Firestore: un'analisi approfondita del database NoSQL di Firebase

Firestore, noto anche come Cloud Firestore, è la soluzione di database NoSQL di Google Firebase progettata per fornire agli sviluppatori una piattaforma scalabile e versatile per la creazione di moderne applicazioni web e mobili. Firestore consente la sincronizzazione, l'archiviazione e il recupero dei dati in tempo reale offrendo al contempo potenti funzionalità, tra cui supporto offline, organizzazione gerarchica dei dati e un set completo di funzionalità di query.

Firebase , una piattaforma di sviluppo fornita da Google, offre una suite di strumenti per creare, gestire e distribuire facilmente applicazioni. Firestore fa parte di questa suite e funge da soluzione di database potente e affidabile che semplifica il processo di persistenza e gestione dei dati nelle applicazioni.

Vantaggi di Firestore

Firestore offre vari vantaggi agli sviluppatori, rendendolo una scelta interessante per la gestione dei dati nelle applicazioni web e mobili. Alcuni dei vantaggi significativi di Firestore includono:

Sincronizzazione in tempo reale

Le funzionalità di sincronizzazione in tempo reale di Firestore consentono la distribuzione semplice dei dati su più dispositivi e piattaforme, garantendo che gli aggiornamenti e le modifiche rilevanti vengano immediatamente riflessi per tutti gli utenti. Questa funzionalità di sincronizzazione aiuta gli sviluppatori a creare applicazioni altamente interattive e collaborative con il minimo sforzo.

Supporto offline

Firestore fornisce supporto offline integrato per applicazioni web e mobili, consentendo agli sviluppatori di creare app che funzionano perfettamente, anche quando gli utenti non sono connessi a Internet. Firestore memorizza nella cache i dati localmente sui dispositivi e sincronizza gli aggiornamenti con il server una volta ripristinata la connessione.

Supporto completo per le query

Firestore offre una ricca API di query, che consente agli sviluppatori di creare query complesse che filtrano, ordinano e manipolano i dati con facilità. Firestore supporta inoltre l'impaginazione basata su cursore, consentendo alle applicazioni di caricare e visualizzare in modo efficiente set di dati di grandi dimensioni.

Struttura gerarchica dei dati

Firestore utilizza un modello di dati gerarchico che organizza i dati in raccolte e documenti, accogliendo strutture di dati complesse e nidificate. Questo approccio semplifica la strutturazione e la gestione dei dati offrendo allo stesso tempo elevata flessibilità e scalabilità.

Forte scalabilità

Firestore è progettato per la scalabilità elevata, gestendo milioni di connessioni simultanee e gestendo estesi set di dati senza compromettere le prestazioni. Questa funzionalità rende Firestore una scelta praticabile per applicazioni a traffico elevato con requisiti prestazionali impegnativi.

Modello dati Firestore

Il modello dati di Firestore si basa sul concetto di raccolte e documenti, che forniscono un'organizzazione e una gestione gerarchica dei dati. Questa sezione descriverà gli elementi chiave del modello dati di Firestore e spiegherà come funzionano.

Collezioni

In Firestore, le raccolte sono contenitori che contengono documenti. Le raccolte aiutano a organizzare i dati in modo da facilitarne l'esecuzione di query e la gestione. Le raccolte possono contenere anche sottoraccolte, consentendo un'ulteriore suddivisione dei raggruppamenti logici di dati correlati.

Documenti

I documenti sono i singoli record all'interno di Firestore che contengono i valori dei dati effettivi. In generale, i documenti sono costituiti da coppie chiave-valore note come campi, ciascuna con un nome e un valore corrispondente. Firestore supporta vari tipi di dati per i campi, tra cui stringhe, numeri, booleani, matrici, mappe e altro. I documenti in Firestore possono essere considerati contenitori che possono contenere sia dati che sottoraccolte. Questa struttura nidificata consente una maggiore flessibilità durante la progettazione e la gestione di strutture dati complesse nelle applicazioni.

Fonte immagine: documentazione Firebase

Organizzazione dei dati in Firestore

Il modello dati gerarchico di Firestore consente agli sviluppatori di strutturare e organizzare i propri dati in modo efficiente e intuitivo. Ad esempio, un'app di e-commerce potrebbe archiviare i propri dati in Firestore con la seguente struttura:

• Raccolta prodotti
• Documento del prodotto
• Campo nome
• Campo prezzo
• Campo categoria
• Sottoraccolta Recensioni
• Esaminare il documento
• Campo di testo
• Campo di valutazione
• Campo data

In questa struttura, una raccolta Prodotti contiene documenti Prodotto, ciascuno dei quali rappresenta un singolo prodotto. Questi documenti contengono campi per informazioni su nome, prezzo e categoria. Ogni documento Prodotto dispone di una sottoraccolta Recensioni contenente documenti Recensione per le recensioni dei prodotti generate dagli utenti. Utilizzando il modello dati gerarchico di Firestore, gli sviluppatori possono creare e gestire strutture dati complesse con facilità, garantendo che le loro applicazioni rimangano performanti, scalabili e manutenibili.

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Configurazione di Firestore nelle tue applicazioni

Configurare Firestore nelle tue applicazioni è un processo semplice. Il primo passo è creare un progetto Firebase, che fornirà uno spazio centralizzato per la gestione di tutti i prodotti e servizi Firebase. Ecco i passaggi essenziali per configurare Firestore:

1. Crea un progetto Firebase: registrati per un account Firebase, crea un nuovo progetto o utilizzane uno esistente se ne hai già uno. Passa alla console Firebase e segui le istruzioni visualizzate sullo schermo.
2. Aggiungi Firestore al tuo progetto: una volta impostato il progetto, fai clic sulla sezione "Database" nel menu a sinistra. Seleziona "Crea database" e scegli "Firestore" nella finestra pop-up. Segui le opzioni di configurazione e crea una nuova istanza del database Firestore all'interno del tuo progetto Firebase.
3. Configura l'SDK Firebase: per utilizzare Firestore nella tua app Web o mobile, dovrai aggiungere l'SDK Firebase al tuo progetto. Puoi trovare lo snippet di codice di configurazione dell'SDK nella console Firebase in "Impostazioni progetto". Il codice di configurazione includerà la chiave API univoca del tuo progetto, il dominio di autenticazione, l'ID progetto e altre impostazioni necessarie per connettersi ai servizi Firebase. Aggiungi lo snippet di codice al progetto HTML, JavaScript, Android o iOS della tua applicazione.
4. Inizializza Firestore: dopo aver aggiunto l'SDK Firebase al tuo progetto, inizializza Firestore con il seguente snippet di codice:
   Per JavaScript:

    import { initializeApp } from 'firebase/app'; import { getFirestore } from 'firebase/firestore'; const firebaseApp = initializeApp({ apiKey: "[API_KEY]", authDomain: "[AUTH_DOMAIN]", projectId: "[PROJECT_ID]", ... }); const db = getFirestore(firebaseApp);

   Per Android (Kotlin):

    import com.google.firebase.FirebaseApp import com.google.firebase.firestore.FirebaseFirestore val firebaseApp = FirebaseApp.initializeApp(this) val db = FirebaseFirestore.getInstance()

   Per iOS (Swift):

    import FirebaseFirestore let db = Firestore.firestore()

5. Inizia a utilizzare Firestore: con Firestore inizializzato, ora puoi utilizzarlo per leggere e scrivere dati, impostare ascoltatori in tempo reale ed eseguire varie operazioni sui tuoi dati.

Database in tempo reale Firebase rispetto a Firestore

Firebase fornisce due soluzioni di database: Firebase Realtime Database e Firestore. Sebbene entrambi i database offrano la sincronizzazione dei dati in tempo reale e SDK client per piattaforme web e mobili, differiscono sotto diversi aspetti. Confrontiamo i due database:

Modello e struttura dei dati

Il Firebase Realtime Database utilizza un modello di dati simile a JSON che è un grande albero di nodi. Questo modello di dati può rendere impegnative le interrogazioni e la strutturazione di dati complessi, soprattutto per dati gerarchici o array nidificati. Firestore, d'altra parte, utilizza un modello di dati gerarchico con raccolte e documenti, fornendo un modo più intuitivo di strutturare ed eseguire query sui dati. Il modello dati Firestore consente raccolte secondarie nidificate, che possono aiutare a gestire dati complessi e nidificati in modo più efficiente.

Capacità di interrogazione

Firestore offre funzionalità di query più complete rispetto al Realtime Database. Con Firestore, gli sviluppatori possono eseguire query complesse, come concatenare più clausole orderBy e where, eseguire operazioni sugli array e impaginare i risultati. Al contrario, le capacità di query del Realtime Database sono più limitate, rendendo difficile l'esecuzione di query o impaginazioni complesse senza i costi di elaborazione aggiuntivi e la complessità della logica lato client o lato server.

Scalabilità

Firestore è progettato per app su scala globale con una forte scalabilità orizzontale e la capacità di gestire milioni di utenti simultanei e miliardi di documenti. Il Realtime Database, pur essendo più adatto a determinati casi, può avere difficoltà a crescere senza fare affidamento su strategie di condivisione dei dati. Firestore garantisce accesso a bassa latenza e replica automatica multiregione per mantenere disponibilità e durabilità elevate, rendendolo adatto ai casi d'uso aziendali e a traffico elevato.

Prezzi

Le strutture tariffarie di Firestore e Realtime Database sono diverse. I costi di Firestore si basano sulle letture, scritture ed eliminazioni dei documenti, nonché sull'archiviazione dei dati e sull'utilizzo della rete. I costi di Realtime Database si basano sulla quantità di dati archiviati, sul numero di connessioni al database e sull'utilizzo della rete. A seconda dei modelli di accesso ai dati e di utilizzo dell'applicazione, un database potrebbe essere più conveniente.

Mentre Firestore e Realtime Database offrono funzionalità di sincronizzazione dei dati in tempo reale, Firestore è più adatto per applicazioni che richiedono query complesse, strutture dati gerarchiche e prestazioni su scala globale. Il Realtime Database potrebbe essere più adatto a casi d'uso più semplici, in cui il modello dati simile a JSON e la struttura dei prezzi a basso costo hanno più senso.

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Interrogazione dei dati in Firestore

Firestore fornisce un set completo di funzionalità di query, consentendo agli sviluppatori di recuperare e filtrare i dati in modo efficace. Le query di base includono il recupero di un singolo documento, il recupero di una raccolta di documenti e il filtraggio dei documenti in base ai valori dei campi. Le query più avanzate implicano l'ordinamento, la limitazione e l'impaginazione dei risultati. Esploriamo alcune query comuni di Firestore:

Recupero di un singolo documento

Per recuperare un singolo documento in base al suo ID, puoi utilizzare i seguenti snippet di codice:

 // JavaScript import { getDoc, doc } from 'firebase/firestore'; async function getDocument(documentId) { const documentRef = doc(db, 'collection_name', documentId); const documentSnapshot = await getDoc(documentRef); if (documentSnapshot.exists()) { console.log('Document data:', documentSnapshot.data()); } else { console.log('No such document'); } }

Recupero di una raccolta di documenti

Per recuperare tutti i documenti in una raccolta, utilizza i seguenti snippet di codice:

 // JavaScript import { getDocs, collection } from 'firebase/firestore'; async function getAllDocuments() { const collectionRef = collection(db, 'collection_name'); const querySnapshot = await getDocs(collectionRef); querySnapshot.forEach((doc) => { console.log(doc.id, '=>', doc.data()); }); }

Filtraggio dei documenti

Firestore ti consente di filtrare i documenti in base a una o più condizioni di campo. I seguenti frammenti di codice mostrano come filtrare i documenti in base a un singolo campo:

 // JavaScript import { query, where, getDocs, collection } from 'firebase/firestore'; async function getFilteredDocuments() { const collectionRef = collection(db, 'collection_name'); const q = query(collectionRef, where('field_name', '==', 'value')); const querySnapshot = await getDocs(q); querySnapshot.forEach((doc) => { console.log(doc.id, '=>', doc.data()); }); }

Ordinamento e impaginazione dei documenti

Per ordinare e impaginare i risultati, è possibile utilizzare i metodi orderBy, limit e startAfter o startAt. Ecco come ordinare e impaginare i documenti:

 // JavaScript import { query, orderBy, limit, getDocs, collection, startAfter } from 'firebase/firestore'; async function getSortedAndPaginatedDocuments(lastVisible) { const collectionRef = collection(db, 'collection_name'); const q = query( collectionRef, orderBy('field_name', 'asc'), startAfter(lastVisible), limit(10) ); const querySnapshot = await getDocs(q); querySnapshot.forEach((doc) => { console.log(doc.id, '=>', doc.data()); }); }

Questi sono solo alcuni esempi delle funzionalità di query che Firestore offre agli sviluppatori, rendendo semplice ed efficiente l'accesso e il filtraggio dei dati secondo necessità per varie applicazioni.

Regole di sicurezza di Firestore

Le regole di sicurezza di Firestore rappresentano un modo efficace per controllare l'accesso ai dati Firestore, in base all'autenticazione dell'utente e a condizioni personalizzate. Scrivendo e configurando regole di sicurezza, puoi garantire che gli utenti abbiano accesso solo alle risorse di cui hanno bisogno, proteggendo le informazioni sensibili e prevenendo modifiche involontarie dei dati.

Le regole di sicurezza in Firestore sono archiviate nella console Firebase e vengono distribuite insieme al database Firestore. Utilizzano una sintassi personalizzata e possono essere scritti e testati dalla console Firebase o utilizzando un ambiente di sviluppo locale. Per iniziare a utilizzare le regole di sicurezza di Firestore, esaminiamo alcuni scenari comuni e come implementarli:

1. Consentire l'accesso in lettura ai dati pubblici: per consentire a qualsiasi utente di leggere i dati pubblici, è possibile impostare una regola di sicurezza che concede l'accesso a una raccolta specifica senza richiedere l'autenticazione. rules_version = '2'; service cloud.firestore { match /databases/{database}/documents { match /public_data/{document=**} { allow read; } } }
2. Limitare l'accesso in lettura agli utenti autenticati: se vuoi assicurarti che solo gli utenti autenticati possano leggere determinati documenti, puoi utilizzare l'oggetto request.auth per verificare lo stato di autenticazione dell'utente. rules_version = '2'; service cloud.firestore { match /databases/{database}/documents { match /private_data/{document=**} { allow read: if request.auth != null; } } }
3. Consentire l'accesso in scrittura ai dati di proprietà dell'utente: per concedere agli utenti la possibilità di creare, aggiornare o eliminare i propri dati, è possibile utilizzare regole di sicurezza che facciano corrispondere l'ID utente del documento con l'ID dell'utente autenticato. rules_version = '2'; service cloud.firestore { match /databases/{database}/documents { match /user_data/{userId}/{document=**} { allow write: if request.auth.uid == userId; } } }
4. Convalida dei dati prima della scrittura: le regole di sicurezza di Firestore possono anche imporre la convalida dei dati prima di consentire le operazioni di scrittura. Ad esempio, puoi garantire che il nome visualizzato di un utente non superi un limite di caratteri specifico. rules_version = '2'; service cloud.firestore { match /databases/{database}/documents { match /user_profiles/{userId} { allow create, update: if request.auth.uid == userId && request.resource.data.displayName.size() < 30; } } }

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Questi esempi dimostrano alcuni casi d'uso comuni delle regole di sicurezza di Firestore, ma le possibilità sono quasi infinite. Con la sintassi espressiva e le potenti funzionalità di corrispondenza, puoi creare regole di sicurezza complesse che proteggono i tuoi dati Firestore e mantengono un ambiente sicuro.

Ottimizzazione delle prestazioni di Firestore

Firestore è progettato per offrire una sincronizzazione dei dati in tempo reale rapida e affidabile, ma è essenziale ottimizzare le prestazioni del database Firestore per garantire la migliore esperienza utente. Ecco alcuni suggerimenti per aiutarti a ottenere il massimo da Firestore:

1. Operazioni batch: quando è necessario eseguire più operazioni di scrittura in un breve periodo, prendere in considerazione l'utilizzo di scritture batch per raggruppare le operazioni. Le scritture in batch possono migliorare le prestazioni riducendo il numero di round trip tra il client e il backend Firestore.
2. Limita i risultati delle query: le prestazioni di Firestore dipendono dal numero di documenti restituiti dalle query. Per migliorare le prestazioni, utilizza l'impaginazione per limitare il numero di documenti restituiti e richiedi solo i dati necessari alla tua applicazione.
3. Utilizzare dati denormalizzati: in alcuni casi può essere utile archiviare dati ridondanti o denormalizzati per ridurre la necessità di query e join complessi. Duplicando i dati tra raccolte o documenti correlati, puoi semplificare le query e ridurre le letture richieste.
4. Ottimizza l'archiviazione dei dati: assicurati che i tuoi dati siano strutturati in modo efficiente e archiviati in modo da ridurre al minimo il sovraccarico. Ciò può includere l'utilizzo di nomi di campo più brevi per ridurre le dimensioni di archiviazione o l'utilizzo di timestamp interi anziché stringhe ISO per i valori di data e ora.
5. Memorizza nella cache i dati sul client: per migliorare la reattività delle tue applicazioni, valuta la possibilità di memorizzare nella cache i dati recuperati da Firestore sul lato client. Ciò può aiutare a ridurre la dipendenza dalla sincronizzazione dei dati in tempo reale e ridurre al minimo il numero di letture Firestore necessarie per le operazioni comuni.
6. Monitora le prestazioni di Firestore: Firebase fornisce strumenti per monitorare le prestazioni del tuo database Firestore, come Firebase Performance Monitoring SDK. La revisione regolare di questi parametri può aiutare a identificare potenziali aree di ottimizzazione e garantire che il database funzioni senza intoppi.

Seguendo questi suggerimenti per l'ottimizzazione delle prestazioni e monitorando l'utilizzo di Firestore, puoi garantire che le tue applicazioni basate su Firestore offrano la migliore esperienza possibile ai tuoi utenti.

Prezzi Firestore

Firestore opera secondo un modello di prezzi a consumo, con costi determinati dall'utilizzo di varie risorse, tra cui:

1. Archiviazione di documenti: la quantità di dati archiviati nei documenti Firestore incide sui costi, poiché l'archiviazione viene fatturata in base al GiB.
2. Lettura, scrittura ed eliminazione di documenti: con Firestore, ti viene addebitata una fattura per ogni operazione di lettura, scrittura ed eliminazione sul tuo database. Il monitoraggio del conteggio delle operazioni è fondamentale per controllare i costi man mano che l'utilizzo aumenta.
3. Utilizzo della rete: Firestore addebita il traffico di rete in uscita oltre una determinata soglia. Questo addebito dipende dalla quantità di dati trasferiti e dalla regione di destinazione.

Oltre a queste tariffe a consumo, Firestore offre un generoso livello gratuito come parte del piano gratuito Firebase, che include:

• 1 GiB di spazio di archiviazione
• 50.000 letture di documenti al giorno
• 20.000 scritture di documenti al giorno
• 20.000 eliminazioni di documenti al giorno
• 10 GiB di utilizzo della rete al mese

Il modello di prezzo di Firestore garantisce flessibilità e scalabilità man mano che i requisiti della tua applicazione evolvono. È fondamentale monitorare l'utilizzo e ottimizzare l'implementazione di Firestore per bilanciare prestazioni e costi convenienti.

Comprendendo le regole di sicurezza di Firestore, ottimizzandone le prestazioni e gestendo i costi in modo efficace, puoi sfruttare al meglio questa potente soluzione di database NoSQL nelle tue applicazioni Firebase. Ricorda di prendere in considerazione l'integrazione di Firestore con AppMaster per un'esperienza efficiente di creazione di app senza codice .

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Casi d'uso di Firestore

Le potenti funzionalità di Firestore, la sincronizzazione dei dati in tempo reale e l'architettura scalabile lo rendono una soluzione ideale per un'ampia gamma di applicazioni e settori:

• Applicazioni collaborative: la sincronizzazione in tempo reale di Firestore lo rende perfetto per creare strumenti collaborativi come software di gestione dei progetti, app di messaggistica ed editor di documenti condivisi in cui gli utenti necessitano di accesso immediato a informazioni aggiornate.
• Applicazioni di gioco: le strutture dati gerarchiche e in tempo reale fornite da Firestore lo rendono una scelta adatta per creare applicazioni di gioco online multiplayer e gestire lo stato del gioco in modo efficiente.
• Piattaforme di e-commerce: Firestore può aiutare i proprietari di negozi online a gestire cataloghi di prodotti di grandi dimensioni, tenere traccia dell'inventario e salvare i dati degli utenti (come carrelli degli acquisti, cronologia degli ordini e profili utente). Ciò consente un'esperienza di acquisto personalizzata e una scalabilità continua man mano che l'azienda cresce.
• Internet of Things (IoT): la capacità di Firestore di archiviare e sincronizzare i dati dai dispositivi connessi in tempo reale lo rende una scelta affidabile per le applicazioni IoT , consentendo agli sviluppatori di monitorare e analizzare facilmente i flussi di dati provenienti da sensori e altri dispositivi IoT.
• Sistemi di gestione dei contenuti (CMS): Firestore è un archivio dati ideale per creare soluzioni CMS personalizzate con funzionalità in tempo reale, capacità di query avanzate e potenti controlli di accesso, semplificando la gestione dei contenuti di siti Web e app.
• Analisi e monitoraggio: Firestore può essere integrato in un backend per applicazioni di monitoraggio e analisi per visualizzare, aggregare e analizzare i dati in ingresso in tempo reale applicando complesse funzioni di query.

Integrazione di Firestore con AppMaster

Per semplificare e accelerare ulteriormente la creazione e la manutenzione delle app, puoi integrare perfettamente Firestore come soluzione di archivio dati principale nelle tue applicazioni AppMaster. AppMaster fornisce una piattaforma no-code che consente agli utenti di creare app backend, Web e mobili senza scrivere una riga di codice.

L'integrazione con Firestore può essere ottenuta tramite API REST e endpoint WSS, consentendo agli sviluppatori di accedere e gestire i dati Firestore in modo efficiente con la piattaforma AppMaster. Combinando la potente sincronizzazione dei dati in tempo reale di Firestore con l'interfaccia drag-and-drop di AppMaster, modelli di dati flessibili e sistemi di progettazione visiva, puoi creare app web e mobili professionali e facili da usare 10 volte più veloci e 3 volte più costose. efficace rispetto ai metodi di sviluppo tradizionali.

Inoltre, AppMaster dispone di Business Process (BP) Designer , che consente agli utenti di creare visivamente la logica di applicazioni backend, web o mobili senza codifica manuale. La combinazione di Firestore con AppMaster consente la sincronizzazione in tempo reale, elimina il debito tecnico ed elimina costose dipendenze dalla codifica manuale, rendendo Firestore più versatile che mai.

Conclusione

Google Firestore è una soluzione di database NoSQL potente, scalabile e flessibile che offre vantaggi per lo sviluppo di app moderne, inclusa la sincronizzazione dei dati in tempo reale e il supporto offline. Il suo modello di dati gerarchico, le potenti capacità di query e le regole di sicurezza lo rendono una scelta interessante per gli sviluppatori che cercano una soluzione dati completa per le loro applicazioni web e mobili.

Integrando Firestore con la piattaforma no-code AppMaster, puoi sfruttare le sue funzionalità avanzate beneficiando al tempo stesso della semplicità, della velocità e del rapporto costo-efficacia di un ambiente di sviluppo no-code. Combinando la potenza di Firestore con i sistemi di progettazione visiva, i modelli di dati flessibili e Business Process Designer di AppMaster, puoi creare in modo efficiente applicazioni ad alte prestazioni che soddisfano la sfera digitale di oggi in continua evoluzione.