverter 显示任务结果。

2.4 Messenger

对于主要目的是松耦合的 MVVM 框架，提供一个用于消息交换的系统十分有必要。MVVM Toolkit 中用于消息交换的核心是 WeakReferenceMessenger 类。

// Create a message
public class LoggedInUserChangedMessage : ValueChangedMessage<User>
{
    public LoggedInUserChangedMessage(User user) : base(user)
    {        
    }
}

// Register a message in some module
WeakReferenceMessenger.Default.Register<LoggedInUserChangedMessage>(this, (r, m) =>
{
    // Handle the message here, with r being the recipient and m being the
    // input messenger. Using the recipient passed as input makes it so that
    // the lambda expression doesn't capture "this", improving performance.
});

// Send a message from some other module
WeakReferenceMessenger.Default.Send(new LoggedInUserChangedMessage(user));

正如这段代码所示，WeakReferenceMessenger 主要通过 Register 和 Send 进行信息交换，它的使用方式类似于 MVVMLight 的 messenger 类。MVVM Toolkit 另外还提供了一个 StrongReferenceMessenger 类，更多使用方法可以参考这篇 文档。Messenger 功能强大且简单易用，但也由于误用会带来风险而引发了一些争议，有必要更详细地理解它的原理和用法以避免它带来的其它风险，这篇文章只是简单地介绍一下它的用法。

2.5 ObservableRecipient

ObservableRecipient 继承了 ObservableObject 并支持从 Messenger 接收信息，可通过 IsActive 属性激活或停用。它可以用作 ViewModel 的基类，事实上它的作用基本上相遇于 MVVMLight 中的 ViewModelBase ：

public class MyViewModel : ObservableRecipient, IRecipient<LoggedInUserRequestMessage>
{
    public void Receive(LoggedInUserRequestMessage message)
    {
        // Handle the message here
    }
}

3. The 性能

MVVM Toolkit 在开发过程中为了追求卓越的性能做了很多努力，例如提供一个 StrongReferenceMessenger 类，性能如上图所示地有了大幅提升。又例如下面这篇文章所介绍的：

MVVM Toolkit Preview 3 & The Journey of an API

有兴趣的话可以通过源码详细了解一下。

4. 结语

这篇文章简单介绍了 MVVM Toolkit 中的主要功能，更多内容可参考 源码、单元测试 或 windows-toolkit/MVVM-Samples 中提供的示例应用：

5. 参考

Sample repo for MVVM package

Microsoft.Toolkit.Mvvm at master

[Feature] Basic MVVM primitives (.NET Standard)

NuGet Gallery _ Microsoft.Toolkit.Mvvm

MVVM Light Toolkit

数据绑定和 MVVM

[Feature] Microsoft.Toolkit.Mvvm package (Preview 5)

MVVM Toolkit Preview 3 & The Journey of an API