Aktivieren von Offlinefunktionen unter Android

Firebase-Anwendungen funktionieren auch dann, wenn Ihre App vorübergehend die Netzwerkverbindung verliert. Außerdem bietet Firebase Tools zum lokalen Speichern von Daten, zum Verwalten der Präsenz und zum Beheben von Latenz.

Festplattenpersistenz

Firebase-Apps können vorübergehende Netzwerkunterbrechungen automatisch verarbeiten. Zwischengespeicherte Daten sind offline verfügbar und Firebase sendet alle Schreibvorgänge noch einmal, wenn die Netzwerkverbindung wiederhergestellt wird.

Wenn Sie die Festplattenpersistenz aktivieren, schreibt Ihre App die Daten lokal auf das Gerät. So kann der Status auch im Offlinemodus beibehalten werden, selbst wenn die App vom Nutzer oder Betriebssystem neu gestartet wird.

Sie können die Datenspeicherung auf dem Datenträger mit nur einer Codezeile aktivieren.

Kotlin

Firebase.database.setPersistenceEnabled(true)

Java

FirebaseDatabase.getInstance().setPersistenceEnabled(true);

Persistenzverhalten

Wenn Sie die Persistenz aktivieren, werden alle Daten, die der Firebase Realtime Database-Client synchronisieren würde, wenn er online ist, auf der Festplatte gespeichert und sind offline verfügbar, auch wenn der Nutzer oder das Betriebssystem die App neu startet. Das bedeutet, dass Ihre App wie online funktioniert, indem sie die im Cache gespeicherten lokalen Daten verwendet. Listener-Callbacks werden weiterhin für lokale Updates ausgelöst.

Der Firebase Realtime Database-Client führt automatisch eine Warteschlange aller Schreibvorgänge, die ausgeführt werden, während Ihre App offline ist. Wenn die Persistenz aktiviert ist, wird diese Warteschlange auch auf der Festplatte gespeichert, sodass alle Schreibvorgänge verfügbar sind, wenn der Nutzer oder das Betriebssystem die App neu startet. Sobald die App wieder eine Verbindung hat, werden alle Vorgänge an den Firebase Realtime Database-Server gesendet.

Wenn Ihre App Firebase Authentication verwendet, speichert der Firebase Realtime Database-Client das Authentifizierungstoken des Nutzers auch nach Neustarts der App. Wenn das Authentifizierungstoken abläuft, während Ihre App offline ist, werden Schreibvorgänge vom Client pausiert, bis Ihre App den Nutzer neu authentifiziert. Andernfalls können die Schreibvorgänge aufgrund von Sicherheitsregeln fehlschlagen.

Daten auf dem neuesten Stand halten

Der Firebase Realtime Database synchronisiert und speichert eine lokale Kopie der Daten für aktive Zuhörer. Außerdem können Sie bestimmte Standorte synchronisieren.

Kotlin

val scoresRef = Firebase.database.getReference("scores")
scoresRef.keepSynced(true)

Java

DatabaseReference scoresRef = FirebaseDatabase.getInstance().getReference("scores");
scoresRef.keepSynced(true);

Der Firebase Realtime Database-Client lädt die Daten an diesen Speicherorten automatisch herunter und synchronisiert sie, auch wenn für die Referenz keine aktiven Listener vorhanden sind. Mit der folgenden Codezeile können Sie die Synchronisierung wieder deaktivieren.

Kotlin

scoresRef.keepSynced(false)

Java

scoresRef.keepSynced(false);

Standardmäßig werden 10 MB zuvor synchronisierter Daten im Cache gespeichert. Das sollte für die meisten Anwendungen ausreichen. Wenn der Cache die konfigurierte Größe überschreitet, werden in Firebase Realtime Database die Daten gelöscht, die am längsten nicht verwendet wurden. Daten, die synchronisiert werden, werden nicht aus dem Cache gelöscht.

Daten offline abfragen

Im Firebase Realtime Database werden Daten gespeichert, die von einer Abfrage zurückgegeben werden und für die Offlinenutzung vorgesehen sind. Bei Abfragen, die offline erstellt wurden, funktioniert Firebase Realtime Database weiterhin für zuvor geladene Daten. Wenn die angeforderten Daten nicht geladen wurden, lädt Firebase Realtime Database Daten aus dem lokalen Cache. Sobald die Netzwerkverbindung wiederhergestellt ist, werden die Daten geladen und die Abfrage wird berücksichtigt.

Mit diesem Code werden beispielsweise die letzten vier Elemente in einem Firebase Realtime Database von Ergebnissen abgefragt:

Kotlin

val scoresRef = Firebase.database.getReference("scores")
scoresRef.orderByValue().limitToLast(4).addChildEventListener(object : ChildEventListener {
    override fun onChildAdded(snapshot: DataSnapshot, previousChild: String?) {
        Log.d(TAG, "The ${snapshot.key} dinosaur's score is ${snapshot.value}")
    }

    // ...
})

Java

DatabaseReference scoresRef = FirebaseDatabase.getInstance().getReference("scores");
scoresRef.orderByValue().limitToLast(4).addChildEventListener(new ChildEventListener() {
    @Override
    public void onChildAdded(@NonNull DataSnapshot snapshot, String previousChild) {
        Log.d(TAG, "The " + snapshot.getKey() + " dinosaur's score is " + snapshot.getValue());
    }

    // ...
});

Angenommen, der Nutzer verliert die Verbindung, geht offline und startet die App neu. Während er noch offline ist, fragt die App nach den letzten beiden Elementen vom selben Standort. Bei dieser Abfrage werden die letzten beiden Elemente zurückgegeben, da die App alle vier Elemente in der obigen Abfrage geladen hat.

Kotlin

scoresRef.orderByValue().limitToLast(2).addChildEventListener(object : ChildEventListener {
    override fun onChildAdded(snapshot: DataSnapshot, previousChild: String?) {
        Log.d(TAG, "The ${snapshot.key} dinosaur's score is ${snapshot.value}")
    }

    // ...
})

Java

scoresRef.orderByValue().limitToLast(2).addChildEventListener(new ChildEventListener() {
    @Override
    public void onChildAdded(@NonNull DataSnapshot snapshot, String previousChild) {
        Log.d(TAG, "The " + snapshot.getKey() + " dinosaur's score is " + snapshot.getValue());
    }

    // ...
});

Im vorherigen Beispiel löst der Firebase Realtime Database-Client mithilfe des persistenten Cache „child added“-Ereignisse für die beiden Dinosaurier mit der höchsten Punktzahl aus. Es wird jedoch kein „value“-Ereignis ausgelöst, da die App diese Abfrage noch nie im Onlinemodus ausgeführt hat.

Wenn die App die letzten sechs Elemente im Offlinemodus anfordert, erhält sie sofort „child added“-Ereignisse für die vier im Cache gespeicherten Elemente. Wenn das Gerät wieder online ist, wird der Firebase Realtime Database-Client mit dem Server synchronisiert und ruft die letzten beiden Ereignisse „child added“ und das Ereignis „value“ für die App ab.

Offlinetransaktionen verarbeiten

Alle Transaktionen, die ausgeführt werden, während die App offline ist, werden in die Warteschlange gestellt. Sobald die App wieder eine Netzwerkverbindung hat, werden die Transaktionen an den Realtime Database-Server gesendet.

Präsenz verwalten

Bei Echtzeitanwendungen ist es oft nützlich, zu erkennen, wann Clients eine Verbindung herstellen und trennen. Sie können beispielsweise einen Nutzer als „offline“ markieren, wenn die Verbindung zu seinem Client getrennt wird.

Firebase-Datenbankclients bieten einfache Primitiven, mit denen Sie in die Datenbank schreiben können, wenn ein Client die Verbindung zu den Firebase-Datenbankservern trennt. Diese Aktualisierungen erfolgen unabhängig davon, ob die Verbindung zum Client ordnungsgemäß getrennt wird. Sie können sich also darauf verlassen, dass Daten auch dann bereinigt werden, wenn eine Verbindung unterbrochen wird oder ein Client abstürzt. Alle Schreibvorgänge, einschließlich des Festlegens, Aktualisierens und Entfernens, können nach dem Trennen der Verbindung ausgeführt werden.

Hier ist ein einfaches Beispiel für das Schreiben von Daten nach dem Trennen der Verbindung mit dem onDisconnect-Primitive:

Kotlin

val presenceRef = Firebase.database.getReference("disconnectmessage")
// Write a string when this client loses connection
presenceRef.onDisconnect().setValue("I disconnected!")

Java

DatabaseReference presenceRef = FirebaseDatabase.getInstance().getReference("disconnectmessage");
// Write a string when this client loses connection
presenceRef.onDisconnect().setValue("I disconnected!");

So funktioniert „onDisconnect“

Wenn Sie einen onDisconnect()-Vorgang einrichten, wird er auf dem Firebase Realtime Database-Server ausgeführt. Der Server prüft die Sicherheit, um sicherzustellen, dass der Nutzer das angeforderte Schreibereignis ausführen kann, und informiert Ihre App, wenn es ungültig ist. Der Server überwacht dann die Verbindung. Wenn die Verbindung zu einem beliebigen Zeitpunkt das Zeitlimit überschreitet oder vom Realtime Database-Client aktiv geschlossen wird, prüft der Server die Sicherheit ein zweites Mal (um sicherzustellen, dass der Vorgang noch gültig ist) und ruft dann das Ereignis auf.

Ihre App kann den Callback für den Schreibvorgang verwenden, um sicherzustellen, dass onDisconnect korrekt angehängt wurde:

Kotlin

presenceRef.onDisconnect().removeValue { error, reference ->
    error?.let {
        Log.d(TAG, "could not establish onDisconnect event: ${error.message}")
    }
}

Java

presenceRef.onDisconnect().removeValue(new DatabaseReference.CompletionListener() {
    @Override
    public void onComplete(DatabaseError error, @NonNull DatabaseReference reference) {
        if (error != null) {
            Log.d(TAG, "could not establish onDisconnect event:" + error.getMessage());
        }
    }
});

Ein onDisconnect-Ereignis kann auch durch Aufrufen von .cancel() abgebrochen werden:

Kotlin

val onDisconnectRef = presenceRef.onDisconnect()
onDisconnectRef.setValue("I disconnected")
// ...
// some time later when we change our minds
// ...
onDisconnectRef.cancel()

Java

OnDisconnect onDisconnectRef = presenceRef.onDisconnect();
onDisconnectRef.setValue("I disconnected");
// ...
// some time later when we change our minds
// ...
onDisconnectRef.cancel();

Verbindungsstatus erkennen

Für viele Funktionen, die mit der Anwesenheit zusammenhängen, ist es nützlich, wenn Ihre App weiß, wann sie online oder offline ist. Firebase Realtime Database bietet einen speziellen Speicherort unter /.info/connected, der jedes Mal aktualisiert wird, wenn sich der Verbindungsstatus des Firebase Realtime Database-Clients ändert. Hier ein Beispiel:

Kotlin

val connectedRef = Firebase.database.getReference(".info/connected")
connectedRef.addValueEventListener(object : ValueEventListener {
    override fun onDataChange(snapshot: DataSnapshot) {
        val connected = snapshot.getValue(Boolean::class.java) ?: false
        if (connected) {
            Log.d(TAG, "connected")
        } else {
            Log.d(TAG, "not connected")
        }
    }

    override fun onCancelled(error: DatabaseError) {
        Log.w(TAG, "Listener was cancelled")
    }
})

Java

DatabaseReference connectedRef = FirebaseDatabase.getInstance().getReference(".info/connected");
connectedRef.addValueEventListener(new ValueEventListener() {
    @Override
    public void onDataChange(@NonNull DataSnapshot snapshot) {
        boolean connected = snapshot.getValue(Boolean.class);
        if (connected) {
            Log.d(TAG, "connected");
        } else {
            Log.d(TAG, "not connected");
        }
    }

    @Override
    public void onCancelled(@NonNull DatabaseError error) {
        Log.w(TAG, "Listener was cancelled");
    }
});

/.info/connected ist ein boolescher Wert, der nicht zwischen Realtime Database-Clients synchronisiert wird, da er vom Status des Clients abhängt. Wenn ein Client /.info/connected als „false“ liest, bedeutet das nicht, dass ein anderer Client ebenfalls „false“ liest.

Unter Android wird der Verbindungsstatus von Firebase automatisch verwaltet, um die Bandbreiten- und Akkunutzung zu reduzieren. Wenn ein Client keine aktiven Listener, keine ausstehenden Schreib- oder onDisconnect-Vorgänge hat und nicht explizit über die Methode goOffline getrennt wird, schließt Firebase die Verbindung nach 60 Sekunden Inaktivität.

Latenz bearbeiten

Server-Zeitstempel

Die Firebase Realtime Database-Server bieten einen Mechanismus zum Einfügen von Zeitstempeln, die auf dem Server generiert werden, als Daten. Diese Funktion bietet in Kombination mit onDisconnect eine einfache Möglichkeit, die Zeit zu erfassen, zu der ein Realtime Database-Client die Verbindung getrennt hat:

Kotlin

val userLastOnlineRef = Firebase.database.getReference("users/joe/lastOnline")
userLastOnlineRef.onDisconnect().setValue(ServerValue.TIMESTAMP)

Java

DatabaseReference userLastOnlineRef = FirebaseDatabase.getInstance().getReference("users/joe/lastOnline");
userLastOnlineRef.onDisconnect().setValue(ServerValue.TIMESTAMP);

Clock Skew

firebase.database.ServerValue.TIMESTAMP ist zwar viel genauer und für die meisten Lese-/Schreibvorgänge vorzuziehen, aber es kann gelegentlich nützlich sein, die Zeitabweichung des Clients in Bezug auf die Server von Firebase Realtime Database zu schätzen. Sie können einen Callback an den Speicherort /.info/serverTimeOffset anhängen, um den Wert in Millisekunden abzurufen, den Firebase Realtime Database-Clients der lokal gemeldeten Zeit (Epochenzeit in Millisekunden) hinzufügen, um die Serverzeit zu schätzen. Die Genauigkeit dieses Offsets kann durch die Netzwerklatenz beeinträchtigt werden. Er ist daher hauptsächlich nützlich, um große (> 1 Sekunde) Abweichungen bei der Uhrzeit zu erkennen.

Kotlin

val offsetRef = Firebase.database.getReference(".info/serverTimeOffset")
offsetRef.addValueEventListener(object : ValueEventListener {
    override fun onDataChange(snapshot: DataSnapshot) {
        val offset = snapshot.getValue(Double::class.java) ?: 0.0
        val estimatedServerTimeMs = System.currentTimeMillis() + offset
    }

    override fun onCancelled(error: DatabaseError) {
        Log.w(TAG, "Listener was cancelled")
    }
})

Java

DatabaseReference offsetRef = FirebaseDatabase.getInstance().getReference(".info/serverTimeOffset");
offsetRef.addValueEventListener(new ValueEventListener() {
    @Override
    public void onDataChange(@NonNull DataSnapshot snapshot) {
        double offset = snapshot.getValue(Double.class);
        double estimatedServerTimeMs = System.currentTimeMillis() + offset;
    }

    @Override
    public void onCancelled(@NonNull DatabaseError error) {
        Log.w(TAG, "Listener was cancelled");
    }
});

Beispiel-App für die Anwesenheitserkennung

Durch die Kombination von Trennungsvorgängen mit der Überwachung des Verbindungsstatus und Serverzeitstempeln können Sie ein System zur Nutzerpräsenz erstellen. In diesem System speichert jeder Nutzer Daten an einem Datenbankstandort, um anzugeben, ob ein Realtime Database-Client online ist. Clients legen diesen Standort auf „true“ fest, wenn sie online gehen, und auf einen Zeitstempel, wenn sie die Verbindung trennen. Dieser Zeitstempel gibt an, wann der angegebene Nutzer zuletzt online war.

Ihre App sollte die Trennungsvorgänge in die Warteschlange stellen, bevor ein Nutzer als online markiert wird. So lassen sich Race-Bedingungen vermeiden, falls die Netzwerkverbindung des Clients verloren geht, bevor beide Befehle an den Server gesendet werden können.

Hier ist ein einfaches System zur Erkennung der Anwesenheit von Nutzern:

Kotlin

// Since I can connect from multiple devices, we store each connection instance separately
// any time that connectionsRef's value is null (i.e. has no children) I am offline
val database = Firebase.database
val myConnectionsRef = database.getReference("users/joe/connections")

// Stores the timestamp of my last disconnect (the last time I was seen online)
val lastOnlineRef = database.getReference("/users/joe/lastOnline")

val connectedRef = database.getReference(".info/connected")
connectedRef.addValueEventListener(object : ValueEventListener {
    override fun onDataChange(snapshot: DataSnapshot) {
        val connected = snapshot.getValue<Boolean>() ?: false
        if (connected) {
            val con = myConnectionsRef.push()

            // When this device disconnects, remove it
            con.onDisconnect().removeValue()

            // When I disconnect, update the last time I was seen online
            lastOnlineRef.onDisconnect().setValue(ServerValue.TIMESTAMP)

            // Add this device to my connections list
            // this value could contain info about the device or a timestamp too
            con.setValue(java.lang.Boolean.TRUE)
        }
    }

    override fun onCancelled(error: DatabaseError) {
        Log.w(TAG, "Listener was cancelled at .info/connected")
    }
})

Java

// Since I can connect from multiple devices, we store each connection instance separately
// any time that connectionsRef's value is null (i.e. has no children) I am offline
final FirebaseDatabase database = FirebaseDatabase.getInstance();
final DatabaseReference myConnectionsRef = database.getReference("users/joe/connections");

// Stores the timestamp of my last disconnect (the last time I was seen online)
final DatabaseReference lastOnlineRef = database.getReference("/users/joe/lastOnline");

final DatabaseReference connectedRef = database.getReference(".info/connected");
connectedRef.addValueEventListener(new ValueEventListener() {
    @Override
    public void onDataChange(@NonNull DataSnapshot snapshot) {
        boolean connected = snapshot.getValue(Boolean.class);
        if (connected) {
            DatabaseReference con = myConnectionsRef.push();

            // When this device disconnects, remove it
            con.onDisconnect().removeValue();

            // When I disconnect, update the last time I was seen online
            lastOnlineRef.onDisconnect().setValue(ServerValue.TIMESTAMP);

            // Add this device to my connections list
            // this value could contain info about the device or a timestamp too
            con.setValue(Boolean.TRUE);
        }
    }

    @Override
    public void onCancelled(@NonNull DatabaseError error) {
        Log.w(TAG, "Listener was cancelled at .info/connected");
    }
});