Unity UI Toolkit: MVVM ннада?

Ни для кого не секрет, что Unity сейчас активно работают над новой системой создания пользовательского интерфейса UI Toolkit. Это инструмент разработки интерфейсов вдохновлённый стандартными подходами веб-разработки.

Пользовательский интерфейс состоит из двух основных частей:

• UXML документ – язык разметки, основанный на HTML и XML, определяет структуру пользовательского интерфейса.

• Unity Style Sheets (USS) – таблицы стилей, похожи на каскадные таблицы стилей CSS, применяют визуальные стили и поведение к пользовательскому интерфейсу.

И всё бы хорошо, но каково было моё удивление, что, проделав такую работу, они не предоставили механизма связывания данных, работающего в runtime. Формально, механизм связывания есть, но он работает только при создании интерфейсов для редактора.

А мне так хотелось вновь прикоснуться к WPF и MVVM, но в контексте Unity, что было решено разработать собственный механизм data-binding'а. Вдохновлялся я .NET Community Toolkit, так что если вы уже работали с этим набором инструментов, для вас всё будет максимально знакомо.

В результате получилась библиотека которая позволяет реализовать:

• Связывание данных работающее в runtime.

• Привязку нескольких свойств у одного UI элемента.

• Поддержку кастомных UI элементов.

• Совместима с UniTask для реализации асинхронных команд.

Библиотека содержит набор стандартных классов, которые облегчают создание приложений с использованием шаблона MVVM.

В этот набор входят:

• ViewModel

• CanvasView<TBindingContext>

• DocumentView<TBindingContext>

• Command & Command<T>

• AsyncCommand & AsyncCommand<T>

• AsyncLazyCommand & AsyncLazyCommand<T>

• PropertyValueConverter<TSourceType, TTargetType>

• ParameterValueConverter<TTargetType>

• ICommand & ICommand<T>

• IAsyncCommand & IAsyncCommand<T>

• IPropertyValueConverter<TSourceType, TTargetType>

• IParameterValueConverter<TTargetType>

Также реализован базовый набор UI элементов:

• BindableLabel

• BindableTextField

• BindableButton

• BindableListView

• BindableScrollView

Давайте рассмотрим работу библиотеки на примере простого HelloWorld'а.

Для этого добавим UnityMvvmToolkit в проект:

1. Откройте Edit/Project Settings/Package Manager

2. Добавьте новый Scoped Registry

Name      package.openupm.com
URL       https://package.openupm.com
Scope(s)  com.chebanovdd.unitymvvmtoolkit

3. Откройте Window/Package Manager

4. Выберите My Registries

5. Установите пакет UnityMvvmToolkit

Первым делом создадим нашу ViewModel:

using UnityMvvmToolkit.Core;

public class MyFirstViewModel : ViewModel
{
    public string Text { get; } = "Hello World";
}

Далее добавим на сцену UI Document выбрав GameObject/UI Toolkit/UI Document.

Затем создадим файл MyFirstView.uxml. Это будет наша View.

После того как файл MyFirstView.uxml будет создан. Откройте его в UI Builder и добавьте UI элемент BindableLabel, установив в поле Binding Text Path значение Text (название нашего свойства из ViewModel).

Всё, наша View готова. Если открыть её в редакторе кода, то там будет примерно такое содержание:

<ui:UXML xmlns:uitk="UnityMvvmToolkit.UITK.BindableUIElements" xmlns:ui="UnityEngine.UIElements">
    <uitk:BindableLabel binding-text-path="Text" />
</ui:UXML>

Заключительным шагом будет создание класса MyFirstDocumentView, который установит нашу ViewModel в качестве BindingContext'а для созданной View.

using UnityMvvmToolkit.UITK;

public class MyFirstDocumentView : DocumentView<MyFirstViewModel>
{
}

Этот класс необходимо будет довавить к UI Document'у на сцене и задать нашу View там же.

Запустив проект, мы увидим наш Hello World.

Библиотека получилась довольно гибкой и расширяемой. В чём можно убедиться, изучив приложение Counter из папки примеров, где в UI используются только кастомные элементы пользовательского интерфейса.

Вот так выглядит CounterView:

<UXML>
    <BindableContentPage binding-theme-mode-path="ThemeMode" class="counter-screen">
        <VisualElement class="number-container">
            <BindableCountLabel binding-text-path="Count" class="count-label count-label--animation" />
        </VisualElement>
        <BindableThemeSwitcher binding-value-path="ThemeMode, Converter={ThemeModeToBoolConverter}" />
        <BindableCounterSlider increment-command="IncrementCommand" decrement-command="DecrementCommand" />
    </BindableContentPage>
</UXML>

А так CounterViewModel:

public class CounterViewModel : ViewModel
{
    private int _count;
    private ThemeMode _themeMode;

    public CounterViewModel()
    {
        IncrementCommand = new Command(IncrementCount);
        DecrementCommand = new Command(DecrementCount);
    }

    public int Count
    {
        get => _count;
        set => Set(ref _count, value);
    }

    public ThemeMode ThemeMode
    {
        get => _themeMode;
        set => Set(ref _themeMode, value);
    }

    public ICommand IncrementCommand { get; }
    public ICommand DecrementCommand { get; }

    private void IncrementCount() => Count++;
    private void DecrementCount() => Count--;
}

В заключение немного технической информации. Под капотом UnityMvvmToolkit использует reflection, но получение и установка значений свойств реализована через делегаты.

public static class PropertyInfoExtensions
{
    public static Func<TObjectType, TValueType> CreateGetValueDelegate<TObjectType, TValueType>(
        this PropertyInfo propertyInfo)
    {
        return (Func<TObjectType, TValueType>) Delegate.CreateDelegate(typeof(Func<TObjectType, TValueType>),
            propertyInfo.GetMethod);
    }

    public static Action<TObjectType, TValueType> CreateSetValueDelegate<TObjectType, TValueType>(
        this PropertyInfo propertyInfo)
    {
        return (Action<TObjectType, TValueType>) Delegate.CreateDelegate(typeof(Action<TObjectType, TValueType>),
            propertyInfo.SetMethod);
    }
}

Этот подход позволяет избежать упаковки (boxing) и распаковки (unboxing) для типов значений, что значительно улучшает производительность. В частности, он примерно в 65 раз быстрее, чем тот, который использует стандартные методы GetValue и SetValue, и вообще не приводит к выделению памяти.

Все исходники, примеры и документацию можно найти на GitHub, также пакет опубликован на площадке OpenUPM. Если у вас есть идеи, предложения или желание поучавствовать в разработке, добро пожаловать в дискуссии.

А что вы думаете о таком подходе создания пользовательских интерфейсов в Unity?