1. 概要
目標
この Codelab では、Firestore を基盤とするレストランのおすすめアプリを Swift で iOS に作成します。ここでは以下について学びます。
- iOS アプリから Firestore へのデータの読み取りと書き込みを行う
- Firestore データの変更をリアルタイムでリッスンする
- Firebase Authentication とセキュリティ ルールを使用して Firestore データを保護する
- 複雑な Firestore クエリを作成する
前提条件
この Codelab を開始する前に、次がインストールされていることを確認してください。
- Xcode バージョン 14.0（以降）
- CocoaPods 1.12.0（以降）
2. Firebase コンソール プロジェクトを作成する
プロジェクトに Firebase を追加する
- Firebase コンソールに移動します。
- [新しいプロジェクトを作成] を選択し、プロジェクトに「Firestore iOS Codelab」という名前を付けます。
3. サンプル プロジェクトを取得する
コードのダウンロード
まず、サンプル プロジェクトのクローンを作成し、プロジェクト ディレクトリで pod update を実行します。
git clone https://github.com/firebase/friendlyeats-ios cd friendlyeats-ios pod update
Xcode で FriendlyEats.xcworkspace を開き、実行します（Cmd+R）。GoogleService-Info.plist ファイルがないため、アプリは正しくコンパイルされ、起動時にすぐにクラッシュします。次のステップで修正します。
Firebase を設定する
ドキュメントに沿って、新しい Firestore プロジェクトを作成します。プロジェクトを取得したら、Firebase コンソールからプロジェクトの GoogleService-Info.plist ファイルをダウンロードして、Xcode プロジェクトのルートにドラッグします。プロジェクトを再度実行して、アプリが正しく設定され、起動時にクラッシュしなくなったことを確認します。ログインすると、以下の例のような空白の画面が表示されます。ログインできない場合は、Firebase コンソールの [認証] でメールアドレス / パスワードのログイン方法が有効になっていることを確認してください。
4. Firestore にデータを書き込む
このセクションでは、アプリの UI にデータを入力できるように、Firestore にデータを書き込みます。これは Firebase コンソールから手動で行うことができますが、基本的な Firestore の書き込みのデモを行うために、アプリ自体で行います。
このアプリの主なモデル オブジェクトはレストランです。Firestore のデータは、ドキュメント、コレクション、サブコレクションに分割されます。各レストランは、restaurants という名前の最上位のコレクションにドキュメントとして保存します。Firestore データモデルの詳細については、こちらのドキュメントでドキュメントとコレクションをご覧ください。
Firestore にデータを追加する前に、レストラン コレクションへの参照を取得する必要があります。RestaurantsTableViewController.didTapPopulateButton(_:) メソッドの内部 for ループに次のコードを追加します。
let collection = Firestore.firestore().collection("restaurants")
コレクション リファレンスを取得したので、データを書き込むことができます。追加したコードの最後の行の直後に、次のコードを追加します。
let collection = Firestore.firestore().collection("restaurants")
// ====== ADD THIS ======
let restaurant = Restaurant(
name: name,
category: category,
city: city,
price: price,
ratingCount: 0,
averageRating: 0
)
collection.addDocument(data: restaurant.dictionary)
上記のコードは、新しいドキュメントをレストラン コレクションに追加します。ドキュメント データは辞書から取得され、これは Restaurant 構造体から取得されます。
あと少しで、Firestore にドキュメントを書き込む前に、Firestore のセキュリティ ルールを開き、データベースのどの部分をどのユーザーが書き込み可能にするかを記述する必要があります。現時点では、認証されたユーザーのみがデータベース全体の読み取りと書き込みを許可します。本番環境のアプリではやや制限が緩くなりますが、テスト中に認証の問題に頻繁に遭遇しないように、アプリの構築プロセスでは十分な余裕を持たせたいと考えています。この Codelab の最後に、セキュリティ ルールを強化して、意図しない読み取りや書き込みの可能性を制限する方法について説明します。
Firebase コンソールの [ルールタブ] で次のルールを追加し、[公開] をクリックします。
rules_version = '2';
service cloud.firestore {
match /databases/{database}/documents {
match /{document=**} {
//
// WARNING: These rules are insecure! We will replace them with
// more secure rules later in the codelab
//
allow read, write: if request.auth != null;
}
}
}
セキュリティ ルールの詳細については後ほど説明しますが、お急ぎの場合はセキュリティ ルールのドキュメントをご覧ください。
アプリを実行してログインします。次に、左上の [Populate] ボタンをタップします。これにより、レストランのドキュメントがまとめて作成されますが、アプリにはまだ表示されません。
次に、Firebase コンソールで Firestore の [データ] タブに移動します。レストラン コレクションに新しいエントリが表示されます。
これで、iOS アプリから Firestore にデータを書き込めました。次のセクションでは、Firestore からデータを取得してアプリに表示する方法を学びます。
5. Firestore からデータを表示する
このセクションでは、Firestore からデータを取得してアプリに表示する方法を学びます。主要なステップは、クエリの作成とスナップショット リスナーの追加の 2 つです。このリスナーは、クエリに一致するすべての既存データについて通知され、リアルタイムで更新を受信します。
まず、フィルタリングされていないデフォルトのレストラン リストを提供するクエリを作成してみましょう。RestaurantsTableViewController.baseQuery() の実装を見てみましょう。
return Firestore.firestore().collection("restaurants").limit(to: 50)
このクエリは、restaurants という名前の最上位コレクションから最大 50 件のレストランを取得します。クエリが作成されたので、スナップショット リスナーをアタッチして、Firestore からアプリにデータを読み込む必要があります。stopObserving() の呼び出しの直後に、RestaurantsTableViewController.observeQuery() メソッドに次のコードを追加します。
listener = query.addSnapshotListener { [unowned self] (snapshot, error) in
guard let snapshot = snapshot else {
print("Error fetching snapshot results: \(error!)")
return
}
let models = snapshot.documents.map { (document) -> Restaurant in
if let model = Restaurant(dictionary: document.data()) {
return model
} else {
// Don't use fatalError here in a real app.
fatalError("Unable to initialize type \(Restaurant.self) with dictionary \(document.data())")
}
}
self.restaurants = models
self.documents = snapshot.documents
if self.documents.count > 0 {
self.tableView.backgroundView = nil
} else {
self.tableView.backgroundView = self.backgroundView
}
self.tableView.reloadData()
}
上記のコードは、Firestore からコレクションをダウンロードし、配列としてローカルに保存します。addSnapshotListener(_:) 呼び出しは、サーバーでデータが変更されるたびにビュー コントローラを更新するスナップショット リスナーをクエリに追加します。更新は自動的に行われるため、手動で変更を push する必要はありません。このスナップショット リスナーは、サーバーサイドの変更の結果としていつでも呼び出される可能性があるため、アプリが変更を処理できることが重要です。
辞書を構造体にマッピング（Restaurant.swift を参照）した後は、いくつかのビュー プロパティを割り当てるだけでデータを表示できます。RestaurantsTableViewController.swift の RestaurantTableViewCell.populate(restaurant:) に次の行を追加します。
nameLabel.text = restaurant.name
cityLabel.text = restaurant.city
categoryLabel.text = restaurant.category
starsView.rating = Int(restaurant.averageRating.rounded())
priceLabel.text = priceString(from: restaurant.price)
この入力メソッドは、テーブルビュー データソースの tableView(_:cellForRowAtIndexPath:) メソッドから呼び出されます。このメソッドは、前述の値型のコレクションを個々のテーブルビュー セルにマッピングします。
アプリをもう一度実行し、先ほどコンソールで見たレストランがシミュレータまたはデバイスに表示されていることを確認します。このセクションが正常に完了すると、アプリは Cloud Firestore を使用してデータの読み取りと書き込みを行えるようになりました。
6. データの並べ替えとフィルタリング
現在、アプリにはレストランのリストが表示されますが、ユーザーが自分のニーズに基づいてフィルタすることはできません。このセクションでは、Firestore の高度なクエリを使用してフィルタリングを有効にします。
以下は、すべての飲茶レストランをフェッチするシンプルなクエリの例です。
let filteredQuery = query.whereField("category", isEqualTo: "Dim Sum")
名前のとおり、whereField(_:isEqualTo:) メソッドは、設定した制限を満たすフィールドを持つコレクションのメンバーのみをクエリでダウンロードします。この例では、category が "Dim Sum" のレストランのみをダウンロードします。
このアプリでは、ユーザーが複数のフィルタを連結して特定のクエリ（「サンフランシスコのピザ」など）を作成できます。または「ロサンゼルスのシーフード 人気度順」など
RestaurantsTableViewController.swift を開き、query(withCategory:city:price:sortBy:) の中央に次のコードブロックを追加します。
if let category = category, !category.isEmpty {
filtered = filtered.whereField("category", isEqualTo: category)
}
if let city = city, !city.isEmpty {
filtered = filtered.whereField("city", isEqualTo: city)
}
if let price = price {
filtered = filtered.whereField("price", isEqualTo: price)
}
if let sortBy = sortBy, !sortBy.isEmpty {
filtered = filtered.order(by: sortBy)
}
上記のスニペットは、複数の whereField 句と order 句を追加して、ユーザー入力に基づく単一の複合クエリを作成します。これで、クエリはユーザーの要件を満たすレストランのみを返すようになりました。
プロジェクトを実行し、料金、都市、カテゴリでフィルタできることを確認します（カテゴリ名と都市名は正確に入力してください）。テスト中に、ログに次のようなエラーが表示されることがあります。
Error fetching snapshot results: Error Domain=io.grpc Code=9
"The query requires an index. You can create it here: https://console.firebase.google.com/project/project-id/database/firestore/indexes?create_composite=..."
UserInfo={NSLocalizedDescription=The query requires an index. You can create it here: https://console.firebase.google.com/project/project-id/database/firestore/indexes?create_composite=...}
これは、Firestore ではほとんどの複合クエリにインデックスが必要となるためです。クエリでインデックスを必須にすることで、Firestore を高速かつ大規模に処理できます。エラー メッセージのリンクを開くと、Firebase コンソールのインデックス作成 UI が自動的に開き、正しいパラメータが入力されます。Firestore のインデックスの詳細については、ドキュメントをご覧ください。
7. トランザクションでデータを書き込む
このセクションでは、ユーザーがレストランにレビューを送信できる機能を追加します。これまでのところ、すべての書き込みはアトミックで、比較的単純でした。いずれかの書き込みがエラーになった場合は、単にユーザーに書き込みの再試行を求める方法が考えられます。ユーザーがそうしなかった場合、アプリは自動的に書き込みを再試行します。
レストランに評価を追加するには、複数の読み取りと書き込みを調整する必要があります。まずレビュー自体を送信し、次にレストランの評価数と平均評価を更新する必要があります。いずれか 1 つが失敗し、もう 1 つでは失敗すると、データベースのある部分のデータが別の部分のデータと一致しないという不整合な状態になります。
幸いなことに、Firestore には、単一のアトミック オペレーションで複数の読み取りと書き込みを実行できるトランザクション機能が用意されているため、データの整合性を保証できます。
RestaurantDetailViewController.reviewController(_:didSubmitFormWithReview:) のすべての let 宣言の下に次のコードを追加します。
let firestore = Firestore.firestore()
firestore.runTransaction({ (transaction, errorPointer) -> Any? in
// Read data from Firestore inside the transaction, so we don't accidentally
// update using stale client data. Error if we're unable to read here.
let restaurantSnapshot: DocumentSnapshot
do {
try restaurantSnapshot = transaction.getDocument(reference)
} catch let error as NSError {
errorPointer?.pointee = error
return nil
}
// Error if the restaurant data in Firestore has somehow changed or is malformed.
guard let data = restaurantSnapshot.data(),
let restaurant = Restaurant(dictionary: data) else {
let error = NSError(domain: "FireEatsErrorDomain", code: 0, userInfo: [
NSLocalizedDescriptionKey: "Unable to write to restaurant at Firestore path: \(reference.path)"
])
errorPointer?.pointee = error
return nil
}
// Update the restaurant's rating and rating count and post the new review at the
// same time.
let newAverage = (Float(restaurant.ratingCount) * restaurant.averageRating + Float(review.rating))
/ Float(restaurant.ratingCount + 1)
transaction.setData(review.dictionary, forDocument: newReviewReference)
transaction.updateData([
"numRatings": restaurant.ratingCount + 1,
"avgRating": newAverage
], forDocument: reference)
return nil
}) { (object, error) in
if let error = error {
print(error)
} else {
// Pop the review controller on success
if self.navigationController?.topViewController?.isKind(of: NewReviewViewController.self) ?? false {
self.navigationController?.popViewController(animated: true)
}
}
}
update ブロック内で、トランザクション オブジェクトを使用して実行するすべてのオペレーションは、Firestore によって単一のアトミック更新として扱われます。サーバーで更新に失敗した場合、Firestore は自動的に数回再試行します。つまり、エラー状態は、デバイスが完全にオフラインである場合や、ユーザーが書き込みしようとしているパスへの書き込み権限がないなど、1 つのエラーが繰り返し発生している可能性が高いことを意味します。
8. セキュリティ ルール
アプリのユーザーが、データベースのすべてのデータを読み書きできる状態で行うべきではありません。たとえば、レストランの評価は誰でも閲覧できるようにし、評価の投稿は認証されたユーザーのみに許可する必要があります。クライアントで適切なコードを記述するだけでは不十分です。データ セキュリティ モデルをバックエンドで指定して、完全に保護する必要があります。このセクションでは、Firebase セキュリティ ルールを使用してデータを保護する方法を学びます。
まず、Codelab の冒頭で記述したセキュリティ ルールを詳しく見てみましょう。Firebase コンソールを開き、[データベース] > [Firestore タブのルール] に移動します。
rules_version = '2';
service cloud.firestore {
match /databases/{database}/documents {
match /{document=**} {
// Only authenticated users can read or write data
allow read, write: if request.auth != null;
}
}
}
上記のルールの request 変数は、すべてのルールで使用できるグローバル変数です。追加した条件により、ユーザーに何も許可する前にリクエストが認証されることが保証されます。これにより、未認証のユーザーが Firestore API を使用してデータを不正に変更することを防ぐことができます。これは良いスタートですが、Firestore ルールを使用すると、より強力なことができます。
クチコミの書き込みを制限して、クチコミのユーザー ID が認証されたユーザーの ID と一致するようにしましょう。これにより、ユーザーが互いを装って虚偽のクチコミを投稿できなくなります。セキュリティ ルールを次のように置き換えます。
rules_version = '2';
service cloud.firestore {
match /databases/{database}/documents {
match /restaurants/{any}/ratings/{rating} {
// Users can only write ratings with their user ID
allow read;
allow write: if request.auth != null
&& request.auth.uid == request.resource.data.userId;
}
match /restaurants/{any} {
// Only authenticated users can read or write data
allow read, write: if request.auth != null;
}
}
}
最初の match ステートメントは、restaurants コレクションに属するドキュメントの ratings という名前のサブコレクションと一致します。allow write 条件を指定すると、レビューのユーザー ID がユーザーの ID と一致しない場合、レビューが送信されなくなります。2 番目の match ステートメントにより、認証されたすべてのユーザーがレストランの読み取りと書き込みをデータベースに対して行えるようになります。
これは、レビューでは非常にうまくいきます。セキュリティ ルールを使用して、先にアプリに書き込んだ「ユーザーは自分のレビューしか書けない」という暗黙の保証を明示的に宣言しているからです。レビューの編集機能や削除機能を追加した場合、この同じ一連のルールにより、ユーザーが他のユーザーのレビューを変更または削除することもできなくなります。また、Firestore ルールをよりきめ細かく使用して、ドキュメント全体ではなく、ドキュメント内の個々のフィールドへの書き込みを制限することもできます。これを使用して、ユーザーがレストランの評価、平均評価、評価数のみを更新できるようにすることで、悪意のあるユーザーがレストランの名前や場所を変更する可能性を排除できます。
rules_version = '2';
service cloud.firestore {
match /databases/{database}/documents {
match /restaurants/{restaurant} {
match /ratings/{rating} {
allow read: if request.auth != null;
allow write: if request.auth != null
&& request.auth.uid == request.resource.data.userId;
}
allow read: if request.auth != null;
allow create: if request.auth != null;
allow update: if request.auth != null
&& request.resource.data.name == resource.data.name
&& request.resource.data.city == resource.data.city
&& request.resource.data.price == resource.data.price
&& request.resource.data.category == resource.data.category;
}
}
}
ここでは、書き込み権限を作成と更新に分割して、許可するオペレーションをより具体的に指定しています。どのユーザーもレストランをデータベースに書き込むことができます。これにより、Codelab の開始時に作成した [Populate] ボタンの機能が維持されます。ただし、レストランを書き込んだ後、その名前、場所、価格、カテゴリを変更することはできません。具体的には、最後のルールでは、データベースにすでに存在するフィールドと同じ名前、市区町村、価格、カテゴリを維持するレストラン更新オペレーションが必要です。
セキュリティ ルールでできることについて詳しくは、ドキュメントをご覧ください。
9. まとめ
この Codelab では、Firestore での基本的な読み取りと高度な読み取りを行う方法と、セキュリティ ルールを使用してデータアクセスを保護する方法を学びました。解答の全文は、codelab-complete ブランチで確認できます。
Firestore の詳細については、次のリソースをご覧ください。