本教程的目标

本教程将向您介绍Cloud Firestore 。 您将学习如何利用该平台实现实时数据库持久性和同步。 我们将讨论以下主题：

• 什么是Cloud Firestore
• Firestore数据模型
• 设置Cloud Firestore
• 创建和使用Cloud Firestore参考
• 从Cloud Firestore实时读取数据
• 创建，更新和删除数据
• 过滤和复合查询

假设知识

本教程假定您已接触过Firebase，并具有使用Swift和Xcode进行开发的背景知识。

什么是Cloud Firestore？

与Firebase Realtime Database一样，Firestore为移动和Web开发人员提供了一个跨平台的云解决方案，无论网络延迟或Internet连接如何，都可以实时持久存储数据，并且可以与Google Cloud Platform产品套件无缝集成。 伴随着这些相似之处，存在着明显的优缺点，它们彼此区别。

资料模型

从根本上讲，实时数据库将数据存储为一棵大的整体式分层JSON树，而Firestore将数据组织在文档，集合和子集合中。 这需要较少的非规范化。 在处理简单数据需求时，将数据存储在一个JSON树中具有简化的好处。 但是，在处理更复杂的分层数据时，规模化变得更加麻烦。

离线支援

两种产品都提供离线支持，在没有潜在的或没有网络连接的情况下主动将数据缓存在队列中—尽可能将本地更改同步回后端。 Firestore除了支持移动应用程序外，还支持Web应用程序的脱机同步，而Realtime Database仅支持移动同步。

查询和交易

实时数据库仅支持有限的排序和过滤功能-您只能在单个查询中在属性级别上进行排序或过滤，而不能同时在两者上进行排序或过滤。 查询也很深，这意味着它们会返回结果的大子树。 该产品仅支持需要完成回调的简单写入和事务操作。

另一方面，Firestore引入了具有复合排序和筛选功能的索引查询，使您可以组合操作以创建链式筛选器和排序功能。 您也可以执行浅层查询，以返回子集合来代替使用实时数据库获得的整个集合。 事务本质上是原子的，无论您发送批处理操作还是单次发送，事务都会自动重复直到结束。 此外，实时数据库仅支持单个写入事务，而Firestore原子地提供批处理操作。

性能和可伸缩性

正如您所期望的那样，实时数据库非常健壮并且具有低延迟。 但是，根据区域可用性，数据库仅限于单个区域。 另一方面，Firestore可在多个区域和区域中水平放置数据，以确保真正的全局可用性，可伸缩性和可靠性。 实际上，谷歌已经承诺Firestore会比实时数据库更可靠。

实时数据库的另一个缺点是限制了100,000个并发用户（单个数据库中有100,000个并发连接和1,000次写入/秒），之后您必须将数据库分片（将数据库拆分成多个数据库）以支持更多用户。 Firestore无需干预即可自动跨多个实例扩展。

Firestore从头开始设计，考虑到可伸缩性，它具有新的原理图体系结构，可跨多个区域复制数据，进行身份验证并在其客户端SDK中处理所有与安全性有关的事务。 它的新数据模型比Firebase更直观，与其他类似的NoSQL数据库解决方案（如MongoDB）更相似，同时提供了更强大的查询引擎。

安全

Firestore数据模型

Firestore是基于NoSQL文档的数据库，由文档集合组成，每个文档集合都包含数据。 由于它是NoSQL数据库，因此您将不会在关系数据库中找到表，行和其他元素，而会在文档中找到键/值对的集合。

您可以通过将数据分配给文档来隐式创建文档和集合，如果该文档或集合不存在，则将自动为您创建文档或集合，因为该集合始终必须是根（个）节点。 这是您不久将要处理的项目的简单Tasks示例架构，它由Tasks集合以及包含两个字段（名称（字符串）和是否完成任务的标志）的大量文档组成（布尔） 。

让我们分解每个元素，以便您可以更好地理解它们。

馆藏

集合与SQL世界中的数据库表同义，集合包含一个或多个文档。 集合必须是架构中的根元素，并且只能包含文档，而不能包含其他集合。 但是，您可以引用文档，而文档又引用集合（子集合）。

在上图中，任务包含两个基本字段（名称和完成）以及一个子集合（子任务），该子集合包含其自身的两个基本字段。

文件资料

文档由键/值对组成，值具有以下类型之一：

• 基本字段（例如字符串，数字，布尔值）
• 复杂的嵌套对象（基元的列表或数组）
• 子集合

嵌套对象也称为地图，可以在文档中表示如下。 以下是分别嵌套对象和数组的示例：

ID: 2422892 //primitive
name: “Remember to buy milk” 
detail: //nested object
    notes: "This is a task to buy milk from the store"
	created: 2017-04-09
	due: 2017-04-10
done: false
notify: ["2F22-89R2", "L092-G623", "H00V-T4S1"]
...

有关受支持的数据类型的更多信息，请参阅Google的设置项目

如果您以前曾经使用过Firebase，那么您应该对此很熟悉。 否则，您将需要在Firebase中创建一个帐户，并按照之前教程“ iOS的Firebase身份验证入门 ”中“设置项目”部分中的说明进行操作 。

要继续学习本教程，请克隆教程项目repo 。 接下来，通过以下方式添加Firestore库 将以下内容添加到您的Podfile中 ：

pod 'Firebase/Core' 
pod 'Firebase/Firestore'

在终端中输入以下内容以构建库：

pod install

接下来，切换到Xcode并打开.xcworkspace文件。 导航到AppDelegate.swift文件，然后在application:didFinishLaunchingWithOptions:方法中输入以下内容：

FirebaseApp.configure()

在浏览器中，转到Firebase控制台，然后选择左侧的“ 数据库”选项卡。

确保选择“ 在测试模式下启动 ”选项，以便在我们进行实验时不会遇到任何安全问题，并且在将应用程序移入生产环境时请注意安全提示。 现在您可以创建一个集合和一些示例文档。

添加收集和样本文档

首先，通过选择Add Collection按钮并命名该集合来创建一个初始集合Tasks ，如下所示：

对于个文档，您将文档ID保留为空白，这将为您自动生成一个ID。 该文档将仅包含两个字段： name和done 。

保存文档，您应该能够确认集合和文档以及自动生成的ID：

在云中使用示例文档设置数据库之后，您就可以开始在Xcode中实现Firestore SDK了。

创建和使用数据库引用

在Xcode中打开MasterViewController.swift文件，并添加以下行以导入库：

import Firebase
 
class MasterViewController: UITableViewController {
    @IBOutlet weak var addButton: UIBarButtonItem!
    
    private var documents: [DocumentSnapshot] = []
    public var tasks: [Task] = []
    private var listener : ListenerRegistration!
   ...

在这里，您只是创建一个侦听器变量，当发生更改时，该变量将允许您实时触发与数据库的连接。 您还将创建一个DocumentSnapshot引用，该引用将保存临时数据快照。

在继续使用视图控制器之前，创建另一个swift文件Task.swift ，它将代表您的数据模型：

import Foundation
 
struct Task{
    var name:String
    var done: Bool
    var id: String
    
    var dictionary: [String: Any] {
        return [
            "name": name,
            "done": done
        ]
    }
}
 
extension Task{
    init?(dictionary: [String : Any], id: String) {
        guard   let name = dictionary["name"] as? String,
            let done = dictionary["done"] as? Bool
            else { return nil }
        
        self.init(name: name, done: done, id: id)
    }
}

上面的代码段包含一个便捷属性（字典）和方法（init），这将使填充模型对象更加容易。 切换回视图控制器，并声明一个全局设置器变量，它将基本查询限制在任务列表的前50个条目中。 设置查询变量后，还将删除监听器，如下面的didSet属性所示：

fileprivate func baseQuery() -> Query {
        return Firestore.firestore().collection("Tasks").limit(to: 50)
    }
    
    fileprivate var query: Query? {
        didSet {
            if let listener = listener {
                listener.remove()
            }
        }
    }
 
override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        self.query = baseQuery()
    }
 
 override func viewWillDisappear(_ animated: Bool) {
        super.viewWillDisappear(animated)
        self.listener.remove()
    }

从Cloud Firestore实时读取数据

在文档参考就位的情况下，在viewWillAppear(_animated: Bool) ，将您先前创建的侦听器与查询快照的结果相关联，并检索文档列表。 这是通过调用Firestore方法query?.addSnapshotListener ：

self.listener =  query?.addSnapshotListener { (documents, error) in
            guard let snapshot = documents else {
                print("Error fetching documents results: \(error!)")
                return
            }
            
            let results = snapshot.documents.map { (document) -> Task in
                if let task = Task(dictionary: document.data(), id: document.documentID) {
                    return task
                } else {
                    fatalError("Unable to initialize type \(Task.self) with dictionary \(document.data())")
                }
            }
            
            self.tasks = results
            self.documents = snapshot.documents
            self.tableView.reloadData()
            
        }

上述分配封闭件的snapshot.documents通过迭代映射所述阵列和它缠绕到一个新的Task模型实例对象快照中的每个数据项。 因此，仅需几行，您就成功地从云中读取了所有任务并将它们分配给全局tasks   数组。

要显示结果，请填充以下内容 TableView 委托方法：

override func numberOfSections(in tableView: UITableView) -> Int {
        return 1
    }
    
    override func tableView(_ tableView: UITableView, numberOfRowsInSection section: Int) -> Int {
        return tasks.count
    }
    
    
    override func tableView(_ tableView: UITableView, cellForRowAt indexPath: IndexPath) -> UITableViewCell {
        let cell = tableView.dequeueReusableCell(withIdentifier: "Cell", for: indexPath)
        
        let item = tasks[indexPath.row]
        
        cell.textLabel!.text = item.name
        cell.textLabel!.textColor = item.done == false ? UIColor.black : UIColor.lightGray
        
        return cell
    }

在这一阶段，构建并运行项目，并且在Simulator中您应该能够观察实时出现的数据。 通过Firebase控制台添加数据，您应该看到它立即出现在应用程序模拟器中。

创建，更新和删除数据

从后端成功读取内容后，接下来，您将创建，更新和删除数据。 下一个示例将使用一个人为设计的示例来说明如何更新数据，在该示例中，该应用仅允许您通过点击单元格将项目标记为完成。 请注意collection.document( item.id ).updateData(["done": !item.done])关闭属性，该属性仅引用特定的文档ID，从而更新字典中的每个字段：

override func tableView(_ tableView: UITableView,
                            didSelectRowAt indexPath: IndexPath) {
 
        let item = tasks[indexPath.row]
        let collection = Firestore.firestore().collection("Tasks")
 
        collection.document(item.id).updateData([
            "done": !item.done,
            ]) { err in
                if let err = err {
                    print("Error updating document: \(err)")
                } else {
                    print("Document successfully updated")
                }
        }
 
        tableView.reloadRows(at: [indexPath], with: .automatic)
        
    }

要删除项目，请调用document( item.id ).delete()方法：

override func tableView(_ tableView: UITableView, canEditRowAt indexPath: IndexPath) -> Bool {
        return true
    }
override func tableView(_ tableView: UITableView, commit editingStyle: UITableViewCellEditingStyle, forRowAt indexPath: IndexPath) {
 
        if (editingStyle == .delete){
            let item = tasks[indexPath.row]
            _ = Firestore.firestore().collection("Tasks").document(item.id).delete()
        }
 
    }

创建一个新任务将涉及在情节提要中添加一个新按钮，并将其IBAction连接到视图控制器，并创建一个addTask(_ sender:)方法。 当用户按下按钮时，它将弹出一个警报表，用户可以在其中添加新的任务名称：

collection("Tasks").addDocument
    (data: ["name": textFieldReminder.text ?? 
        "empty task", "done": false])

输入以下内容，完成应用程序的后一部分：

@IBAction func addTask(_ sender: Any) {
        
        let alertVC : UIAlertController = UIAlertController(title: "New Task", message: "What do you want to remember?", preferredStyle: .alert)
        
        alertVC.addTextField { (UITextField) in
            
        }
        
        let cancelAction = UIAlertAction.init(title: "Cancel", style: .destructive, handler: nil)
        
        alertVC.addAction(cancelAction)
        
        //Alert action closure
        let addAction = UIAlertAction.init(title: "Add", style: .default) { (UIAlertAction) -> Void in
            
            let textFieldReminder = (alertVC.textFields?.first)! as UITextField
            
            let db = Firestore.firestore()
            var docRef: DocumentReference? = nil
            docRef = db.collection("Tasks").addDocument(data: [
                "name": textFieldReminder.text ?? "empty task",
                "done": false
            ]) { err in
                if let err = err {
                    print("Error adding document: \(err)")
                } else {
                    print("Document added with ID: \(docRef!.documentID)")
                }
            }
            
        }
    
        alertVC.addAction(addAction)
        present(alertVC, animated: true, completion: nil)
        
    }

再次构建并运行该应用程序，并在出现模拟器时尝试添加一些任务，以及将一些任务标记为已完成，后通过删除一些任务来测试删除功能。 您可以通过切换到Firebase数据库控制台并观察集合和文档来确认已实时更新存储的数据。

筛选和复合查询

到目前为止，您仅使用简单的查询，而没有任何特定的过滤功能。 要创建更健壮的查询，可以使用whereField子句按特定值进行过滤：

docRef.whereField(“name”, isEqualTo: searchString)

您可以通过使用order(by: )和limit(to: ) ：）方法limit(to: )对查询数据进行order(by: )和limit(to: ) ，如下所示：

docRef.order(by: "name").limit(5)

在FirebaseDo应用程序中，您已经在基本查询中使用了limit 。 在上面的代码片段中，您还利用了复合查询的另一个功能，即顺序和限制都链接在一起。 您可以根据需要链接任意数量的查询，例如以下示例：

docRef
    .whereField(“name”, isEqualTo: searchString)
	.whereField(“done”, isEqualTo: false)
	.order(by: "name")
	.limit(5)

结论

在本教程中，您探索了Google的新MBaaS产品Cloud Firestore ，并在此过程中创建了一个简单的任务提醒应用程序，该应用程序演示了在云中持久，同步和查询数据的难易程度。 您了解了与Firebase实时数据库相比Firestore的数据架构结构，以及如何实时读写数据以及更新和删除数据。 您还学习了如何执行简单查询以及复合查询，以及如何过滤数据。

创建Cloud Firestore的目的是提供Firebase实时数据库的鲁棒性，而没有移动开发人员必须忍受的许多限制，尤其是在可伸缩性和查询方面。 我们只是从头开始了解Firestore可以完成的工作，因此当然值得探索一些更的概念，例如使用查询游标对数据进行分页 ， 管理索引和保护数据 。

翻译自: https://code.tutsplus.com/tutorials/getting-started-with-cloud-firestore-for-ios--cms-30910