Cloud Firestore-Datenmodell

Cloud Firestore ist eine dokumentenbasierte NoSQL-Datenbank. Im Gegensatz zu einer SQL-Datenbank gibt es hier keine Tabellen oder Zeilen. Stattdessen speichern Sie Daten in Dokumenten, die in Sammlungen organisiert sind.

Jedes Dokument enthält eine Reihe von Schlüssel/Wert-Paaren. Cloud Firestore ist für das Speichern großer Sammlungen kleiner Dokumente optimiert.

Alle Dokumente müssen in Sammlungen gespeichert werden. Dokumente können sogenannte untergeordnete Sammlungen, auch Untersammlungen genannt, und verschachtelte Objekte enthalten, die wiederum aus einfachen Feldern wie Strings oder aus komplexen Objekten wie Listen bestehen können.

Sammlungen und Dokumente werden implizit in Cloud Firestore erstellt. Sie müssen einem Dokument innerhalb einer Sammlung einfach Daten zuordnen. Wenn die Sammlung oder das Dokument nicht vorhanden ist, wird sie/es von Cloud Firestore erstellt.

Dokumente

In Cloud Firestore ist die Speichereinheit das Dokument. Ein Dokument ist ein einfacher Datensatz, der Felder enthält, denen Werten zugeordnet sind. Jedes Dokument wird durch einen Namen identifiziert.

Ein Dokument, das den Nutzer alovelace repräsentiert, könnte etwa so aussehen:

• class alovelace

  first : "Ada"
last : "Lovelace"
born : 1815
  

Komplexe, verschachtelte Objekte in einem Dokument werden als Maps bezeichnet. Sie können z. B. den Nutzernamen aus dem obigen Beispiel mit einer Map wie dieser strukturieren:

• class alovelace

  name :
    first : "Ada"
    last : "Lovelace"
born : 1815
  

Ihnen ist vielleicht schon aufgefallen, dass die Dokumente JSON sehr ähneln. Im Prinzip sind es JSON-Dokumente. Es gibt allerdings doch einige Unterschiede – Dokumente unterstützen beispielsweise zusätzliche Datentypen und sind auf 1 MB beschränkt –, aber im Allgemeinen können Sie Dokumente wie einfache JSON-Datensätze behandeln.

Sammlungen

Dokumente befinden sich in Sammlungen. Dies sind lediglich Container für Dokumente. Sie könnten beispielsweise die Sammlung users für Ihre verschiedenen Nutzer haben, die jeweils durch ein Dokument repräsentiert werden:

• collections_bookmark users

  • class alovelace

    first : "Ada"
last : "Lovelace"
born : 1815
    

  • class aturing

    first : "Alan"
last : "Turing"
born : 1912
    

Cloud Firestore ist schemalos. Sie können also frei entscheiden, welche Felder Sie in die einzelnen Dokumente einfügen und welche Datentypen Sie in diesen Feldern speichern. Dokumente in einer Sammlung können alle unterschiedliche Felder enthalten und in diesen Feldern können unterschiedliche Datentypen gespeichert werden. Es empfiehlt sich jedoch, dieselben Felder und Datentypen für mehrere Dokumente zu verwenden, denn so können Sie die Dokumente leichter abfragen.

Eine Sammlung enthält nur Dokumente. Sie darf weder direkt Standardfelder mit Werten noch andere Sammlungen enthalten. Unter Hierarchische Daten wird erläutert, wie komplexere Daten in Cloud Firestore strukturiert werden.

Die Namen der Dokumente in einer Sammlung müssen eindeutig sein. Sie können eigene Schlüssel wie Nutzer-IDs angeben oder Cloud Firestore automatisch zufällige IDs für Sie erstellen lassen.

Sie müssen Sammlungen weder selbst erstellen noch löschen. Nachdem Sie das erste Dokument in einer Sammlung erstellt haben, ist die Sammlung vorhanden. Wenn Sie alle Dokumente in einer Sammlung löschen, ist sie nicht mehr vorhanden.

Verweise

Jedes Dokument in Cloud Firestore wird eindeutig durch seinen Speicherort in der Datenbank identifiziert. Im vorherigen Beispiel war ein Dokument alovelace in der Sammlung users enthalten. Wenn Sie in Ihrem Code auf diesen Standort verweisen möchten, können Sie eine entsprechende Referenz erstellen.

import { doc } from "firebase/firestore";

const alovelaceDocumentRef = doc(db, 'users', 'alovelace');
doc_reference.js

var alovelaceDocumentRef = db.collection('users').doc('alovelace');
test.firestore.js

let alovelaceDocumentRef = db.collection("users").document("alovelace")
ViewController.swift

FIRDocumentReference *alovelaceDocumentRef =
    [[self.db collectionWithPath:@"users"] documentWithPath:@"alovelace"];
ViewController.m

val alovelaceDocumentRef = db.collection("users").document("alovelace")
DocSnippets.kt

DocumentReference alovelaceDocumentRef = db.collection("users").document("alovelace");
DocSnippets.java

final alovelaceDocumentRef = db.collection("users").doc("alovelace");
firestore.dart

// Reference to a document with id "alovelace" in the collection "users"
DocumentReference document = db.collection("users").document("alovelace");
References.java

a_lovelace_ref = db.collection("users").document("alovelace")
snippets.py

a_lovelace_ref = db.collection("users").document("alovelace")
snippets.py

DocumentReference alovelace_document_reference =
    db->Collection("users").Document("alovelace");
snippets.cpp

const alovelaceDocumentRef = db.collection('users').doc('alovelace');
index.js

import (
	"cloud.google.com/go/firestore"
)

func createDocReference(client *firestore.Client) {

	alovelaceRef := client.Collection("users").Doc("alovelace")

	_ = alovelaceRef
}
retrieve_data_reference_document.go

$document = $db->collection('samples/php/users')->document('alovelace');
data_reference_document.php

DocumentReference documentRef = db.Collection("users").Document("alovelace");

DocumentReference documentRef = db.Collection("users").Document("alovelace");
Program.cs

document_ref = firestore.col("users").doc("alovelace")
data_model.rb

Eine Referenz ist ein einfaches Objekt, das nur auf einen Speicherort in einer Datenbank verweist. Sie können eine Referenz unabhängig davon erstellen, ob dort Daten vorhanden sind oder nicht. Beim Erstellen einer Referenz werden zudem keine Netzwerkvorgänge durchgeführt.

Auch auf Sammlungen können Sie Referenzen erstellen:

import { collection } from "firebase/firestore";

const usersCollectionRef = collection(db, 'users');
collection_reference.js

var usersCollectionRef = db.collection('users');
test.firestore.js

let usersCollectionRef = db.collection("users")
ViewController.swift

FIRCollectionReference *usersCollectionRef = [self.db collectionWithPath:@"users"];
ViewController.m

val usersCollectionRef = db.collection("users")
DocSnippets.kt

CollectionReference usersCollectionRef = db.collection("users");
DocSnippets.java

final usersCollectionRef = db.collection("users");
firestore.dart

// Reference to the collection "users"
CollectionReference collection = db.collection("users");
References.java

users_ref = db.collection("users")
snippets.py

users_ref = db.collection("users")
snippets.py

CollectionReference users_collection_reference = db->Collection("users");
snippets.cpp

const usersCollectionRef = db.collection('users');
index.js

import (
	"cloud.google.com/go/firestore"
)

func createCollectionReference(client *firestore.Client) {
	usersRef := client.Collection("users")

	_ = usersRef
}
retrieve_data_reference_collection.go

$collection = $db->collection('samples/php/users');
data_reference_collection.php

CollectionReference collectionRef = db.Collection("users");

CollectionReference collectionRef = db.Collection("users");
Program.cs

collection_ref = firestore.col "users"
data_model.rb

Einfacherweise können Sie auch Referenzen erstellen, wenn Sie den Pfad zu einem Dokument oder einer Sammlung als String angeben. Dabei müssen die Pfadkomponenten durch einen Schrägstrich (/) getrennt sein. So erstellen Sie beispielsweise eine Referenz auf das alovelace-Dokument:

import { doc } from "firebase/firestore"; 

const alovelaceDocumentRef = doc(db, 'users/alovelace');
doc_reference_alternative.js

var alovelaceDocumentRef = db.doc('users/alovelace');
test.firestore.js

let aLovelaceDocumentReference = db.document("users/alovelace")
ViewController.swift

FIRDocumentReference *aLovelaceDocumentReference =
    [self.db documentWithPath:@"users/alovelace"];
ViewController.m

val alovelaceDocumentRef = db.document("users/alovelace")
DocSnippets.kt

DocumentReference alovelaceDocumentRef = db.document("users/alovelace");
DocSnippets.java

final aLovelaceDocRef = db.doc("users/alovelace");
firestore.dart

// Reference to a document with id "alovelace" in the collection "users"
DocumentReference document = db.document("users/alovelace");
References.java

a_lovelace_ref = db.document("users/alovelace")
snippets.py

a_lovelace_ref = db.document("users/alovelace")
snippets.py

DocumentReference alovelace_document = db->Document("users/alovelace");
snippets.cpp

const alovelaceDocumentRef = db.doc('users/alovelace');
index.js

import (
	"cloud.google.com/go/firestore"
)

func createDocReferenceFromString(client *firestore.Client) {
	// Reference to a document with id "alovelace" in the collection "users"
	alovelaceRef := client.Doc("users/alovelace")

	_ = alovelaceRef
}
retrieve_data_reference_document_path.go

$document = $db->document('users/alovelace');
data_reference_document_path.php

DocumentReference documentRef = db.Document("users/alovelace");

DocumentReference documentRef = db.Document("users/alovelace");
Program.cs

document_path_ref = firestore.doc "users/alovelace"
data_model.rb

Hierarchische Daten

Wie hierarchische Datenstrukturen in Cloud Firestore funktionieren, lässt sich gut an einer Beispiel-Chat-Anwendung mit Nachrichten und Chatrooms veranschaulichen.

Sie können eine Sammlung mit dem Namen rooms erstellen und darin verschiedene Chatrooms speichern:

• collections_bookmark Räume

  • class roomA

    name : "my chat room"
    

  • class roomB

    ...
    

Nachdem Sie diese Chatrooms erstellt haben, können Sie entscheiden, wie Sie die Nachrichten speichern wollen. Sie sollten sie aber nicht im Dokument des Chatrooms speichern. Dokumente in Cloud Firestore sollten einfach sein und ein Chatroom kann eine große Anzahl von Nachrichten enthalten. Sie haben aber die Möglichkeit, im Dokument des Chatrooms zusätzliche Sammlungen als Untersammlungen zu erstellen.

Untersammlungen

Die beste Möglichkeit zum Speichern von Nachrichten in diesem Szenario ist die Verwendung von Untersammlungen. Eine Untersammlung ist eine Sammlung, die einem bestimmten Dokument zugeordnet ist.

Für jedes Chatroom-Dokument in der Sammlung rooms können Sie eine Untersammlung mit dem Namen messages erstellen:

• collections_bookmark Räume

  • class roomA

    name : "my chat room"
    

    • collections_bookmark messages

      • class message1

        from : "alex"
msg : "Hello World!"
        

      • class message2

        ...
        

  • class roomB

    ...
    

In diesem Beispiel würden Sie eine Referenz auf eine Nachricht in der Untersammlung mit dem folgenden Code erstellen:

import { doc } from "firebase/firestore"; 

const messageRef = doc(db, "rooms", "roomA", "messages", "message1");
subcollection_reference.js

var messageRef = db.collection('rooms').doc('roomA')
                .collection('messages').doc('message1');
test.firestore.js

let messageRef = db
  .collection("rooms").document("roomA")
  .collection("messages").document("message1")
ViewController.swift

FIRDocumentReference *messageRef =
    [[[[self.db collectionWithPath:@"rooms"] documentWithPath:@"roomA"]
    collectionWithPath:@"messages"] documentWithPath:@"message1"];
ViewController.m

val messageRef = db
    .collection("rooms").document("roomA")
    .collection("messages").document("message1")
DocSnippets.kt

DocumentReference messageRef = db
        .collection("rooms").document("roomA")
        .collection("messages").document("message1");
DocSnippets.java

final messageRef = db
    .collection("rooms")
    .doc("roomA")
    .collection("messages")
    .doc("message1");
firestore.dart

// Reference to a document in subcollection "messages"
DocumentReference document =
    db.collection("rooms").document("roomA").collection("messages").document("message1");
References.java

room_a_ref = db.collection("rooms").document("roomA")
message_ref = room_a_ref.collection("messages").document("message1")
snippets.py

room_a_ref = db.collection("rooms").document("roomA")
message_ref = room_a_ref.collection("messages").document("message1")
snippets.py

DocumentReference message_reference = db->Collection("rooms")
    .Document("roomA")
    .Collection("messages")
    .Document("message1");
snippets.cpp

const messageRef = db.collection('rooms').doc('roomA')
  .collection('messages').doc('message1');
index.js

import (
	"cloud.google.com/go/firestore"
)

func createSubcollectionReference(client *firestore.Client) {
	messageRef := client.Collection("rooms").Doc("roomA").
		Collection("messages").Doc("message1")

	_ = messageRef
}
retrieve_data_reference_subcollection.go

$document = $db
    ->collection('rooms')
    ->document('roomA')
    ->collection('messages')
    ->document('message1');
data_reference_subcollection.php

DocumentReference documentRef = db
	.Collection("Rooms").Document("RoomA")
	.Collection("Messages").Document("Message1");

DocumentReference documentRef = db
    .Collection("Rooms").Document("RoomA")
    .Collection("Messages").Document("Message1");
Program.cs

message_ref = firestore.col("rooms").doc("roomA").col("messages").doc("message1")
data_model.rb

Beachten Sie das abwechselnde Muster von Sammlungen und Dokumenten. Die Sammlungen und Dokumente müssen immer diesem Muster folgen. Sie können nicht auf eine Sammlung in einer Sammlung oder ein Dokument in einem Dokument verweisen.

Mithilfe von Untersammlungen können Sie Daten hierarchisch strukturieren, um einfacher auf Daten zugreifen zu können. Wenn Sie alle Nachrichten roomA abrufen möchten, können Sie eine Sammlungsreferenz auf die Untersammlung messages erstellen und dann damit wie mit jeder anderen Sammlungsreferenz interagieren.

Dokumente in Untersammlungen können auch Untersammlungen enthalten, sodass Sie die Daten weiter verschachteln können. Daten können auf bis zu 100 Ebenen verschachtelt werden.