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React Nativeアプリケーション開発にNoSQL組み込みデータベースCouchbase Liteを使ってみる

Last updated at Posted at 2021-12-22

はじめに

先日、下記の記事を発表しました。

そこで、Couchbase Liteについて、下記のように書きました。

...チュートリアルが公開されています。提供されているReact NativeのUI実装(スタータープロジェクト)に対して、Couchbase Liteを利用するためのコードを追加していく形になっています。2018年時点のものにて、提供されているReact Nativeのソースコードは、すでに時代遅れなものとなっていますが、提供されているUI実装は無視しても(React Nativeを昔から使っている人は、提供物をベースに最新化してもよいかもしれませんが )、チュートリアルの内容を参考にして実装を行うことができるでしょう(将来別の記事で発表したいと思っています)。

本稿では、「Couchbase Liteを利用するためのコードを追加していく」部分について、見ていきたいと思います。

ここでは、提供されているスタータープロジェクトおよび実装済みのUIは重視せず、React Nativeアプリケーション開発に精通している読者に対して、Couchbase Lite独自の部分を解説していきます。

チュートリアルについて

Android用とiOS用の2つのチュートリアルがあります。各チュートリアルでは、React Nativeアプリ内からCouchbase Lite2.xとインターフェイスするReact Nativeモジュールを構築する方法の手順を説明しています。

アプリケーションについて

「Hotel-Finder」と呼ばれるアプリを構築します。このアプリは、ユーザーが以下の操作をすることを可能にします

  • ホテルの情報を検索する(Couchbase Liteデータベースに予め格納されているホテル情報を使用)
  • 検索されたホテルをブックマークする(ブックマーク情報を、Couchbase Liteデータベースに保存)

アプリケーションには2つの画面が含まれています。

  • ホテル検索画面
  • ブックマーク済みホテル一覧表示画面

Androidアプリケーション

前提条件

  • Android Studio 3.0以降

  • Android SDK 19以降

  • Couchbase Lite 2.6.0

ネイティブモジュールセットアップ

ネイティブコードとJavaScript間の通信を確立するためのネイティブモジュールインターフェイスを構築します。

Native Modules APIを使用してJavaでメソッドを実装し、JavaScriptコードからメソッドを呼び出します。

Javaセットアップ

ReactContextBaseJavaModuleを継承して、JavaScriptに対してエクスポートされるメソッドのネイティブ実装が含まれるクラス(ここでは、HotelFinderNative)を実装します。

HotelFinderNative.java
public class HotelFinderNative extends ReactContextBaseJavaModule {

    HotelFinderNative(ReactApplicationContext reactContext) {
        super(reactContext);
    }

    @Override
    public String getName() {
        return "HotelFinderNative";
    }

}

ReactPackageを継承したクラス(ここでは、HotelFinderPackage)を実装します。

HotelFinderPackage.java
public class HotelFinderPackage implements ReactPackage {
    @Override
    public List<ViewManager> createViewManagers(ReactApplicationContext reactContext) {
        return Collections.emptyList();
    }

    @Override
    public List<NativeModule> createNativeModules(ReactApplicationContext reactContext) {
        List<NativeModule> modules = new ArrayList<>();
        modules.add(new HotelFinderNative(reactContext));
        return modules;
    }
}

パッケージには複数のモジュールを含めることができます。これは、ネイティブロジックを個別のモジュールに分割する場合に活用できます(この例では、登録するモジュールはHotelFinderNative1つだけです)。

次に、MainApplicationgetPackagesメソッドにパッケージを登録します。getPackagesメソッドが返すリストに追加するパッケージ(HotelFinderPackage)を加えます。以下は実装のイメージです(ReactPackagesリストにHotelFinderPackageを加える方法は、下記と異なっていても構いません)。

MainApplication.java
protected List<ReactPackage> getPackages() {
  return Arrays.<ReactPackage>asList(
    ...,
    new HotelFinderPackage()
  );
}

これで、Javaで機能を実装する準備が整いました。次のステップは、Couchbase Liteをプロジェクトにインポートすることです。

Couchbase Liteセットアップ

アプリケーションのbuild.gradle(appフォルダーにあるもの)のdependenciesセクションに以下を追加します。

implementation 'com.couchbase.lite:couchbase-lite-android:2.6.0'

データベースのセットアップ

ここでは、データベース操作を担当するDatabaseManagerクラスを定義します。

この例では、最初に、アプリケーションが参照する「travel-sample」という名前のデータベースが存在するかどうかを確認します。存在しない場合、バンドルされたデータベースファイルを、デフォルトのCouchbase Liteディレクトリにコピーします。

次にデータベースをオープンします。

ここでは、データベース初期化に合わせ、全文検索インデックスを作成しています。

DatabaseManager.java
public class DatabaseManager {

    private static String DB_NAME = "travel-sample";

    private static Database database;
    private static DatabaseManager instance = null;

    private DatabaseManager(Context context) {
        if (!Database.exists("travel-sample", context.getFilesDir())) {
            String assetFile = String.format("%s.cblite2.zip", DB_NAME);
            Utils.installPrebuiltDatabase(context, assetFile);
        }
        DatabaseConfiguration configuration = new DatabaseConfiguration();
        try {
            database = new Database(DB_NAME, configuration);
        } catch (CouchbaseLiteException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        this.createIndexes();
    }

    private void createIndexes() {
        try {
            FullTextIndexItem item = FullTextIndexItem.property("description");
            FullTextIndex index = IndexBuilder.fullTextIndex(item);
            database.createIndex("descFTSIndex", index);
        } catch (CouchbaseLiteException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static DatabaseManager getSharedInstance(Context context) {
        if (instance == null) {
            CouchbaseLite.init(context);
            instance = new DatabaseManager(context);
        }
        return instance;
    }

    public static Database getDatabase() {
        if (instance == null) {
            try {
                throw new Exception("Must call getSharedInstance first");
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return database;
    }

}

HotelFinderNativeクラスにDatabaseインスタンスを追加します。

HotelFinderNative.java
private static String DOC_TYPE = "bookmarkedhotels";
private Database database;

HotelFinderNativeクラスのコンストラクターで、データベースを初期化します。

HotelFinderNative.java
HotelFinderNative(ReactApplicationContext reactContext) {
  super(reactContext);
  DatabaseManager.getSharedInstance(reactContext);
  this.database = DatabaseManager.getDatabase();
}

データベース利用(ホテル検索)機能追加

このセクションでは、データベースを利用(ここでは、ホテル情報を検索)する機能を追加します。

インポート

まず、必要なReact Nativeモジュールをインポートします。Search.jsの先頭に以下を追加します。

Search.js
import { NativeModules } from 'react-native';
let HotelFinderNative = NativeModules.HotelFinderNative;

HotelFinderNative定数は、Javaのセットアップセクションで作成されたネイティブモジュールに対応します。

ネイティブ処理実装

JavaScriptでアクセスする前に、ネイティブモジュールにメソッドを実装する必要があります。このメソッドをHotelFinderNative.javaに実装します。

iOSでは、メソッドシグネチャーにヘッダーファイルを使用しますが、Androidで同じことを行うには、公開されるシグネチャーを備えたインターフェースを宣言し、そのインターフェースのメソッドを実装するクラスを用いることができます。ただし、このチュートリアルでは、HotelFinderNativeに直接メソッドを実装しています。

ReactMethodアノテーションは、公開されるメソッドをマークするために使用されます。

@ReactMethod
private void search(String description, String location, Callback errorCallback, Callback successCallback) {
    Expression locationExp = Expression.property("country")
        .like(Expression.string("%" + location + "%"))
        .or(Expression.property("city").like(Expression.string("%" + location + "%")))
        .or(Expression.property("state").like(Expression.string("%" + location + "%")))
        .or(Expression.property("address").like(Expression.string("%" + location + "%")));

    Expression queryExpression = null;
    if (description == null) {
        queryExpression = locationExp;
    } else {
        Expression descExp = FullTextExpression.index("descFTSIndex").match(description);
        queryExpression = descExp.and(locationExp);
    }

    Query query = QueryBuilder
        .select(
            SelectResult.expression(Meta.id),
            SelectResult.property("name"),
            SelectResult.property("address"),
            SelectResult.property("phone")
        )
        .from(DataSource.database(database))
        .where(
            Expression.property("type").equalTo(Expression.string("hotel"))
                .and(queryExpression)
        );

    ResultSet resultSet = null;
    try {
        resultSet = query.execute();
    } catch (CouchbaseLiteException e) {
        e.printStackTrace();
        errorCallback.invoke();
    }
    WritableArray writableArray = Arguments.createArray();
    assert resultSet != null;
    for (Result result : resultSet) {
        WritableMap writableMap = Arguments.makeNativeMap(result.toMap());
        writableArray.pushMap(writableMap);
    }
    successCallback.invoke(writableArray);
}

これでJavaScriptからメソッドを呼び出すことができます。このために、Search.jsのonChangeTextメソッドに次のコードを追加します。

Search.js
HotelFinderNative.search(descriptionText, locationText, err => {
  console.log(err);
}, hotels => {
  this.setState({hotels: hotels});
});

実装パターン

チュートリアルでは、検索以外の処理の実装についても解説されています。ネイティブモジュールを実装するパターンは同一となるためここでは解説を割愛します。

パターンは、次の手順で構成されます。

  • HotelFinderNative.javaでネイティブにメソッドを実装します。このレイヤーは、データ永続化機能のためにCouchbase LiteのネイティブAndroid Java実装と相互作用します。

  • JavaScriptからエクスポートされたメソッドを呼び出します(最初にReact Nativeモジュールをインポートする必要があります)。

iOSアプリケーション

Swift/Objective-Cセットアップ

HotelFinder-RCTBridge.mという名前の新しいファイルを作成します。このファイルは、JavaScriptレイヤーにエクスポートするメソッドを定義します。

HotelFinder-RCTBridge.mに以下を挿入します。

HotelFinder-RCTBridge.m
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "React/RCTBridgeModule.h"

@interface RCT_EXTERN_MODULE(HotelFinderNative, NSObject)

/* code will be added here later. */

+ (BOOL)requiresMainQueueSetup
{
  return YES;
}
@end

HotelFinderNative.swiftという名前の新しいファイルを作成します。このファイルには、JavaScriptレイヤーにエクスポートされるAPIのネイティブ実装が含まれます。

HotelFinderNative.swiftに以下を挿入します。

HotelFinderNative.swift
import Foundation

@objc (HotelFinderNative)
class HotelFinderNative: NSObject {

	/* code will be added here later. */

}

これで、Swiftで機能を実装する準備が整いました。次のステップは、CouchbaseLiteフレームワークをプロジェクトにインポートすることです。

Couchbase Liteセットアップ

下記記事を参照ください。

インポート

HotelFinderNative.swiftにSwiftフレームワークをインポートします。

HotelFinderNative.swift
import CouchbaseLiteSwift

データベースのセットアップ

この例では、ホテルのドキュメントを含む、事前に構築されたCouchbase Liteデータベースを用います。このデータベース内のドキュメントに対してクエリを実行します。
事前に構築されたデータベースをXcodeプロジェクトに追加する必要があります。

travel-sample.cblite2.zipをダウンロードし、Xcodeプロジェクトナビゲーターにドラッグします。[必要に応じてアイテムをコピーする]チェックボックスを必ず選択してください。

データベースインスタンスをセットアップします。DatabaseManager.swiftという名前の新しいファイルを作成し、以下を挿入します。

このコードでは、最初に「travel-sample」という名前のデータベースが存在するかどうかを確認します。存在しない場合は、バンドルされたデータベースファイルがデフォルトのCouchbase Liteディレクトリにコピーされます。次にデータベースが開かれ、インスタンスが設定されます。このcreateIndexメソッドは、descriptionプロパティに全文検索インデックスを作成します。

DatabaseManager.swift
import CouchbaseLiteSwift

class DatabaseManager {

  private static var privateSharedInstance: DatabaseManager?
  
  var database: Database
  
  let DB_NAME = "travel-sample"
  
  class func sharedInstance() -> DatabaseManager   {
    guard let privateInstance = DatabaseManager.privateSharedInstance else {
      DatabaseManager.privateSharedInstance = DatabaseManager()
      return DatabaseManager.privateSharedInstance!
    }
    return privateInstance
  }
  
  private init() {
    let path = Bundle.main.path(forResource: self.DB_NAME, ofType: "cblite2")!
    if !Database.exists(withName: self.DB_NAME) {
      do {
        try Database.copy(fromPath: path, toDatabase: self.DB_NAME, withConfig: nil)
      } catch {
        fatalError("Could not copy database")
      }
    }
    do {
      self.database = try Database(name: "travel-sample")
      self.createIndex(database)
    } catch {
      fatalError("Could not copy database")
    }
  }
  
  func createIndex(_ database: Database) {
    do {
      try database.createIndex(IndexBuilder.fullTextIndex(items: FullTextIndexItem.property("description")).ignoreAccents(false), withName: "descFTSIndex")
    } catch {
      print(error)
    }
  }
  
}

次に、HotelFinderNative.swiftに次のプロパティを追加します。

HotelFinderNative.swift
let database = DatabaseManager.sharedInstance().database
let DOC_TYPE = "bookmarkedhotels"

このコードは、データベースをHotelFinderNativeクラスのプロパティとして追加します。

データベース利用(ホテル検索)機能追加

このセクションでは、ホテルを検索する機能を追加します。

まず、適切なReactNativeモジュールをインポートします。Search.jsの上部に以下を追加します。

Search.js
import { NativeModules } from 'react-native';
let HotelFinderNative = NativeModules.HotelFinderNative;

JavaScriptでアクセスする前に、モジュールにメソッドを実装する必要があります。HotelFinder-RCTBridge.mに新しいメソッドシグネチャを挿入します。

HotelFinder-RCTBridge.m
RCT_EXTERN_METHOD(search :(NSString *)description :(NSString *)location :(RCTResponseSenderBlock)errorCallback :(RCTResponseSenderBlock)successCallback)

RCT_EXTERN_METHOD()は、 このメソッドをJavaScriptにエクスポートする必要があることを指定するReactNativeマクロです。

以下のメソッドをHotelFinderNative.swiftに実装します。

HotelFinderNative.swift
@objc func search(_ description: String?, _ location: String = "", _ errorCallback: @escaping () -> Void, _ successCallback: @escaping ([[[AnyHashable : Any]]]) -> Void) {
  
  let locationExpression = Expression.property("country")
    .like(Expression.string("%\(location)%"))
    .or(Expression.property("city").like(Expression.string("%\(location)%")))
    .or(Expression.property("state").like(Expression.string("%\(location)%")))
    .or(Expression.property("address").like(Expression.string("%\(location)")))
  
  var searchExpression: ExpressionProtocol = locationExpression
  if let text = description {
    let descriptionFTSExpression = FullTextExpression.index("descFTSIndex").match(text)
    searchExpression = descriptionFTSExpression.and(locationExpression)
  }
  
  let query = QueryBuilder
    .select(
      SelectResult.expression(Meta.id),
      SelectResult.expression(Expression.property("name")),
      SelectResult.expression(Expression.property("address")),
      SelectResult.expression(Expression.property("phone"))
    )
    .from(DataSource.database(self.database))
    .where(
      Expression.property("type").equalTo(Expression.string("hotel"))
        .and(searchExpression)
  )
  
  do {
    let resultSet = try query.execute()
    var array: [[AnyHashable : Any]] = []
    for result in resultSet {
      let map = result.toDictionary()
      array.append(map)
    }
    successCallback([array])
  } catch {
    print(error)
    errorCallback();
  }
}

これで、Search.jsからswiftメソッドを呼び出すことができます。Search.jsに次のコードを追加します。

Search.js
HotelFinderNative.search(descriptionText, locationText, err => {
  console.log(err);
}, hotels => {
  this.setState({hotels: hotels});
});

実装パターン

チュートリアルでは、検索以外の処理の実装についても解説されています。ネイティブモジュールを実装するパターンは同一となるためここでは解説を割愛します。

パターンは、次の手順で構成されます。

  • HotelFinder-RCTBridge.mでエクスポートするメソッドを宣言します
  • HotelFinderNative.swiftでネイティブにメソッドを実装します。このレイヤーは、データ永続化機能のためにCouchbaseLiteのネイティブiOS実装と相互作用します。
  • JavaScriptからエクスポートされたメソッドを呼び出します(最初にReact Nativeモジュールをインポートする必要があります)。

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