ViewModel中的StateFlow和SharedFlow，使用建议以及单元测试

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我是靠谱客的博主单纯哑铃，这篇文章主要介绍ViewModel中的StateFlow和SharedFlow，使用建议以及单元测试，现在分享给大家，希望可以做个参考。

StateFlow和SharedFlow都是kotlin中的数据流，官方概念简介如下：

StateFlow：一个状态容器式可观察数据流，可以向其收集器发出当前状态和新状态。是热数据流。

SharedFlow：StateFlow是StateFlow的可配置性极高的泛化数据流（StateFlow继承于SharedFlow）

对于两者的基本使用以及区别，此处不做详解，可以参考官方文档。本文会给出一些关于如何在业务中选择选择合适热流(hot flow)的建议，以及单元测试代码。

StateFlow的一般用法如下图所示：

以读取数据库数据为例，Repository负责从数据库读取相应数据并返回一个flow，在ViewModel收集这个flow中的数据并更新状态(StateFlow)，在MVVM模型中，ViewModel中暴露出来的StateFlow应该是UI层中唯一的可信数据来源，注意是唯一，这点跟使用LiveData的时候不同。

我们应该在ViewModel中暴露出热流(StateFlow或者SharedFlow)而不是冷流(Flow)

如果我们如果暴露出的是普通的冷流，会导致每次有新的流收集者时就会触发一次emit，造成资源浪费。所以如果Repository提供的只有简单的冷流怎么办？很简单，将之转换成热流就好了！通常可以采用以下两种方式：

1、还是正常收集冷流，收集到一个数据就往另外构建的StateFlow或SharedFlow发送

2、使用stateIn或shareIn拓展函数转换成热流

既然官方给我们提供了拓展函数，那肯定是直接使用这个方案最好，使用方式如下：

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private const val DEFAULT_TIMEOUT = 500L

@HiltViewModel
class MyViewModel @Inject constructor(
    userRepository: UserRepository
): ViewModel() {

    val userFlow: StateFlow<UiState> = userRepository
        .getUsers()
        .asResult() // 此处返回Flow<Result<User>>
        .map { result ->
            when(result) {
                is Result.Loading -> UiState.Loading

                is Result.Success -> UiState.Success(result.data)

                is Result.Error -> UiState.Error(result.exception)
            }
        }
        .stateIn(
            scope = viewModelScope,
            initialValue = UiState.Loading,
            started = SharingStarted.WhileSubscribed(DEFAULT_TIMEOUT) 
        )
        // started参数保证了当配置改变时不会重新触发订阅
}

在一些业务复杂的页面，比如首页，通常会有多个数据来源，也就有多个flow，为了保证单一可靠数据源原则，我们可以使用combine函数将多个flow组成一个flow，然后再使用stateIn函数转换成StateFlow。

shareIn拓展函数使用方式也是类似的，只不过没有初始值initialValue参数，此处不做赘述。

这两者如何选择？

上文说到，我们应该在ViewModel中暴露出热流，现在我们有两个热流-StateFlow和SharedFlow，如何选择？

没什么特定的规则，选择的时候只需要想一下一下问题：

1.我真的需要在特定的时间、位置获取Flow的最新状态吗？
如果不需要，那考虑SharedFlow，比如常用的事件通知功能。

2.我需要重复发射和收集同样的值吗？
如果需要，那考虑SharedFlow，因为StateFlow会忽略连续两次重复的值。

3.当有新的订阅者订阅的时候，我需要发射最近的多个值吗？
如果需要，那考虑SharedFlow，可以配置replay参数。

compose中收集流的方式

关于在UI层收集ViewModel层的热流方式，官方文档已经有介绍，但是没有补充在JetPack Compose中的收集流方式，下面补充一下。

先添加依赖implementation 'androidx.lifecycle:lifecycle-runtime-compose:2.6.0-alpha03'

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// 收集StateFlow
val uiState by viewModel.userFlow.collectAsStateWithLifecycle()

// 收集SharedFlow，区别在于需要赋初始值
val uiState by viewModel.userFlow.collectAsStateWithLifecycle(
    initialValue = UiState.Loading
)

when(uiState) {
    is UiState.Loading -> TODO()
    is UiState.Success -> TODO()
    is UiState.Error -> TODO()
}

使用collectAsStateWithLifecycle()也是可以保证流的收集操作之发生在应用位于前台的时候，避免造成资源浪费。

单元测试

由于我们会在ViewModel中使用到viewModelScope，首先可以定义一个MainDispatcherRule，用于设置MainDispatcher。

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import kotlinx.coroutines.Dispatchers
import kotlinx.coroutines.test.TestDispatcher
import kotlinx.coroutines.test.UnconfinedTestDispatcher
import kotlinx.coroutines.test.resetMain
import kotlinx.coroutines.test.setMain
import org.junit.rules.TestRule
import org.junit.rules.TestWatcher
import org.junit.runner.Description

/**
 * A JUnit [TestRule] that sets the Main dispatcher to [testDispatcher]
 * for the duration of the test.
 */
class MainDispatcherRule(
  val testDispatcher: TestDispatcher = UnconfinedTestDispatcher()
) : TestWatcher() {
  override fun starting(description: Description) {
    super.starting(description)
    Dispatchers.setMain(testDispatcher)
  }

  override fun finished(description: Description) {
    super.finished(description)
    Dispatchers.resetMain()
  }
}

将MainDispatcherRule用于ViewModel单元测试代码中:

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class MyViewModelTest {
  @get:Rule
  val mainDispatcherRule = MainDispatcherRule()

  ...
}

1.测试StateFlow

现在我们有一个业务ViewModel如下：

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@HiltViewModel
class MyViewModel @Inject constructor(
  private val userRepository: UserRepository
) : ViewModel() {

  private val _userFlow = MutableStateFlow<UiState>(UiState.Loading)
  val userFlow: StateFlow<UiState> = _userFlow.asStateFlow()

  fun onRefresh() {
    viewModelScope.launch {
      userRepository
        .getUsers().asResult()
        .collect { result ->
          _userFlow.update {
            when (result) {
              is Result.Loading -> UiState.Loading
              is Result.Success -> UiState.Success(result.data)
              is Result.Error -> UiState.Error(result.exception)
            }
          }
        }
    }
  }
}

单元测试代码如下：

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class MyViewModelTest{
    @get:Rule
    val mainDispatcherRule = MainDispatcherRule()

// arrange
    private val repository = TestUserRepository()

@OptIn(ExperimentalCoroutinesApi::class)
    @Test
    fun `when initialized, repository emits loading and data`() = runTest {
        // arrange
        val viewModel = MyViewModel(repository)
        val users = listOf(...)
        // 初始值应该是UiState.Loading，因为stateFlow可以直接获取最新值，此处直接做断言
        assertEquals(UiState.Loading, viewModel.userFlow.value)

// action
        repository.sendUsers(users)
        viewModel.onRefresh()

//check
        assertEquals(UiState.Success(users), viewModel.userFlow.value)
    }
}

// Mock UserRepository
class TestUserRepository : UserRepository {

/**
   * The backing hot flow for the list of users for testing.
   */
  private val usersFlow =
    MutableSharedFlow<List<User>>(replay = 1, onBufferOverflow = BufferOverflow.DROP_OLDEST)

override fun getUsers(): Flow<List<User>> {
    return usersFlow
  }

/**
   * A test-only API to allow controlling the list of users from tests.
   */
  suspend fun sendUsers(users: List<User>) {
    usersFlow.emit(users)
  }
}

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class MyViewModelTest{
    @get:Rule
    val mainDispatcherRule = MainDispatcherRule()

    // arrange
    private val repository = TestUserRepository()

    @OptIn(ExperimentalCoroutinesApi::class)
    @Test
    fun `when initialized, repository emits loading and data`() = runTest {
        // arrange
        val viewModel = MyViewModel(repository)
        val users = listOf(...)
        // 初始值应该是UiState.Loading，因为stateFlow可以直接获取最新值，此处直接做断言
        assertEquals(UiState.Loading, viewModel.userFlow.value)

        // action
        repository.sendUsers(users)
        viewModel.onRefresh()

        //check
        assertEquals(UiState.Success(users), viewModel.userFlow.value)
    }
}

// Mock UserRepository
class TestUserRepository : UserRepository {

  /**
   * The backing hot flow for the list of users for testing.
   */
  private val usersFlow =
    MutableSharedFlow<List<User>>(replay = 1, onBufferOverflow = BufferOverflow.DROP_OLDEST)

  override fun getUsers(): Flow<List<User>> {
    return usersFlow
  }

  /**
   * A test-only API to allow controlling the list of users from tests.
   */
  suspend fun sendUsers(users: List<User>) {
    usersFlow.emit(users)
  }
}

如果ViewModel中使用的是stateIn拓展函数：

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@OptIn(ExperimentalCoroutinesApi::class)
@Test
fun `when initialized, repository emits loading and data`() = runTest {
    //arrange
    val viewModel = MainWithStateinViewModel(repository)
    val users = listOf(...)
    //action
    // 因为此时collect操作并不是在ViewModel中，我们需要在测试代码中执行collect
    val collectJob = launch(UnconfinedTestDispatcher(testScheduler)) {
        viewModel.userFlow.collect()
    }
    //check
    assertEquals(UiState.Loading, viewModel.userFlow.value)
    //action
    repository.sendUsers(users)
    //check
    assertEquals(UiState.Success(users), viewModel.userFlow.value)

    collectJob.cancel()
}

2.测试SharedFlow

测试SharedFlow可以使用一个开源库Turbine，Turbine是一个用于测试Flow的小型开源库。

测试使用sharedIn拓展函数的SharedFlow:

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@OptIn(ExperimentalCoroutinesApi::class)
@Test
fun `when initialized, repository emits loading and data`() = runTest {
    val viewModel = MainWithShareInViewModel(repository)

    val users = listOf(...)
    repository.sendUsers(users)

    viewModel.userFlow.test {
        val firstItem = awaitItem()
        assertEquals(UiState.Loading, firstItem)

        val secondItem = awaitItem()
        assertEquals(UiState.Success(users), secondItem)
    }
}