1. 概览
目标
在此 Codelab 中，您将在 Android 上构建一个由 Cloud Firestore 提供支持的餐厅推荐应用。您将学习如何：
- 从 Android 应用读取数据并将数据写入 Firestore
- 实时监听 Firestore 数据的变化
- 使用 Firebase Authentication 和安全规则保护 Firestore 数据
- 编写复杂的 Firestore 查询
前提条件
在开始此 Codelab 之前，请确保您已完成以下准备：
- Android Studio Flamingo 或更高版本
- 搭载 API 19 或更高级别的 Android 模拟器
- Node.js 版本 16 或更高版本
- Java 版本 17 或更高版本
2. 创建 Firebase 项目
- 使用您的 Google 账号登录 Firebase 控制台。
- 在 Firebase 控制台中，点击添加项目。
- 如以下屏幕截图所示，输入 Firebase 项目的名称（例如“Friendly Eats”），然后点击继续。
- 系统可能会要求您启用 Google Analytics，但对于此 Codelab，您的选择无关紧要。
- 大约一分钟后，您的 Firebase 项目就准备就绪了。点击继续。
3. 设置示例项目
下载代码
运行以下命令以克隆此 Codelab 的示例代码。这将在您的机器上创建一个名为 friendlyeats-android 的文件夹：
$ git clone https://github.com/firebase/friendlyeats-android
如果您的机器上没有 git，您也可以直接从 GitHub 下载代码。
添加 Firebase 配置
- 在 Firebase 控制台中，选择左侧导航栏中的项目概览。点击 Android 按钮以选择平台。当系统提示输入软件包名称时，请使用
com.google.firebase.example.fireeats
- 点击注册应用，然后按照说明下载
google-services.json文件，并将其移至您刚刚下载的代码的app/文件夹中。然后点击下一步。
导入项目
打开 Android Studio。依次点击 File > New > Import Project，然后选择 friendlyeats-android 文件夹。
4. 设置 Firebase 模拟器
在此 Codelab 中，您将使用 Firebase Emulator Suite 在本地模拟 Cloud Firestore 和其他 Firebase 服务。这样，您就可以获得一个安全、快速且免费的本地开发环境来构建应用。
安装 Firebase CLI
首先，您需要安装 Firebase CLI。如果您使用的是 macOS 或 Linux，可以运行以下 c网址 命令：
curl -sL https://firebase.tools | bash
如果您使用的是 Windows，请参阅安装说明，获取独立二进制文件或通过 npm 进行安装。
安装 CLI 后，运行 firebase --version 应会报告 9.0.0 或更高版本：
$ firebase --version 9.0.0
登录
运行 firebase login 以将 CLI 关联到您的 Google 账号。系统随即会打开一个新的浏览器窗口，供您完成登录流程。请务必选择您先前创建 Firebase 项目时所用的账号。
关联项目
在 friendlyeats-android 文件夹中，运行 firebase use --add 以将本地项目连接到 Firebase 项目。按照提示选择您之前创建的项目，如果系统要求您选择别名，请输入 default。
5. 运行应用
现在，您可以首次运行 Firebase Emulator Suite 和 FriendlyEats Android 应用了。
运行模拟器
在终端的 friendlyeats-android 目录中，运行 firebase emulators:start 以启动 Firebase 模拟器。您应该会看到如下日志：
$ firebase emulators:start i emulators: Starting emulators: auth, firestore i firestore: Firestore Emulator logging to firestore-debug.log i ui: Emulator UI logging to ui-debug.log ┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ ✔ All emulators ready! It is now safe to connect your app. │ │ i View Emulator UI at http://localhost:4000 │ └─────────────────────────────────────────────────────────────┘ ┌────────────────┬────────────────┬─────────────────────────────────┐ │ Emulator │ Host:Port │ View in Emulator UI │ ├────────────────┼────────────────┼─────────────────────────────────┤ │ Authentication │ localhost:9099 │ http://localhost:4000/auth │ ├────────────────┼────────────────┼─────────────────────────────────┤ │ Firestore │ localhost:8080 │ http://localhost:4000/firestore │ └────────────────┴────────────────┴─────────────────────────────────┘ Emulator Hub running at localhost:4400 Other reserved ports: 4500 Issues? Report them at https://github.com/firebase/firebase-tools/issues and attach the *-debug.log files.
现在，您的机器上运行着完整的本地开发环境！请务必让此命令在本 Codelab 的其余部分运行，因为您的 Android 应用需要连接到模拟器。
将应用连接到模拟器
在 Android Studio 中打开 util/FirestoreInitializer.kt 和 util/AuthInitializer.kt 文件。这些文件包含在应用启动时将 Firebase SDK 连接到您机器上运行的本地模拟器的逻辑。
在 FirestoreInitializer 类的 create() 方法中，检查以下代码段：
// Use emulators only in debug builds
if (BuildConfig.DEBUG) {
firestore.useEmulator(FIRESTORE_EMULATOR_HOST, FIRESTORE_EMULATOR_PORT)
}
我们使用 BuildConfig 来确保仅在应用在 debug 模式下运行时连接到模拟器。在 release 模式下编译应用时，此条件将为 false。
我们可以看到，它使用 useEmulator(host, port) 方法将 Firebase SDK 连接到本地 Firestore 模拟器。在整个应用中，我们将使用 FirebaseUtil.getFirestore() 访问此 FirebaseFirestore 实例，以确保在 debug 模式下运行时始终连接到 Firestore 模拟器。
运行应用
如果您已正确添加 google-services.json 文件，项目现在应该可以编译了。在 Android Studio 中，依次点击 Build > Rebuild Project，并确保没有任何剩余错误。
在 Android Studio 中，在 Android 模拟器上运行应用。首先，系统会显示“登录”屏幕。您可以使用任何电子邮件地址和密码登录应用。此登录流程会连接到 Firebase Authentication 模拟器，因此不会传输任何真实凭据。
现在，在网络浏览器中前往 http://localhost:4000 以打开模拟器界面。然后点击 Authentication（身份验证）标签页，您应该会看到刚刚创建的账号：
完成登录流程后，您应该会看到应用主屏幕：
我们很快就会添加一些数据来填充主屏幕。
6. 将数据写入 Firestore
在本部分中，我们将一些数据写入 Firestore，以填充目前空白的主屏幕。
我们应用中的主要模型对象是餐厅（请参阅 model/Restaurant.kt）。Firestore 数据分为文档、集合和子集合。我们将每家餐馆以文档形式存储在名为 "restaurants" 的顶级集合中。如需详细了解 Firestore 数据模型，请参阅文档中的文档和集合。
为演示目的，我们将在应用中添加一项功能，以便在点击菜单中的“添加随机项”按钮时随机创建 10 家餐厅。打开文件 MainFragment.kt，并将 onAddItemsClicked() 方法中的内容替换为：
private fun onAddItemsClicked() {
val restaurantsRef = firestore.collection("restaurants")
for (i in 0..9) {
// Create random restaurant / ratings
val randomRestaurant = RestaurantUtil.getRandom(requireContext())
// Add restaurant
restaurantsRef.add(randomRestaurant)
}
}
关于上述代码，有几点需要注意：
- 首先，我们获取对
"restaurants"集合的引用。集合会在添加文档时隐式创建，因此无需在写入数据之前创建集合。 - 您可以使用 Kotlin 数据类创建文档，我们将使用这些数据类创建每个餐厅文档。
add()方法会向具有自动生成 ID 的集合添加文档，因此我们无需为每家餐厅指定唯一 ID。
现在，再次运行应用，然后点击溢出菜单（位于右上角）中的“Add Random Items”（添加随机项）按钮，以调用您刚刚编写的代码：
现在，在网络浏览器中前往 http://localhost:4000 以打开模拟器界面。然后点击 Firestore 标签页，您应该会看到刚刚添加的数据：
这些数据完全存储在您的机器本地。事实上，您的真实项目甚至还没有包含 Firestore 数据库！这意味着，您可以放心地修改和删除这些数据，而不会产生任何后果。
恭喜！您刚刚向 Firestore 写入了数据！在下一步中，我们将了解如何在应用中显示这些数据。
7. 显示来自 Firestore 的数据
在此步骤中，我们将学习如何从 Firestore 检索数据并在应用中显示这些数据。从 Firestore 读取数据的第一步是创建 Query。打开 MainFragment.kt 文件，然后将以下代码添加到 onViewCreated() 方法的开头：
// Firestore
firestore = Firebase.firestore
// Get the 50 highest rated restaurants
query = firestore.collection("restaurants")
.orderBy("avgRating", Query.Direction.DESCENDING)
.limit(LIMIT.toLong())
现在，我们要监听该查询，以便获取所有匹配的文档，并在日后收到实时更新通知。由于我们的最终目标是将这些数据绑定到 RecyclerView，因此我们需要创建一个 RecyclerView.Adapter 类来监听数据。
打开已部分实现的 FirestoreAdapter 类。首先，让我们让适配器实现 EventListener 并定义 onEvent 函数，以便它可以接收 Firestore 查询的更新：
abstract class FirestoreAdapter<VH : RecyclerView.ViewHolder>(private var query: Query?) :
RecyclerView.Adapter<VH>(),
EventListener<QuerySnapshot> { // Add this implements
// ...
// Add this method
override fun onEvent(documentSnapshots: QuerySnapshot?, e: FirebaseFirestoreException?) {
// Handle errors
if (e != null) {
Log.w(TAG, "onEvent:error", e)
return
}
// Dispatch the event
if (documentSnapshots != null) {
for (change in documentSnapshots.documentChanges) {
// snapshot of the changed document
when (change.type) {
DocumentChange.Type.ADDED -> {
// TODO: handle document added
}
DocumentChange.Type.MODIFIED -> {
// TODO: handle document changed
}
DocumentChange.Type.REMOVED -> {
// TODO: handle document removed
}
}
}
}
onDataChanged()
}
// ...
}
在初始加载时，监听器将针对每个新文档接收一个 ADDED 事件。随着查询的结果集随时间推移而发生变化，监听器将接收更多包含更改的事件。现在，我们来完成监听器的实现。首先，添加三个新方法：onDocumentAdded、onDocumentModified 和 onDocumentRemoved：
private fun onDocumentAdded(change: DocumentChange) {
snapshots.add(change.newIndex, change.document)
notifyItemInserted(change.newIndex)
}
private fun onDocumentModified(change: DocumentChange) {
if (change.oldIndex == change.newIndex) {
// Item changed but remained in same position
snapshots[change.oldIndex] = change.document
notifyItemChanged(change.oldIndex)
} else {
// Item changed and changed position
snapshots.removeAt(change.oldIndex)
snapshots.add(change.newIndex, change.document)
notifyItemMoved(change.oldIndex, change.newIndex)
}
}
private fun onDocumentRemoved(change: DocumentChange) {
snapshots.removeAt(change.oldIndex)
notifyItemRemoved(change.oldIndex)
}
然后，从 onEvent 调用这些新方法：
override fun onEvent(documentSnapshots: QuerySnapshot?, e: FirebaseFirestoreException?) {
// Handle errors
if (e != null) {
Log.w(TAG, "onEvent:error", e)
return
}
// Dispatch the event
if (documentSnapshots != null) {
for (change in documentSnapshots.documentChanges) {
// snapshot of the changed document
when (change.type) {
DocumentChange.Type.ADDED -> {
onDocumentAdded(change) // Add this line
}
DocumentChange.Type.MODIFIED -> {
onDocumentModified(change) // Add this line
}
DocumentChange.Type.REMOVED -> {
onDocumentRemoved(change) // Add this line
}
}
}
}
onDataChanged()
}
最后，实现 startListening() 方法以附加监听器：
fun startListening() {
if (registration == null) {
registration = query.addSnapshotListener(this)
}
}
现在，应用已完全配置为从 Firestore 读取数据。再次运行应用，您应该会看到在上一步中添加的餐厅：
现在，返回浏览器中的模拟器界面，然后修改其中一个餐厅名称。您应该会在应用中几乎立即看到更改！
8. 对数据进行排序和过滤
该应用目前会显示整个集合中评分最高的餐厅，但在真实的餐厅应用中，用户会希望对数据进行排序和过滤。例如，应用应能够显示“费城的热门海鲜餐厅”或“最便宜的披萨”。
点击应用顶部的白色栏会调出过滤器对话框。在本部分中，我们将使用 Firestore 查询来实现此对话框：
我们来修改 MainFragment.kt 的 onFilter() 方法。此方法接受 Filters 对象，该对象是我们创建的辅助对象，用于捕获滤镜对话框的输出。我们将更改此方法，以便根据过滤条件构建查询：
override fun onFilter(filters: Filters) {
// Construct query basic query
var query: Query = firestore.collection("restaurants")
// Category (equality filter)
if (filters.hasCategory()) {
query = query.whereEqualTo(Restaurant.FIELD_CATEGORY, filters.category)
}
// City (equality filter)
if (filters.hasCity()) {
query = query.whereEqualTo(Restaurant.FIELD_CITY, filters.city)
}
// Price (equality filter)
if (filters.hasPrice()) {
query = query.whereEqualTo(Restaurant.FIELD_PRICE, filters.price)
}
// Sort by (orderBy with direction)
if (filters.hasSortBy()) {
query = query.orderBy(filters.sortBy.toString(), filters.sortDirection)
}
// Limit items
query = query.limit(LIMIT.toLong())
// Update the query
adapter.setQuery(query)
// Set header
binding.textCurrentSearch.text = HtmlCompat.fromHtml(
filters.getSearchDescription(requireContext()),
HtmlCompat.FROM_HTML_MODE_LEGACY
)
binding.textCurrentSortBy.text = filters.getOrderDescription(requireContext())
// Save filters
viewModel.filters = filters
}
在上面的代码段中，我们通过附加 where 和 orderBy 子句来构建 Query 对象，以匹配给定的过滤条件。
再次运行应用，然后选择以下过滤条件以显示最受欢迎的低价餐厅：
现在，您应该会看到一个过滤后的餐厅列表，其中仅包含价格较低的餐厅：
如果您已完成上述操作，则表示您已在 Firestore 上构建了一个功能齐全的餐厅推荐查看应用！您现在可以实时对餐厅进行排序和过滤。在接下来的几个部分中，我们将为餐厅添加评价，并为应用添加安全规则。
9. 在子集合中整理数据
在本部分，我们将向应用添加评分功能，以便用户评价自己喜爱的（或不喜欢的）餐厅。
合集和子合集
到目前为止，我们已将所有餐厅数据存储在名为“restaurants”的顶级集合中。当用户为餐厅评分时，我们希望向餐厅添加新的 Rating 对象。在此任务中，我们将使用子合集。您可以将子集合视为附加到文档的集合。因此，每个餐厅文档都会有一个包含评分文档的评分子集合。子集合有助于整理数据，而不会增加文档大小或需要复杂的查询。
如需访问子集合，请对父文档调用 .collection()：
val subRef = firestore.collection("restaurants")
.document("abc123")
.collection("ratings")
您可以像访问和查询顶级集合一样访问和查询子集合，没有大小限制或性能变化。如需详细了解 Firestore 数据模型，请参阅此处。
在事务中写入数据
只需调用 .add() 即可向相应的子集合添加 Rating，但我们还需要更新 Restaurant 对象的平均评分和评分数量，以反映新数据。如果我们使用单独的操作来进行这两项更改，则可能会出现多种争用条件，从而导致数据过时或不正确。
为确保正确添加评分，我们将使用事务为餐厅添加评分。此事务将执行以下几项操作：
- 读取餐厅的当前评分并计算新评分
- 向子合集添加评分
- 更新餐厅的平均评分和评分数量
打开 RestaurantDetailFragment.kt 并实现 addRating 函数：
private fun addRating(restaurantRef: DocumentReference, rating: Rating): Task<Void> {
// Create reference for new rating, for use inside the transaction
val ratingRef = restaurantRef.collection("ratings").document()
// In a transaction, add the new rating and update the aggregate totals
return firestore.runTransaction { transaction ->
val restaurant = transaction.get(restaurantRef).toObject<Restaurant>()
?: throw Exception("Restaurant not found at ${restaurantRef.path}")
// Compute new number of ratings
val newNumRatings = restaurant.numRatings + 1
// Compute new average rating
val oldRatingTotal = restaurant.avgRating * restaurant.numRatings
val newAvgRating = (oldRatingTotal + rating.rating) / newNumRatings
// Set new restaurant info
restaurant.numRatings = newNumRatings
restaurant.avgRating = newAvgRating
// Commit to Firestore
transaction.set(restaurantRef, restaurant)
transaction.set(ratingRef, rating)
null
}
}
addRating() 函数会返回一个表示整个事务的 Task。在 onRating() 函数中，将监听器添加到任务中，以响应事务结果。
现在，再次运行应用，然后点击其中一家餐厅，系统应会显示餐厅详情页面。点击 + 按钮开始添加评价。选择星级并输入一些文字，即可添加评价。
点击提交即可发起交易。交易完成后，您会在下方看到您的评价，以及餐厅的评价数量更新：
恭喜！现在，您已经拥有一个基于 Cloud Firestore 构建的本地移动社交餐厅评价应用。我听说这些设备现在很受欢迎。
10. 保护您的数据
目前，我们尚未考虑此应用的安全性。如何确定用户只能读取和写入正确的自己的数据？Firestore 数据库由名为安全规则的配置文件保护。
打开 firestore.rules 文件，并将其内容替换为以下内容：
rules_version = '2';
service cloud.firestore {
match /databases/{database}/documents {
// Determine if the value of the field "key" is the same
// before and after the request.
function isUnchanged(key) {
return (key in resource.data)
&& (key in request.resource.data)
&& (resource.data[key] == request.resource.data[key]);
}
// Restaurants
match /restaurants/{restaurantId} {
// Any signed-in user can read
allow read: if request.auth != null;
// Any signed-in user can create
// WARNING: this rule is for demo purposes only!
allow create: if request.auth != null;
// Updates are allowed if no fields are added and name is unchanged
allow update: if request.auth != null
&& (request.resource.data.keys() == resource.data.keys())
&& isUnchanged("name");
// Deletes are not allowed.
// Note: this is the default, there is no need to explicitly state this.
allow delete: if false;
// Ratings
match /ratings/{ratingId} {
// Any signed-in user can read
allow read: if request.auth != null;
// Any signed-in user can create if their uid matches the document
allow create: if request.auth != null
&& request.resource.data.userId == request.auth.uid;
// Deletes and updates are not allowed (default)
allow update, delete: if false;
}
}
}
}
这些规则用于限制访问，以确保客户端仅进行安全的更改。例如，对餐厅文档的更新只能更改评分，不能更改名称或任何其他不可变数据。只有当用户 ID 与登录的用户相匹配时，才能创建评分，这样可以防止仿冒攻击。
如需详细了解安全规则，请参阅相关文档。
11. 总结
现在，您已在 Firestore 之上创建了一款功能齐全的应用。您了解了 Firestore 最重要的功能，包括：
- 文档和集合
- 读取和写入数据
- 使用查询进行排序和过滤
- 子集合
- 事务
了解详情
如需继续了解 Firestore，请从以下资源入手：
此 Codelab 中的餐厅应用基于“Friendly Eats”示例应用。您可以点击此处浏览该应用的源代码。
可选：部署到生产环境
到目前为止，此应用仅使用了 Firebase Emulator Suite。如果您想了解如何将此应用部署到真实的 Firebase 项目，请继续执行下一步。
12. （可选）部署应用
到目前为止，此应用完全在本地运行，所有数据都包含在 Firebase Emulator Suite 中。在本部分中，您将了解如何配置 Firebase 项目，以便此应用在生产环境中正常运行。
Firebase Authentication
在 Firebase 控制台中，前往身份验证部分，然后点击开始。前往登录方法标签页，然后从原生提供方中选择电子邮件地址/密码选项。
启用电子邮件地址/密码登录方法，然后点击保存。
Firestore
创建数据库
前往控制台的 Firestore 数据库部分，然后点击创建数据库：
- 当系统提示您选择安全规则时，请选择以生产模式开始，我们很快就会更新这些规则。
- 选择要为应用使用的“数据库位置”。请注意，选择数据库位置是一个永久性决策，如需更改，您必须创建一个新项目。如需详细了解如何选择项目位置，请参阅文档。
部署规则
如需部署您之前编写的安全规则，请在 Codelab 目录中运行以下命令：
$ firebase deploy --only firestore:rules
这会将 firestore.rules 的内容部署到您的项目中，您可以通过前往控制台中的规则标签页来确认这一点。
部署索引
FriendlyEats 应用具有复杂的排序和过滤功能，需要使用多个自定义复合索引。您可以在 Firebase 控制台中手动创建这些索引，但更简单的方法是将其定义写入 firestore.indexes.json 文件，然后使用 Firebase CLI 进行部署。
如果您打开 firestore.indexes.json 文件，您会看到系统已提供所需的索引：
{
"indexes": [
{
"collectionId": "restaurants",
"queryScope": "COLLECTION",
"fields": [
{ "fieldPath": "city", "mode": "ASCENDING" },
{ "fieldPath": "avgRating", "mode": "DESCENDING" }
]
},
{
"collectionId": "restaurants",
"queryScope": "COLLECTION",
"fields": [
{ "fieldPath": "category", "mode": "ASCENDING" },
{ "fieldPath": "avgRating", "mode": "DESCENDING" }
]
},
{
"collectionId": "restaurants",
"queryScope": "COLLECTION",
"fields": [
{ "fieldPath": "price", "mode": "ASCENDING" },
{ "fieldPath": "avgRating", "mode": "DESCENDING" }
]
},
{
"collectionId": "restaurants",
"queryScope": "COLLECTION",
"fields": [
{ "fieldPath": "city", "mode": "ASCENDING" },
{ "fieldPath": "numRatings", "mode": "DESCENDING" }
]
},
{
"collectionId": "restaurants",
"queryScope": "COLLECTION",
"fields": [
{ "fieldPath": "category", "mode": "ASCENDING" },
{ "fieldPath": "numRatings", "mode": "DESCENDING" }
]
},
{
"collectionId": "restaurants",
"queryScope": "COLLECTION",
"fields": [
{ "fieldPath": "price", "mode": "ASCENDING" },
{ "fieldPath": "numRatings", "mode": "DESCENDING" }
]
},
{
"collectionId": "restaurants",
"queryScope": "COLLECTION",
"fields": [
{ "fieldPath": "city", "mode": "ASCENDING" },
{ "fieldPath": "price", "mode": "ASCENDING" }
]
},
{
"collectionId": "restaurants",
"fields": [
{ "fieldPath": "category", "mode": "ASCENDING" },
{ "fieldPath": "price", "mode": "ASCENDING" }
]
}
],
"fieldOverrides": []
}
如需部署这些索引，请运行以下命令：
$ firebase deploy --only firestore:indexes
请注意，索引创建过程并非瞬时完成，您可以在 Firebase 控制台中监控进度。
配置应用
在 util/FirestoreInitializer.kt 和 util/AuthInitializer.kt 文件中，我们配置了 Firebase SDK，以便在调试模式下连接到模拟器：
override fun create(context: Context): FirebaseFirestore {
val firestore = Firebase.firestore
// Use emulators only in debug builds
if (BuildConfig.DEBUG) {
firestore.useEmulator(FIRESTORE_EMULATOR_HOST, FIRESTORE_EMULATOR_PORT)
}
return firestore
}
如果您想使用真实的 Firebase 项目测试应用，可以执行以下任一操作：
- 在发布模式下构建应用，并在设备上运行该应用。
- 将
BuildConfig.DEBUG暂时替换为false，然后再次运行应用。
请注意，您可能需要退出应用并重新登录，才能正确连接到正式版。