[Android] ViewModel이란 무엇이고 그리고 LifeCycle 까지

ViewModel이란 무엇인가?

• ViewModel은 Android Architecture Component 중 하나로, UI 관련 데이터를 관리하고, 생명주기 변화(Activity/Fragment의 재생성)에도 데이터를 유지할 수 있도록 도와주는 클래스이다.
• ViewModel은 Life Cycle을 통해 Activity/Fragment의 수명주기를 인지하고 있다.
• Android의 MVVM(Model-View-ViewModel) 패턴에서 View와 Model 간의 중간 다리 역할을 한다.
• androidx.lifecycle.ViewModel 클래스를 상속받아 구현하며, 일반적으로 UI에서 필요한 데이터를 LiveData와 함께 사용하여 UI와 데이터를 독립적으로 관리할 수 있도록 돕는다.

@HiltViewModel
class LoginViewModel @Inject constructor(
    isAuthReadyUseCase: IsAuthReadyUseCase,
    getCurrentUserUseCase: GetCurrentUserUseCase,
    private val loginUseCase: LoginUseCase
) : ViewModel() {

    private val _uiState = MutableStateFlow(LoginUiState(onUpdate = ::update))
    val uiState: StateFlow<LoginUiState> get() = _uiState.asStateFlow()

 // ... (생략)

 

lifecycle은 무엇일까? 

import 선언과 ViewModel 선언

액티비티와 프래그먼트 같은 다른 구성요소의 수명 주기 상태 변경에 따라 작업을 실행한다. 이러한 구성요소를 사용하면 잘 구성된 경량의 코드를 만들고 더욱 쉽게 유지할 수 있다.

androidx.lifecycle 패키지는 수명 주기 인식 구성요소(액티비티나 프래그먼트의 현재 수명 주기 상태를 기반으로 동작을 자동 조정할 수 있는 구성요소)를 빌드할 수 있는 클래스 및 인터페이스를 제공한다.

Lifecycle은 액티비티나 프래그먼트와 같은 구성요소의 수명 주기 상태 관련 정보를 포함하며 다른 객체가 이 상태를 관찰할 수 있게 하는 클래스이다.
Lifecycle은 두 가지 기본 열거(이벤트, 상태)를 사용하여 연결된 구성요소의 수명 주기 상태를 추적한다.

LifeCycle

 

쉽게 생각해서 요약하자면

즉, ViewModel은 View의 Lifecycle 동안 데이터를 유지시켜 주는 클래스이다.

어디서 본적이 있는 듯한 lifecycle과 viewModel의 활용(과거 내가 했던 것)

        viewLifecycleOwner.lifecycleScope.launch {
            viewLifecycleOwner.repeatOnLifecycle(Lifecycle.State.STARTED) {
                viewModel.uiState.collect {
                    updateUi(it, adapter)
                }
            }
        }

• LifeCycle - Event
  • 프레임워크 및 Lifecycle 클래스에서 전달되는 수명 주기 이벤트, 이러한 이벤트는 액티비티와 프래그먼트의 콜백 이벤트에 매핑된다.
• LifeCycle - State
  • Lifecycle 객체가 추적한 구성요소(Activity/Fragement)의 현재 상태이다.

 

ViewModel은 왜 사용할까? (MVVM)

이미 위에서도 충분히 설명했지만 다시 정리해보자.

1. Activity/Fragment의 생명주기 문제

• Activity나 Fragment가 화면 회전(Configuration Change)하면 기존에 가지고 있던 데이터가 초기화 되는 문제가 발생한다.
• ViewModel을 사용하면 Activity/Fragment가 재생성되더라도 데이터를 유지할 수 있다.

2. 데이터 유지와 상태 관리

• ViewModel은 UI 상태를 지속적으로 유지하는 역할을 한다.
• ViewModel을 사용하지 않는다면, UI 상태를 onSaveInstanceState()에 저장해야 하지만, 번들(Bundle)의 크기 제한(1MB)으로 인해 큰 데이터를 저장하기 어렵다.
• ViewModel을 사용하면 네트워크 데이터, 로컬 데이터베이스, 계산된 값 등을 재사용할 수 있어 성능이 향상된다.

Activity와 ViewModel의 생명주기 비교

 

• ViewModel의 생명주기와 Activity의 관계
  • Activity가 최초 생성될 때, 일반적으로 ViewModel도 함께 인스턴스화되어 생명주기를 함께 시작한다.
  • ViewModel의 생명주기를 Fragment와 함께하도록 설정할 수도 있다.
• Configuration 변경과 ViewModel 유지
  • 화면 회전과 같은 Configuration 변경이 발생하면 Activity는 다시 생성되지만, ViewModel은 메모리 상에 그대로 유지된다.
  • 이는 Activity 내부에서 NonConfigurationInstances 객체를 별도로 관리하여, ViewModel이 Configuration 변경과 무관하게 유지되도록 하기 때문이다.
• Activity 종료 시 ViewModel의 소멸
  • finish() 호출 등으로 인해 Activity의 생명주기가 종료되면, ViewModel도 함께 종료된다.
  • 내부의 LifecycleEventObserver를 통해 ViewModel의 onCleared() 콜백 메서드가 호출되며, 리소스 해제 및 정리 작업이 이루어진다.

 

ViewModel 요청 프로세스

요청 프로세스

 

1. ViewModelProvider를 통해 ViewModel 인스턴스를 요청한다.
2. ViewModelProvider 내부에서는 ViewModelStoreOwner를 참조하여 ViewModelStore를 가져온다.
3. ViewModelStore에게 이미 생성된(저장된) ViewModel 인스턴스를 요청한다.
4. 만약 ViewModelStore가 적합한 ViewModel 인스턴스를 가지고 있지 않다면,
   Factory를 통해 ViewModel인스턴스를 생성한다.
5. 생성한 ViewModel 인스턴스를 ViewModeStore에 저장하고 만들어진 ViewModel 인스턴스를 클라이언트에게 반환한다.
6. 똑같은 ViewModel 인스턴스 요청이 들어온다면, 1~3번의 과정을 반복하게 된다.

 

ViewModel을 생성하려면 ViewModelProvider 객체가 필요하다.

• ViewModelProvider는 ViewModel을 생성하고 관리하는 역할을 수행.
• ViewModelProvider를 생성할 때 필요한 매개변수
  1. ViewModelStoreOwner (ViewModel을 저장하고 관리하는 객체)
  2. ViewModelProvider.Factory (ViewModel의 생성 방식 지정)

ViewModelStoreOwner (ViewModel 생명주기 관리)

• ComponentActivity와 Fragment는 ViewModelStoreOwner를 구현하고 있음.
• 즉, AppCompatActivity 또는 Fragment를 사용하면 별도로 ViewModelStoreOwner를 구현할 필요가 없음.

활용 방법

• Activity와 ViewModel을 함께 사용

val viewModel = ViewModelProvider(this).get(MainViewModel::class.java)

this는 AppCompatActivity 또는 ComponentActivity.

 

• Fragment와 ViewModel을 함께 사용

val viewModel = ViewModelProvider(this).get(MainViewModel::class.java)

this가 Fragment라면 Fragment의 생명주기와 함께 ViewModel이 유지됨.

 

• Fragment에서 Activity 범위의 ViewModel 사용

val viewModel = ViewModelProvider(requireActivity()).get(MainViewModel::class.java)

requireActivity()를 사용하면 Activity와 동일한 ViewModel을 공유 가능.

 

ViewModelProvider.Factory (ViewModel 생성 방식 지정)

• ViewModelProvider.Factory는 ViewModel을 커스텀 방식으로 생성할 때 사용.
• 기본적으로 매개변수가 없는 ViewModel이라면 NewInstanceFactory를 사용할 수 있음.

활용 방법

• 기본 ViewModel 인스턴스화 (매개변수 없는 경우)

val viewModel = ViewModelProvider(this, ViewModelProvider.NewInstanceFactory()).get(MainViewModel::class.java)

 

• 커스텀 ViewModelProvider.Factory 구현 (매개변수가 있는 ViewModel 생성)

class MyViewModelFactory(private val repository: MyRepository) : ViewModelProvider.Factory {
    override fun <T : ViewModel> create(modelClass: Class<T>): T {
        if (modelClass.isAssignableFrom(MyViewModel::class.java)) {
            return MyViewModel(repository) as T
        }
        throw IllegalArgumentException("Unknown ViewModel class")
    }
}

이후 ViewModel 생성 시 MyViewModelFactory를 사용해야 함

val factory = MyViewModelFactory(repository)
val viewModel = ViewModelProvider(this, factory).get(MyViewModel::class.java)

 

AndroidViewModel과 AndroidViewModelFactory

• AndroidViewModel은 Application 객체를 멤버로 가짐.
• Application Context를 필요로 하는 ViewModel의 경우 AndroidViewModel을 상속받아야 함.
• ViewModelProvider.AndroidViewModelFactory를 사용하여 생성.

활용 방법

class MyAndroidViewModel(application: Application) : AndroidViewModel(application) {
    val context = getApplication<Application>().applicationContext
}

val viewModel = ViewModelProvider(this, ViewModelProvider.AndroidViewModelFactory.getInstance(application)).get(MyAndroidViewModel::class.java)

getApplication<Application>()을 사용해 Context 접근 가능.

 

ViewModelProvider과 by ViewModel()

ViewModelProvider이란

ViewModel을 생성하고 관리하는 클래스

• Android Jetpack의 ViewModel 라이브러리에서 제공하는 핵심 클래스.
• ViewModel 인스턴스를 LifecycleOwner(Activity, Fragment 등)에 맞게 관리하여, 화면 회전 등으로 인해 Activity가 재생성되더라도 ViewModel을 유지할 수 있도록 한다.
• ViewModelProvider는 ViewModel을 팩토리 패턴(Factory Pattern)을 사용하여 생성하고 제공하는 역할을 한다.

val viewModel = ViewModelProvider(this).get(MainViewModel::class.java)

설명

• ViewModelProvider(this): 현재 Activity 또는 Fragment를 LifecycleOwner로 지정하여 ViewModel을 생성하고 관리.
• .get(MainViewModel::class.java): 해당 ViewModel의 인스턴스를 반환.

 

by viewModels() 는?? 

더 간결하고 효율적인 ViewModel 초기화 방식

• ViewModelProvider보다 더 간단한 문법으로 ViewModel을 사용할 수 있도록 함.
• Android Jetpack의 Kotlin 확장 함수(KTX)를 활용.

private val viewModel: MainViewModel by viewModels()

• by viewModels()는 내부적으로 Lazy 초기화를 사용하여 ViewModel을 필요할 때만 초기화.
• 불필요한 인스턴스 생성을 방지하고, 성능을 최적화

그렇다면 Lazy 초기화와 by lazy에 대해서 간단하게 정리해보면

 

Lazy Initialization (지연 초기화)란?

• 어떤 값을 필요할 때까지 초기화하지 않고 미루는 기법.
• Kotlin에서는 by lazy 키워드를 사용해 지연 초기화를 적용할 수 있음.

Lazy 인터페이스 정의

/**
 * Represents a value with lazy initialization.
 *
 * To create an instance of [Lazy] use the [lazy] function.
 */
public interface Lazy<out T> {
    /**
     * Gets the lazily initialized value of the current Lazy instance.
     * Once the value was initialized it must not change during the rest of lifetime of this Lazy instance.
     */
    public val value: T

    /**
     * Returns `true` if a value for this Lazy instance has been already initialized, and `false` otherwise.
     */
    public fun isInitialized(): Boolean
}

 

• Lazy<T>: 제네릭 타입으로 값을 지연 초기화하는 인터페이스.
• value: 최초 접근 시 초기화되며, 이후에는 변경되지 않음.
• isInitialized(): 값이 초기화되었는지 여부를 확인하는 함수

 

by viewModels() 내부 동작 분석

• by viewModels()는 내부적으로 Lazy를 활용하여 ViewModel을 생성함.
• 즉, ViewModel은 최초 접근 시점까지 초기화를 미루고, 이후에는 동일한 인스턴스를 반환.

by viewModels() 내부 코드

@MainThread
public inline fun <reified VM : ViewModel> ComponentActivity.viewModels(
    noinline extrasProducer: (() -> CreationExtras)? = null,
    noinline factoryProducer: (() -> Factory)? = null
): Lazy<VM> {
    val factoryPromise = factoryProducer ?: {
        defaultViewModelProviderFactory
    }

    return ViewModelLazy(
        VM::class,
        { viewModelStore },
        factoryPromise,
        { extrasProducer?.invoke() ?: this.defaultViewModelCreationExtras }
    )
}

1. viewModels() 함수는 Lazy<VM> 타입을 반환.
2. ViewModelLazy를 사용하여 ViewModel의 지연 초기화를 수행.
3. factoryProducer를 통해 ViewModel의 생성 방식(팩토리 패턴)을 정의.
4. viewModelStore를 활용하여 기존 ViewModel 인스턴스를 유지.

 

LifeCycleOwner, ViewLifecycleOwner와 ViewModel 정리

LifeCycleOwner이란

• LifeCycleOwner는 클래스가 LifeCycle을 가지고 있음을 나타내는 인터페이스.
• Fragment, AppCompatActivity 등의 클래스에서 Lifecycle을 추출하고 활용 가능.
• 맞춤형 애플리케이션 클래스에서도 LifecycleOwner를 직접 구현할 수 있음.

LifecycleOwner 내부

 

ViewLifecycleOwner란?

• Fragment의 View의 생명주기를 관리하는 LifeCycleOwner.
• viewLifecycleOwner를 사용하면 Fragment의 View가 소멸될 때 ViewModel의 옵저버도 자동으로 해제됨.

viewModel.liveData.observe(viewLifecycleOwner) { data ->
    // UI 업데이트
}

• viewLifecycleOwner를 사용하면 View가 사라질 때 LiveData 관찰도 중단.
• View가 존재하는 동안만 LiveData를 구독하여 메모리 누수를 방지.

 

왜 Fragment에서 ViewLifecycleOwner가 필요할까?

Fragment의 Lifecycle과 View의 Lifecycle은 다름

• Fragment는 onDestroy() 호출 전까지 살아있을 수 있음.
• 하지만 Fragment 내부의 View는 더 짧은 생명주기를 가짐(onDestroyView()에서 소멸).
• Detached된 Fragment의 경우 View가 사라졌어도 Fragment는 계속 유지될 수 있음 → 메모리 누수 위험.

 

참고

https://charlezz.medium.com/viewmodel%EC%9D%B4%EB%9E%80-%EB%AC%B4%EC%97%87%EC%9D%B8%EA%B0%80-viewmodel-%EC%B4%88%EB%B3%B4%EB%A5%BC-%EC%9C%84%ED%95%9C-%EA%B0%80%EC%9D%B4%EB%93%9C-e1be5dc1ac18

ViewModel이란 무엇인가? ViewModel 초보를 위한 가이드

https://velog.io/@changhee09/%EC%95%88%EB%93%9C%EB%A1%9C%EC%9D%B4%EB%93%9C-ViewModel

[안드로이드] ViewModel

https://velog.io/@dongwan999/8.-%EA%B6%81%EA%B8%88%ED%96%88%EB%8D%98-%EA%B2%83%EB%93%A4-3%ED%8E%B8-ViewModel-LifeCycle

8. 궁금했던 것들 3편 - ViewModel LifeCycle

https://velog.io/@jisoo0817/Android-ViewModelProvider%EC%99%80-by-viewModels%EC%97%90-%EB%8C%80%ED%95%B4

[Android] ViewModelProvider와 by viewModels에 대해.