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Como ativar recursos off-line no Android

Os apps do Firebase funcionam mesmo se o app perder temporariamente a conexão de rede. Além disso, o Firebase oferece ferramentas para a persistência local de dados, gerenciamento de presença e tratamento de latência.

Persistência em disco

Os apps do Firebase administram automaticamente interrupções temporárias de rede. Os dados em cache estão disponíveis off-line, e o Firebase reenvia quaisquer gravações quando a conectividade de rede é restaurada.

Quando você ativa a persistência em disco, o app grava os dados localmente no dispositivo para que possa manter o estado enquanto estiver off-line, mesmo que o usuário ou o sistema operacional o reinicie.

É possível ativar a persistência em disco com apenas uma linha de código.

Java
Android

FirebaseDatabase.getInstance().setPersistenceEnabled(true);

Kotlin
Android

FirebaseDatabase.getInstance().setPersistenceEnabled(true)

Comportamento da persistência

Ao ativar a persistência, quaisquer dados que o cliente do Firebase Realtime Database sincronizar on-line permanecerão no disco e estarão disponíveis off-line, mesmo quando o usuário ou o sistema operacional reiniciar o app. Isso significa que o app funciona como se estivesse on-line usando os dados locais armazenados no cache. Os retornos de chamada do listener continuam a ser acionados para atualizações locais.

O cliente do Firebase Realtime Database mantém automaticamente uma fila de todas as operações de gravação executadas enquanto o app está off-line. Quando a persistência é ativada, essa fila também é mantida no disco para que todas as gravações estejam disponíveis quando o usuário ou o sistema operacional reiniciar o app. Quando o app recupera a conectividade, todas as operações são enviadas para o servidor do Firebase Realtime Database.

Se o app usa o Firebase Authentication, o cliente do Firebase Realtime Database mantém o token de autenticação do usuário entre as reinicializações do app. Se o token de autenticação expirar enquanto o app estiver off-line, o cliente pausará as operações de gravação até o app reautenticar o usuário. Caso contrário, as operações de gravação poderão falhar devido às regras de segurança.

Como manter os dados atualizados

O Firebase Realtime Database sincroniza e armazena uma cópia local dos dados para os listeners ativos. Além disso, você pode manter locais específicos em sincronia.

Java
Android

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

Kotlin
Android

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

O cliente do Firebase Realtime Database faz o download automático dos dados nesses locais e os mantém sincronizados, mesmo que a referência não tenha listeners ativos. A sincronização pode ser desativada novamente com a linha de código a seguir.

Java
Android

scoresRef.keepSynced(false);

Kotlin
Android

scoresRef.keepSynced(false)

Por padrão, 10 MB de dados previamente sincronizados são armazenados em cache. Isso é suficiente para a maioria dos apps. Se o cache ultrapassar o tamanho configurado, o Firebase Realtime Database limpará os dados que foram menos usados recentemente. Os dados mantidos em sincronia não são limpos no cache.

Como consultar dados off-line

O Firebase Realtime Database armazena os dados retornados de uma consulta para uso off-line. Nas consultas criadas off-line, o Firebase Realtime Database continua funcionando com os dados já carregados. Se os dados solicitados não foram carregados, o Firebase Realtime Database os carrega a partir do cache local. Quando a conectividade de rede estiver novamente disponível, os dados serão carregados e refletirão a consulta.

Por exemplo, este código consulta os últimos quatro itens em um Firebase Realtime Database de pontuações

Java
Android

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());
    }

    // ...
});

Kotlin
Android

val scoresRef = FirebaseDatabase.getInstance().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}")
    }

    // ...
})

Suponha que o usuário perca a conexão, fique off-line e reinicie o app. Enquanto está off-line, o app consulta os dois últimos itens no mesmo local. Essa consulta retorna com êxito os dois últimos itens porque o app carregou todos os quatro itens na consulta acima.

Java
Android

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());
    }

    // ...
});

Kotlin
Android

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}")
    }

    // ...
})

No exemplo anterior, o cliente do Firebase Realtime Database gera eventos "child added" (filho adicionado) para os dois dinossauros com pontuação mais alta usando o cache mantido. Porém, isso não gera um evento "value" (valor), já que o app nunca executou essa consulta enquanto estava on-line.

Se o app tivesse que solicitar os últimos seis itens enquanto estivesse off-line, ele receberia eventos "child added" para os quatro itens em cache imediatamente. Quando o dispositivo fica on-line novamente, o cliente do Firebase Realtime Database é sincronizado com o servidor e recebe os dois eventos "child added" finais e os eventos "value" para o app.

Como gerenciar transações off-line

Todas as transações que são executadas enquanto o app está off-line são colocadas em fila. Assim que o app recupera a conectividade de rede, as transações são enviadas para o servidor do Realtime Database.

Como gerenciar presença

Nos apps em tempo real, costuma ser útil detectar quando os clientes se conectam e desconectam. Por exemplo, para marcar um usuário como off-line quando o cliente dele se desconecta.

Os clientes do Firebase Database oferecem primitivos simples que você pode usar para gravar no banco de dados quando um cliente se desconecta dos servidores do Firebase Database. Podemos confiar nessas atualizações para limpar os dados quando uma conexão é perdida ou quando ocorre uma falha no cliente porque elas são executadas mesmo quando o cliente se desconecta incorretamente. Todas as operações de gravação, como configuração, atualização e remoção, podem ser executadas após uma desconexão.

Este é um exemplo simples de gravação de dados após a desconexão usando o primitivo onDisconnect:

Java
Android

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

Kotlin
Android

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

Como o onDisconnect funciona

Quando você estabelece uma operação onDisconnect(), ela reside no servidor do Firebase Realtime Database. O servidor verifica a segurança para garantir que o usuário possa executar o evento de gravação solicitado e informa ao app se ele for inválido. Em seguida, o servidor monitora a conexão. Se, a qualquer momento, o tempo limite da conexão se esgotar ou se ela for ativamente fechada pelo cliente do Realtime Database, o servidor verificará a segurança mais uma vez para garantir que a operação ainda seja válida e depois invocará o evento.

O app pode usar o retorno de chamada na operação de gravação para garantir que o onDisconnect foi corretamente anexado:

Java
Android

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());
        }
    }
});

Kotlin
Android

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

Também é possível cancelar um evento onDisconnect ao chamar .cancel():

Java
Android

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

Kotlin
Android

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

Detectar um estado de conexão

Para muitos recursos relacionados à presença, é útil que o app saiba quando está on-line ou off-line. O Firebase Realtime Database dispõe de um local especial em /.info/connected, que é atualizado sempre que o estado da conexão do cliente do Firebase Realtime Database muda. Veja um exemplo:

Java
Android

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");
    }
});

Kotlin
Android

val connectedRef = FirebaseDatabase.getInstance().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")
    }
})

/.info/connected é um valor booleano não sincronizado entre os clientes do Realtime Database, porque esse valor depende do estado deles. Em outras palavras, se um cliente lê /.info/connected como "false" (falso), isso não garante que outro cliente também faça a mesma leitura.

No Android, o Firebase gerencia automaticamente o estado da conexão para reduzir o uso da largura de banda e da bateria. Quando um cliente não tiver listeners ativos nem gravações ou operações onDisconnect pendentes, o Firebase encerra a conexão após 60 segundos de inatividade, mesmo que ele não tenha sido explicitamente desconectado pelo método goOffline.

Como gerenciar a latência

Timestamps do servidor

Os servidores do Firebase Realtime Database têm um mecanismo para inserir carimbos de data/hora gerados no servidor como dados. Combinado com o onDisconnect, esse recurso é uma maneira fácil de armazenar o horário em que um cliente do Realtime Database se desconectou:

Java
Android

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

Kotlin
Android

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

Defasagem horária

Embora firebase.database.ServerValue.TIMESTAMP seja muito mais preciso e indicado para a maioria das operações de leitura/gravação, em algumas situações é importante estimar a defasagem horária dos clientes em relação aos servidores do Firebase Realtime Database. Anexe um retorno de chamada ao local /.info/serverTimeOffset para receber o valor, em milissegundos, que os clientes do Firebase Realtime Database adicionam ao horário local informado (tempo de época em milissegundos) para estimar o horário do servidor. A precisão dessa diferença pode ser afetada pela latência da rede. Portanto, ela é útil principalmente para descobrir grandes discrepâncias de mais de um segundo no horário do relógio.

Java
Android

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");
    }
});

Kotlin
Android

val offsetRef = FirebaseDatabase.getInstance().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")
    }
})

Exemplo de app de presença

Combine as operações de desconexão com o monitoramento de estado da conexão e os carimbos de data/hora do servidor para criar um sistema de presença do usuário. Nesse sistema, cada usuário armazena dados em um local do banco de dados para indicar se um cliente do Realtime Database está on-line. Os clientes definem esse local como verdadeiro quando ficam on-line e um carimbo de data/hora quando se desconectam. Esse carimbo de data/hora indica a última vez em que o usuário esteve on-line.

Observe que o app precisa colocar as operações de desconexão em fila antes que um usuário seja marcado como on-line, para evitar quaisquer condições de corrida se a conexão de rede do cliente for perdida antes que os dois comandos possam ser enviados ao servidor.

Veja um sistema simples de presença do usuário:

Java
Android

// 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(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(DatabaseError error) {
        Log.w(TAG, "Listener was cancelled at .info/connected");
    }
});

Kotlin
Android

// 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 = FirebaseDatabase.getInstance()
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::class.java) ?: 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")
    }
})