Arquitetura do app: camada de dados – DataStore – Desenvolvedores Android

Projeto: /architecture/_project.yaml Livro: /architecture/_book.yaml Palavras-chave: datastore, arquitetura, api:JetpackDataStore description: Consulte este guia de arquitetura do app sobre bibliotecas de camada de dados para saber mais sobre o Preferences DataStore, Proto DataStore, configuração e muito mais. hide_page_heading: true

DataStore   Parte do Android Jetpack.

Teste com o Kotlin Multiplatform

O Kotlin Multiplatform permite compartilhar a camada de dados com outras plataformas. Saiba como configurar e trabalhar com o DataStore no KMP

Configurar o DataStore para KMP →

O Jetpack DataStore é uma solução de armazenamento de dados que permite armazenar pares de chave-valor ou objetos tipados com buffers de protocolo. O DataStore usa corrotinas e fluxo do Kotlin para armazenar dados de forma assíncrona, consistente e transacional.

Se você estiver usando SharedPreferences para armazenar dados, considere migrar para o DataStore.

Observação :se você precisa oferecer suporte a conjuntos de dados grandes ou complexos, atualizações parciais ou integridade referencial, use Room em vez de DataStore. O DataStore é ideal para conjuntos de dados pequenos e não oferece suporte a atualizações parciais ou integridade referencial.

Preferences DataStore e Proto DataStore

O DataStore oferece duas implementações diferentes: Preferences DataStore e Proto DataStore.

• O Preferences DataStore armazena e acessa dados usando chaves. Essa implementação não requer um esquema predefinido e não fornece segurança de tipo.
• O Proto DataStore armazena dados como instâncias de um tipo de dados personalizado. Essa implementação requer a definição de um esquema usando buffers de protocolo, mas fornece segurança de tipos.

Usar o DataStore corretamente

Para usar o DataStore da forma correta, siga estas regras:

1. Nunca crie mais de uma instância do DataStore para um determinado arquivo no mesmo processo. Essa ação pode interromper toda a funcionalidade do DataStore. Se houver vários DataStores ativos para um determinado arquivo no mesmo processo, o DataStore vai gerar IllegalStateException ao ler ou atualizar dados.

2. O tipo genérico do DataStore<T> precisa ser imutável. A mutação de um tipo usado no DataStore invalida a consistência fornecida e cria bugs potencialmente graves e difíceis de detectar. Recomendamos que você use buffers de protocolo, que ajudam a garantir imutabilidade, uma API clara e serialização eficiente.

3. Não misture os usos de SingleProcessDataStore e MultiProcessDataStore no mesmo arquivo. Se você pretende acessar o DataStore em mais de um processo, use MultiProcessDataStore.

Configuração

Para usar o Jetpack DataStore no seu app, adicione o seguinte ao arquivo Gradle, dependendo da implementação que você quer usar:

Preferences DataStore

Groovy

    // Preferences DataStore (SharedPreferences like APIs)
    dependencies {
        implementation "androidx.datastore:datastore-preferences:1.1.7"

        // optional - RxJava2 support
        implementation "androidx.datastore:datastore-preferences-rxjava2:1.1.7"

        // optional - RxJava3 support
        implementation "androidx.datastore:datastore-preferences-rxjava3:1.1.7"
    }

    // Alternatively - use the following artifact without an Android dependency.
    dependencies {
        implementation "androidx.datastore:datastore-preferences-core:1.1.7"
    }
    

Kotlin

    // Preferences DataStore (SharedPreferences like APIs)
    dependencies {
        implementation("androidx.datastore:datastore-preferences:1.1.7")

        // optional - RxJava2 support
        implementation("androidx.datastore:datastore-preferences-rxjava2:1.1.7")

        // optional - RxJava3 support
        implementation("androidx.datastore:datastore-preferences-rxjava3:1.1.7")
    }

    // Alternatively - use the following artifact without an Android dependency.
    dependencies {
        implementation("androidx.datastore:datastore-preferences-core:1.1.7")
    }
    

Proto DataStore

Groovy

    // Typed DataStore (Typed API surface, such as Proto)
    dependencies {
        implementation "androidx.datastore:datastore:1.1.7"

        // optional - RxJava2 support
        implementation "androidx.datastore:datastore-rxjava2:1.1.7"

        // optional - RxJava3 support
        implementation "androidx.datastore:datastore-rxjava3:1.1.7"
    }

    // Alternatively - use the following artifact without an Android dependency.
    dependencies {
        implementation "androidx.datastore:datastore-core:1.1.7"
    }
    

Kotlin

    // Typed DataStore (Typed API surface, such as Proto)
    dependencies {
        implementation("androidx.datastore:datastore:1.1.7")

        // optional - RxJava2 support
        implementation("androidx.datastore:datastore-rxjava2:1.1.7")

        // optional - RxJava3 support
        implementation("androidx.datastore:datastore-rxjava3:1.1.7")
    }

    // Alternatively - use the following artifact without an Android dependency.
    dependencies {
        implementation("androidx.datastore:datastore-core:1.1.7")
    }
    

Armazenar pares de valor-chave com Preferences DataStore

A implementação do Preferences DataStore usa as classes DataStore e Preferences para manter pares de chave-valor no disco.

Criar um Preferences DataStore

Use a delegação da propriedade criada por preferencesDataStore para criar uma instância de DataStore<Preferences>. Faça a chamada uma vez no nível superior do arquivo Kotlin e acesse-a usando essa propriedade em todo o restante do aplicativo. Isso facilita a manutenção de DataStore como um Singleton. Como alternativa, use RxPreferenceDataStoreBuilder se estiver usando RxJava. O parâmetro name obrigatório é o nome do Preferences DataStore.

Kotlin

// At the top level of your kotlin file:
val Context.dataStore: DataStore<Preferences> by preferencesDataStore(name = "settings")

Java

RxDataStore<Preferences> dataStore =
  new RxPreferenceDataStoreBuilder(context, "settings").build();

Ler em um Preferences DataStore

Como o Preferences DataStore não usa um esquema predefinido, é necessário usar a função de tipo de chave correspondente para definir uma chave para cada valor que precisa armazenar na instância DataStore<Preferences>. Por exemplo, para definir uma chave para um valor de int, use intPreferencesKey(). Em seguida, use a propriedade DataStore.data para expor o valor armazenado apropriado usando um Flow.

Kotlin

val EXAMPLE_COUNTER = intPreferencesKey("example_counter")
val exampleCounterFlow: Flow<Int> =
  context.dataStore.data.map { preferences ->
    // No type safety.
    preferences[EXAMPLE_COUNTER] ?: 0
}

Java

Preferences.Key<Integer> EXAMPLE_COUNTER =
  PreferencesKeys.int("example_counter");

Flowable<Integer> exampleCounterFlow =
  dataStore.data().map(prefs -> prefs.get(EXAMPLE_COUNTER));

Gravar em um Preferences DataStore

O Preferences DataStore disponibiliza uma função edit() que atualiza os dados de forma transacional em um DataStore. O parâmetro transform da função aceita um bloco de código em que você pode atualizar os valores conforme necessário. Todo o código no bloco de transformação é tratado como uma única transação.

Kotlin

suspend fun incrementCounter() {
  context.dataStore.edit { settings ->
    val currentCounterValue = settings[EXAMPLE_COUNTER] ?: 0
    settings[EXAMPLE_COUNTER] = currentCounterValue + 1
  }
}

Java

Single<Preferences> updateResult =  dataStore.updateDataAsync(prefsIn -> {
  MutablePreferences mutablePreferences = prefsIn.toMutablePreferences();
  Integer currentInt = prefsIn.get(INTEGER_KEY);
  mutablePreferences.set(INTEGER_KEY, currentInt != null ? currentInt + 1 : 1);
  return Single.just(mutablePreferences);
});
// The update is completed once updateResult is completed.

Armazenar objetos tipados com Proto DataStore

A implementação Proto DataStore usa DataStore e buffers de protocolo para manter objetos tipados no disco.

Definir um esquema

O Proto DataStore requer um esquema predefinido em um arquivo proto no diretório app/src/main/proto/. Esse esquema define o tipo dos objetos que você persiste no Proto DataStore. Para saber mais sobre como definir um esquema proto, consulte o guia de linguagem do protobuf (em inglês).

syntax = "proto3";

option java_package = "com.example.application.proto";
option java_multiple_files = true;

message Settings {
  int32 example_counter = 1;
}

Observação: a classe dos seus objetos armazenados é gerada no momento da compilação usando a message definida no arquivo proto. Recrie seu projeto.

Criar um Proto DataStore

Há duas etapas envolvidas na criação de um Proto DataStore para armazenar os objetos tipados:

1. Defina uma classe que implemente Serializer<T>, em que T é o tipo definido no arquivo proto. Essa classe de serializador informa ao DataStore como ler e gravar o tipo de dados. Inclua um valor padrão para o serializador a ser usado se ainda não houver arquivos criados.
2. Use a delegação de propriedade criada por dataStore para criar uma instância de DataStore<T> em que T é o tipo definido no arquivo proto. Faça a chamada uma vez no nível superior do arquivo Kotlin e acesse-a usando a delegação de propriedade em todo o restante do app. O parâmetro filename informa ao DataStore qual arquivo usar para armazenar os dados, e o parâmetro serializer especifica o nome da classe do serializador definida na etapa 1.

Kotlin

object SettingsSerializer : Serializer<Settings> {
  override val defaultValue: Settings = Settings.getDefaultInstance()

  override suspend fun readFrom(input: InputStream): Settings {
    try {
      return Settings.parseFrom(input)
    } catch (exception: InvalidProtocolBufferException) {
      throw CorruptionException("Cannot read proto.", exception)
    }
  }

  override suspend fun writeTo(
    t: Settings,
    output: OutputStream) = t.writeTo(output)
}

val Context.settingsDataStore: DataStore<Settings> by dataStore(
  fileName = "settings.pb",
  serializer = SettingsSerializer
)

Java

private static class SettingsSerializer implements Serializer<Settings> {
  @Override
  public Settings getDefaultValue() {
    return Settings.getDefaultInstance();
  }

  @Override
  public Settings readFrom(@NotNull InputStream input) {
    try {
      return Settings.parseFrom(input);
    } catch (InvalidProtocolBufferException exception) {
      throw CorruptionException("Cannot read proto.", exception);
    }
  }

  @Override
  public void writeTo(Settings t, @NotNull OutputStream output) {
    t.writeTo(output);
  }
}

RxDataStore<Byte> dataStore =
  new RxDataStoreBuilder<Byte>(
    context,
    /* fileName= */ "settings.pb",
    new SettingsSerializer()
  ).build();

Ler em um Proto DataStore

Use DataStore.data para expor um Flow da propriedade apropriada do seu objeto armazenado.

Kotlin

val exampleCounterFlow: Flow<Int> = context.settingsDataStore.data
  .map { settings ->
    // The exampleCounter property is generated from the proto schema.
    settings.exampleCounter
  }

Java

Flowable<Integer> exampleCounterFlow =
  dataStore.data().map(settings -> settings.getExampleCounter());

Gravar em um Proto DataStore

O Proto DataStore disponibiliza uma função updateData() que atualiza transacionalmente um objeto armazenado. updateData() fornece o estado atual dos dados como uma instância do seu tipo de dados e os atualiza de maneira transacional em uma operação atômica de leitura-gravação-modificação.

Kotlin

suspend fun incrementCounter() {
  context.settingsDataStore.updateData { currentSettings ->
    currentSettings.toBuilder()
      .setExampleCounter(currentSettings.exampleCounter + 1)
      .build()
    }
}

Java

Single<Settings> updateResult =
  dataStore.updateDataAsync(currentSettings ->
    Single.just(
      currentSettings.toBuilder()
        .setExampleCounter(currentSettings.getExampleCounter() + 1)
        .build()));

Usar o DataStore no código síncrono

Cuidado: sempre que possível, evite bloquear as linhas de execução nas leituras de dados do DataStore. O bloqueio da linha de execução de UI pode causar ANRs ou uma interface não responsiva, e o bloqueio de outras linhas de execução pode resultar em impasse.

Um dos principais benefícios do DataStore é a API assíncrona, mas nem sempre é possível mudar o código circundante para que ele seja assíncrono. Isso poderá acontecer se você estiver trabalhando com uma base de código existente que usa E/S de disco síncrono ou se você tiver uma dependência que não fornece uma API assíncrona.

As corrotinas do Kotlin fornecem o builder de corrotinas runBlocking() para ajudar a preencher a lacuna entre o código síncrono e assíncrono. Você pode usar runBlocking() para ler dados do DataStore de forma síncrona. O RxJava oferece métodos de bloqueio em Flowable. O código a seguir bloqueia a linha de execução de chamada até que o DataStore retorne dados:

Kotlin

val exampleData = runBlocking { context.dataStore.data.first() }

Java

Settings settings = dataStore.data().blockingFirst();

A execução de operações síncronas de E/S na linha de execução de interface pode causar ANRs ou uma interface não responsiva. É possível atenuar esses problemas carregando antecipadamente os dados do DataStore:

Kotlin

override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
    lifecycleScope.launch {
        context.dataStore.data.first()
        // You should also handle IOExceptions here.
    }
}

Java

dataStore.data().first().subscribe();

Dessa forma, o DataStore lê de maneira assíncrona os dados e os armazena em cache na memória. As leituras síncronas posteriores que usam runBlocking() podem ser mais rápidas ou podem evitar completamente uma operação de E/S de disco caso a leitura inicial seja concluída.

Usar o DataStore em códigos com vários processos

Observação: o DataStore está disponível para vários processos na versão 1.1.0.

É possível configurar o DataStore para acessar os mesmos dados em processos diferentes e com as mesmas propriedades de consistência presentes em um único processo. Especificamente, o DataStore oferece:

• As leituras retornem apenas os dados mantidos no disco.
• As leituras após gravações sejam consistentes.
• As gravações sejam serializadas.
• As leituras nunca sejam bloqueadas por gravações.

Considere um aplicativo de exemplo com um serviço e uma atividade:

1. O serviço está sendo executado em um processo separado e atualiza periodicamente o DataStore.

   <service
     android:name=".MyService"
     android:process=":my_process_id" />
   

   Importante: para executar o serviço em um processo diferente, use o atributo android:process. O ID do processo é prefixado com dois-pontos (":"). Isso faz com que o serviço seja executado em um novo processo, particular do aplicativo.

   override fun onStartCommand(intent: Intent?, flags: Int, startId: Int): Int {
         scope.launch {
             while(isActive) {
                 dataStore.updateData {
                     Settings(lastUpdate = System.currentTimeMillis())
                 }
                 delay(1000)
             }
         }
   }
   

2. Já o app coleta essas mudanças e atualiza a interface.

   val settings: Settings by dataStore.data.collectAsState()
   Text(
     text = "Last updated: $${settings.timestamp}",
   )
   

Para usar o DataStore em diferentes processos, você precisa criar o objeto dele usando a MultiProcessDataStoreFactory.

val dataStore: DataStore<Settings> = MultiProcessDataStoreFactory.create(
   serializer = SettingsSerializer(),
   produceFile = {
       File("${context.cacheDir.path}/myapp.preferences_pb")
   }
)

O serializer informa ao DataStore como ler e gravar o tipo de dados. Inclua um valor padrão para o serializador a ser usado se ainda não houver arquivos criados. Confira abaixo um exemplo de implementação usando a kotlinx.serialization:

@Serializable
data class Settings(
   val lastUpdate: Long
)

@Singleton
class SettingsSerializer @Inject constructor() : Serializer<Settings> {

   override val defaultValue = Settings(lastUpdate = 0)

   override suspend fun readFrom(input: InputStream): Settings =
       try {
           Json.decodeFromString(
               Settings.serializer(), input.readBytes().decodeToString()
           )
       } catch (serialization: SerializationException) {
           throw CorruptionException("Unable to read Settings", serialization)
       }

   override suspend fun writeTo(t: Settings, output: OutputStream) {
       output.write(
           Json.encodeToString(Settings.serializer(), t)
               .encodeToByteArray()
       )
   }
}

É possível usar a injeção de dependências do Hilt para que a instância do DataStore seja única para cada processo:

@Provides
@Singleton
fun provideDataStore(@ApplicationContext context: Context): DataStore<Settings> =
   MultiProcessDataStoreFactory.create(...)

Processar corrupção de arquivos

Em raras ocasiões, o arquivo persistente no disco do DataStore pode ser corrompido. Por padrão, o DataStore não se recupera automaticamente de corrupções, e as tentativas de leitura dele farão com que o sistema gere um CorruptionException.

O DataStore oferece uma API de tratamento de corrupção que pode ajudar você a se recuperar normalmente em um cenário assim e evitar o lançamento da exceção. Quando configurado, o processador de corrupção substitui o arquivo corrompido por um novo com um valor padrão predefinido.

Para configurar esse manipulador, forneça um corruptionHandler ao criar a instância DataStore em by dataStore() ou no método de fábrica DataStoreFactory:

val dataStore: DataStore<Settings> = DataStoreFactory.create(
   serializer = SettingsSerializer(),
   produceFile = {
       File("${context.cacheDir.path}/myapp.preferences_pb")
   },
   corruptionHandler = ReplaceFileCorruptionHandler { Settings(lastUpdate = 0) }
)

Enviar feedback

Envie comentários e ideias usando os recursos abaixo:

Issue Tracker:

Informe os problemas para que possamos corrigir os bugs.

Outros recursos

Para saber mais sobre o Jetpack DataStore, consulte os seguintes recursos extras:

Exemplos

Blogs

• Dar preferência ao armazenamento de dados com o Jetpack DataStore (link em inglês)

Codelabs

• Como trabalhar com o Preferences DataStore
• Como trabalhar com o Proto DataStore