Firestore: um mergulho profundo no banco de dados NoSQL do Firebase

Firestore, também conhecido como Cloud Firestore, é a solução de banco de dados NoSQL do Google Firebase projetada para fornecer aos desenvolvedores uma plataforma escalonável e versátil para a construção de aplicativos modernos para web e dispositivos móveis. O Firestore permite sincronização, armazenamento e recuperação de dados em tempo real, ao mesmo tempo que oferece funcionalidades poderosas, incluindo suporte offline, organização hierárquica de dados e um conjunto abrangente de recursos de consulta.

Firebase , uma plataforma de desenvolvimento fornecida pelo Google, oferece um conjunto de ferramentas para criar, gerenciar e implantar aplicativos com facilidade. O Firestore faz parte deste conjunto e atua como uma solução de banco de dados poderosa e confiável que simplifica o processo de persistência e gerenciamento de dados em aplicativos.

Benefícios do Firestore

O Firestore oferece diversas vantagens aos desenvolvedores, tornando-o uma escolha atraente para gerenciamento de dados em aplicativos web e móveis. Alguns dos benefícios significativos do Firestore incluem:

Sincronização em tempo real

Os recursos de sincronização em tempo real do Firestore permitem a entrega de dados sem esforço em vários dispositivos e plataformas, garantindo que atualizações e alterações relevantes sejam refletidas instantaneamente para todos os usuários. Esse recurso de sincronização ajuda os desenvolvedores a criar aplicativos altamente interativos e colaborativos com esforço mínimo.

Suporte off-line

O Firestore oferece suporte off-line integrado para aplicativos da Web e móveis, permitindo que os desenvolvedores criem aplicativos que funcionam perfeitamente, mesmo quando os usuários não estão conectados à Internet. O Firestore armazena dados em cache localmente nos dispositivos e sincroniza as atualizações com o servidor assim que a conexão é restaurada.

Suporte abrangente a consultas

O Firestore oferece uma API de consulta avançada, permitindo que os desenvolvedores criem consultas complexas que filtram, classificam e manipulam dados com facilidade. O Firestore também oferece suporte à paginação baseada em cursor, permitindo que os aplicativos carreguem e exibam grandes conjuntos de dados com eficiência.

Estrutura hierárquica de dados

O Firestore usa um modelo de dados hierárquico que organiza os dados em coleções e documentos, acomodando estruturas de dados complexas e aninhadas. Essa abordagem facilita a estruturação e o gerenciamento de dados, ao mesmo tempo que oferece alta flexibilidade e escalabilidade.

Forte escalabilidade

O Firestore foi projetado para alta escala, lidando com milhões de conexões simultâneas e gerenciando extensos conjuntos de dados sem comprometer o desempenho. Esse recurso torna o Firestore uma escolha viável para aplicativos de alto tráfego com requisitos de desempenho exigentes.

Modelo de dados do Firestore

O modelo de dados do Firestore é baseado no conceito de coleções e documentos, que proporcionam uma organização hierárquica e gerenciamento dos dados. Esta seção descreverá os principais elementos do modelo de dados do Firestore e explicará como eles funcionam.

Coleções

No Firestore, as coleções são contêineres que contêm documentos. As coleções ajudam a organizar os dados de uma forma que facilita a consulta e o gerenciamento. As coleções também podem conter subcoleções, permitindo subdivisões adicionais de agrupamentos lógicos de dados relacionados.

Documentos

Documentos são registros individuais no Firestore que contêm os valores reais dos dados. Em geral, os documentos consistem em pares de valores-chave conhecidos como campos, cada um com um nome e um valor correspondente. O Firestore oferece suporte a vários tipos de dados para campos, incluindo strings, números, booleanos, matrizes, mapas e muito mais. Os documentos no Firestore podem ser considerados contêineres que podem conter dados e subcoleções. Essa estrutura aninhada permite maior flexibilidade ao projetar e gerenciar estruturas de dados complexas em seus aplicativos.

Fonte da imagem: Documentação do Firebase

Organizando dados no Firestore

O modelo de dados hierárquico do Firestore permite que os desenvolvedores estruturem e organizem seus dados de forma eficiente e intuitiva. Por exemplo, um aplicativo de comércio eletrônico pode armazenar seus dados no Firestore com a seguinte estrutura:

• Coleção de produtos
• Documento do produto
• Campo nome
• Campo de preço
• Campo de categoria
• Subcoleção de comentários
• Revise o documento
• Campo de texto
• Campo de classificação
• Campo de data

Nessa estrutura, uma coleção Products contém documentos Product, cada um representando um produto individual. Esses documentos contêm campos para informações de nome, preço e categoria. Cada documento Produto tem uma subcoleção Reviews contendo documentos Review para análises de produtos geradas pelo usuário. Ao utilizar o modelo de dados hierárquico do Firestore, os desenvolvedores podem criar e gerenciar estruturas de dados complexas com facilidade, garantindo que seus aplicativos permaneçam com desempenho, escalonáveis ​​e fáceis de manter.

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Configurando o Firestore em seus aplicativos

Configurar o Firestore em seus aplicativos é um processo simples. O primeiro passo é criar um projeto Firebase, que fornecerá um espaço centralizado para gerenciamento de todos os produtos e serviços Firebase. Aqui estão as etapas essenciais para configurar o Firestore:

1. Crie um projeto Firebase: inscreva-se em uma conta Firebase, crie um novo projeto ou use um existente, se já tiver um. Navegue até o console do Firebase e siga as instruções na tela.
2. Adicione Firestore ao seu projeto: Assim que seu projeto estiver configurado, clique na seção “Banco de dados” no menu à esquerda. Selecione “Criar banco de dados” e escolha “Firestore” na janela pop-up. Siga as opções de configuração e crie uma nova instância de banco de dados Firestore em seu projeto Firebase.
3. Configurar o SDK do Firebase: para usar o Firestore em seu aplicativo Web ou móvel, você precisará adicionar o SDK do Firebase ao seu projeto. Você pode encontrar o snippet de código de configuração do SDK no console do Firebase em "Configurações do projeto". O código de configuração incluirá a chave de API exclusiva do seu projeto, o domínio de autenticação, o ID do projeto e outras configurações necessárias para se conectar aos serviços do Firebase. Adicione o snippet de código ao projeto HTML, JavaScript, Android ou iOS do seu aplicativo.
4. Inicialize o Firestore: depois de adicionar o SDK do Firebase ao seu projeto, inicialize o Firestore com o seguinte snippet de código:
   Para 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);

   Para Android (Kotlin):

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

   Para iOS (Swift):

    import FirebaseFirestore let db = Firestore.firestore()

5. Comece a usar o Firestore: com o Firestore inicializado, agora você pode usá-lo para ler e gravar dados, configurar listeners em tempo real e realizar várias operações em seus dados.

Banco de dados em tempo real do Firebase versus Firestore

O Firebase oferece duas soluções de banco de dados: Firebase Realtime Database e Firestore. Embora ambos os bancos de dados ofereçam sincronização de dados em tempo real e SDKs de clientes para plataformas web e móveis, eles diferem em vários aspectos. Vamos comparar os dois bancos de dados:

Modelo e estrutura de dados

O Firebase Realtime Database usa um modelo de dados semelhante ao JSON que é uma grande árvore de nós. Esse modelo de dados pode tornar desafiadora a consulta e a estruturação de dados complexos, especialmente para dados hierárquicos ou matrizes aninhadas. Já o Firestore utiliza um modelo de dados hierárquico com coleções e documentos, proporcionando uma forma mais intuitiva de estruturar e consultar dados. O modelo de dados do Firestore permite subcoleções aninhadas, o que pode ajudar a gerenciar dados complexos e aninhados com mais eficiência.

Capacidades de consulta

O Firestore oferece recursos de consulta mais abrangentes em comparação com o Realtime Database. Com o Firestore, os desenvolvedores podem realizar consultas complexas, como encadear várias cláusulas orderBy e where, realizar operações de array e paginar resultados. Por outro lado, os recursos de consulta do Realtime Database são mais limitados, dificultando a execução de consultas complexas ou paginação sem o custo adicional de computação e a complexidade da lógica do lado do cliente ou do servidor.

Escalabilidade

O Firestore foi projetado para aplicativos em escala global com forte escalabilidade horizontal e capacidade de lidar com milhões de usuários simultâneos e bilhões de documentos. O Realtime Database, embora seja mais adequado para determinados casos, pode ter dificuldades para escalar sem depender de estratégias de fragmentação de dados. O Firestore garante acesso de baixa latência e replicação automática multirregional para manter alta disponibilidade e durabilidade, tornando-o adequado para casos de uso corporativo e de alto tráfego.

Preços

As estruturas de preços do Firestore e do Realtime Database são diferentes. As cobranças do Firestore são baseadas em leituras, gravações e exclusões de documentos, bem como no armazenamento de dados e no uso da rede. As cobranças do Realtime Database são baseadas na quantidade de dados armazenados, no número de conexões com o banco de dados e no uso da rede. Dependendo dos padrões de acesso e uso de dados do seu aplicativo, um banco de dados pode ser mais econômico.

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Embora o Firestore e o Realtime Database ofereçam recursos de sincronização de dados em tempo real, o Firestore é mais adequado para aplicativos que exigem consultas complexas, estruturas de dados hierárquicas e desempenho em escala global. O Realtime Database pode ser mais adequado para casos de uso mais simples, onde o modelo de dados semelhante ao JSON e a estrutura de preços de baixo custo fazem mais sentido.

Consultando dados no Firestore

O Firestore fornece um conjunto abrangente de recursos de consulta, permitindo que os desenvolvedores recuperem e filtrem dados de maneira eficaz. As consultas básicas incluem a busca de um único documento, a busca de uma coleção de documentos e a filtragem de documentos com base nos valores dos campos. Consultas mais avançadas envolvem classificação, limitação e paginação de resultados. Vamos explorar algumas consultas comuns do Firestore:

Buscando um único documento

Para buscar um único documento por seu ID, você pode usar os seguintes trechos de código:

 // 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'); } }

Buscando uma coleção de documentos

Para buscar todos os documentos de uma coleção, use os seguintes trechos de código:

 // 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()); }); }

Filtrando Documentos

O Firestore permite filtrar documentos com base em uma ou várias condições de campo. Os trechos de código a seguir mostram como filtrar documentos com base em um único 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()); }); }

Classificando e paginando documentos

Para classificar e paginar os resultados, você pode usar os métodos orderBy, limit e startAfter ou startAt. Veja como classificar e paginar documentos:

 // 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()); }); }

Esses são apenas alguns exemplos dos recursos de consulta que o Firestore oferece aos desenvolvedores, tornando fácil e eficiente o acesso e a filtragem de dados conforme necessário para vários aplicativos.

Regras de segurança do Firestore

As regras de segurança do Firestore são uma maneira poderosa de controlar o acesso aos dados do Firestore, com base na autenticação do usuário e em condições personalizadas. Ao escrever e configurar regras de segurança, você pode garantir que os usuários tenham acesso apenas aos recursos que deveriam, protegendo informações confidenciais e evitando modificações não intencionais de dados.

As regras de segurança no Firestore são armazenadas no console do Firebase e implantadas junto com seu banco de dados do Firestore. Eles usam uma sintaxe personalizada e podem ser escritos e testados no console do Firebase ou usando um ambiente de desenvolvimento local. Para começar a usar as regras de segurança do Firestore, vejamos alguns cenários comuns e como implementá-los:

1. Permitir acesso de leitura a dados públicos: para permitir que qualquer usuário leia dados públicos, você pode configurar uma regra de segurança que conceda acesso a uma coleção específica sem exigir autenticação. rules_version = '2'; service cloud.firestore { match /databases/{database}/documents { match /public_data/{document=**} { allow read; } } }
2. Restringindo o acesso de leitura a usuários autenticados: se quiser garantir que apenas usuários autenticados possam ler determinados documentos, você pode usar o objeto request.auth para verificar o status de autenticação do usuário. rules_version = '2'; service cloud.firestore { match /databases/{database}/documents { match /private_data/{document=**} { allow read: if request.auth != null; } } }
3. Permitindo acesso de gravação a dados de propriedade do usuário: para conceder aos usuários a capacidade de criar, atualizar ou excluir seus dados, você pode usar regras de segurança que correspondam ao ID do usuário do documento com o ID do usuário autenticado. rules_version = '2'; service cloud.firestore { match /databases/{database}/documents { match /user_data/{userId}/{document=**} { allow write: if request.auth.uid == userId; } } }
4. Validação de dados antes da gravação: as regras de segurança do Firestore também podem impor a validação de dados antes de permitir operações de gravação. Por exemplo, você pode garantir que o nome de exibição de um usuário não exceda um limite de caracteres específico. 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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Esses exemplos demonstram alguns casos de uso comuns de regras de segurança do Firestore, mas as possibilidades são quase infinitas. Com a sintaxe expressiva e os poderosos recursos de correspondência, você pode criar regras de segurança complexas que protegem seus dados do Firestore e mantêm um ambiente seguro.

Otimizando o desempenho do Firestore

O Firestore foi projetado para oferecer sincronização de dados em tempo real rápida e confiável, mas é essencial otimizar o desempenho do seu banco de dados Firestore para garantir a melhor experiência do usuário. Aqui estão várias dicas para ajudá-lo a aproveitar ao máximo o Firestore:

1. Operações em lote: quando você precisar executar várias operações de gravação em um curto período, considere usar gravações em lote para agrupar operações. As gravações em lote podem melhorar o desempenho, reduzindo o número de viagens de ida e volta entre o cliente e o back-end do Firestore.
2. Limite os resultados da consulta: o desempenho do Firestore depende do número de documentos retornados pelas suas consultas. Para melhorar o desempenho, use a paginação para limitar o número de documentos retornados e solicite apenas os dados que seu aplicativo precisa.
3. Use dados desnormalizados: em alguns casos, pode ser benéfico armazenar dados redundantes ou desnormalizados para reduzir a necessidade de consultas e junções complexas. Ao duplicar dados em coleções ou documentos relacionados, você pode simplificar suas consultas e reduzir as leituras necessárias.
4. Otimize o armazenamento de dados: certifique-se de que seus dados sejam estruturados de forma eficiente e armazenados de forma a minimizar a sobrecarga. Isso pode incluir o uso de nomes de campos mais curtos para reduzir o tamanho do armazenamento ou o uso de carimbos de data e hora inteiros em vez de strings ISO para valores de data e hora.
5. Dados em cache no cliente: para melhorar a capacidade de resposta dos seus aplicativos, considere armazenar em cache os dados recuperados do Firestore no lado do cliente. Isso pode ajudar a reduzir a dependência da sincronização de dados em tempo real e minimizar o número de leituras do Firestore necessárias para operações comuns.
6. Monitore o desempenho do Firestore: o Firebase fornece ferramentas para monitorar o desempenho do seu banco de dados Firestore, como o SDK de monitoramento de desempenho do Firebase. A revisão regular dessas métricas pode ajudar a identificar áreas potenciais para otimização e garantir que seu banco de dados esteja funcionando perfeitamente.

Seguindo essas dicas de otimização de desempenho e monitorando o uso do Firestore, você pode garantir que seus aplicativos baseados no Firestore ofereçam a melhor experiência possível aos seus usuários.

Preços do Firestore

O Firestore opera em um modelo de preços pré-pago, com custos determinados pelo uso de vários recursos, incluindo:

1. Armazenamento de documentos: a quantidade de dados armazenados em seus documentos do Firestore afeta os custos, pois o armazenamento é cobrado por GiB.
2. Leituras, gravações e exclusões de documentos: com o Firestore, você é cobrado por cada operação de leitura, gravação e exclusão em seu banco de dados. Monitorar a contagem de operações é crucial para controlar os custos à medida que o uso aumenta.
3. Uso da rede: o Firestore cobra pelo tráfego de rede de saída além de um determinado limite. Essa cobrança depende da quantidade de dados transferidos e da região de destino.

Além dessas cobranças pré-pagas, o Firestore oferece um nível gratuito generoso como parte do plano gratuito do Firebase, que inclui:

• 1 GiB de armazenamento
• 50.000 leituras de documentos por dia
• 20.000 gravações de documentos por dia
• 20.000 exclusões de documentos por dia
• 10 GiB de uso de rede por mês

O modelo de preços do Firestore permite flexibilidade e escalabilidade à medida que os requisitos do seu aplicativo evoluem. É crucial monitorar o uso e otimizar a implementação do Firestore para equilibrar desempenho e economia.

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Ao compreender as regras de segurança do Firestore, otimizar seu desempenho e gerenciar custos de maneira eficaz, você pode fazer o melhor uso dessa poderosa solução de banco de dados NoSQL em seus aplicativos Firebase. Lembre-se de considerar a integração do Firestore com o AppMaster para uma experiência eficiente de criação de aplicativos sem código .

Casos de uso do Firestore

Os recursos poderosos, a sincronização de dados em tempo real e a arquitetura escalável do Firestore tornam-no uma solução ideal para uma ampla variedade de aplicações e setores:

• Aplicativos colaborativos: a sincronização em tempo real do Firestore o torna perfeito para a criação de ferramentas colaborativas, como software de gerenciamento de projetos, aplicativos de mensagens e editores de documentos compartilhados, onde os usuários precisam de acesso instantâneo a informações atualizadas.
• Aplicativos de jogos: as estruturas de dados hierárquicas e em tempo real fornecidas pelo Firestore o tornam uma escolha adequada para criar aplicativos de jogos online multijogador e gerenciar o estado do jogo com eficiência.
• Plataformas de comércio eletrônico: o Firestore pode ajudar proprietários de lojas online a gerenciar grandes catálogos de produtos, rastrear estoques e salvar dados de usuários (como carrinhos de compras, histórico de pedidos e perfis de usuários). Isso permite uma experiência de compra personalizada e um dimensionamento contínuo à medida que o negócio cresce.
• Internet das Coisas (IoT): a capacidade do Firestore de armazenar e sincronizar dados de dispositivos conectados em tempo real o torna uma escolha confiável para aplicativos de IoT , permitindo que os desenvolvedores rastreiem e analisem facilmente fluxos de dados de sensores e outros dispositivos de IoT.
• Sistemas de gerenciamento de conteúdo (CMS): Firestore é um armazenamento de dados ideal para criar soluções CMS personalizadas com recursos em tempo real, recursos avançados de consulta e controles de acesso poderosos, simplificando o gerenciamento de conteúdo de sites e aplicativos.
• Análise e monitoramento: o Firestore pode ser integrado a um back-end para aplicativos de monitoramento e análise para visualizar, agregar e analisar dados recebidos em tempo real enquanto aplica funções de consulta complexas.

Integrando Firestore com AppMaster

Para simplificar e agilizar ainda mais a criação e manutenção de aplicativos, você pode integrar perfeitamente o Firestore como uma solução primária de armazenamento de dados em seus aplicativos AppMaster. AppMaster fornece uma plataforma no-code que permite aos usuários criar aplicativos back-end, web e móveis sem escrever uma linha de código.

A integração com o Firestore pode ser alcançada por meio da API REST e WSS Endpoints, permitindo que os desenvolvedores acessem e gerenciem os dados do Firestore de forma eficiente com a plataforma AppMaster. Ao combinar a poderosa sincronização de dados em tempo real do Firestore com a interface drag-and-drop do AppMaster, modelos de dados flexíveis e sistemas de design visual, você pode criar aplicativos web e móveis profissionais e fáceis de usar, 10 vezes mais rápido e 3 vezes mais caro. eficaz do que os métodos tradicionais de desenvolvimento.

Além disso, AppMaster possui Business Process (BP) Designer , que permite aos usuários criar visualmente lógica de back-end, web ou aplicativo móvel sem codificação manual. A combinação do Firestore com AppMaster permite a sincronização em tempo real, elimina dívidas técnicas e remove dependências dispendiosas de codificação manual, tornando o Firestore mais versátil do que nunca.

Conclusão

O Google Firestore é uma solução de banco de dados NoSQL poderosa, escalonável e flexível que beneficia o desenvolvimento de aplicativos modernos, incluindo sincronização de dados em tempo real e suporte off-line. Seu modelo de dados hierárquico, poderosos recursos de consulta e regras de segurança o tornam uma escolha atraente para desenvolvedores que buscam uma solução de dados abrangente para seus aplicativos web e móveis.

Ao integrar o Firestore à plataforma no-code AppMaster, você pode aproveitar seus recursos avançados e, ao mesmo tempo, se beneficiar da simplicidade, velocidade e economia de um ambiente de desenvolvimento no-code. Combinando o poder do Firestore com os sistemas de design visual, modelos de dados flexíveis e Business Process Designer do AppMaster, você pode criar com eficiência aplicativos de alto desempenho que atendem à esfera digital em constante evolução de hoje.