Firebase là gì? Hướng dẫn chi tiết từ A-Z

Firebase là một nền tảng phát triển ứng dụng của Google, cung cấp một bộ công cụ và dịch vụ toàn diện giúp các nhà phát triển xây dựng, kiểm thử và phát triển ứng dụng di động và web một cách hiệu quả. Mục tiêu chính của Firebase là đơn giản hóa quá trình phát triển ứng dụng, giúp các nhà phát triển tập trung vào trải nghiệm người dùng và tính năng cốt lõi, thay vì phải lo lắng về cơ sở hạ tầng backend phức tạp.

Nền tảng này cung cấp các dịch vụ cơ sở dữ liệu mạnh mẽ hoạt động trên đám mây, tận dụng hạ tầng máy chủ khổng lồ của Google. Bằng cách trừu tượng hóa các thao tác phức tạp với cơ sở dữ liệu, Firebase cho phép lập trình viên dễ dàng tạo ra các ứng dụng tương tác theo thời gian thực, ví dụ như ứng dụng chat, các tính năng xác thực người dùng mạnh mẽ, dịch vụ gửi thông báo (Cloud Messaging), và nhiều hơn nữa. Về cơ bản, Firebase có thể đóng vai trò là một backend “all-in-one” cho ứng dụng của bạn.

Firebase cung cấp các gói dịch vụ miễn phí với nhiều tính năng hữu ích, tuy nhiên, khi ứng dụng phát triển và có nhu cầu sử dụng tài nguyên lớn hơn, người dùng cần cân nhắc nâng cấp lên các gói trả phí. Cần lưu ý rằng chi phí nâng cấp có thể trở nên đáng kể so với việc xây dựng một backend truyền thống, đặc biệt đối với các ứng dụng quy mô lớn.

Lịch sử phát triển của Firebase

Firebase có nguồn gốc từ Envolve, một công ty khởi nghiệp được thành lập vào năm 2011 bởi James Tamplin và Andrew Lee. Sau đó, vào tháng 9 năm 2011, họ chính thức thành lập Firebase như một công ty độc lập. Firebase lần đầu tiên được ra mắt công chúng vào tháng 4 năm 2012.

Firebase hiện đang được sở hữu và phát triển bởi Google

Sản phẩm tiên phong của Firebase là Cơ sở dữ liệu thời gian thực (Firebase Realtime Database). Đây là một API cho phép đồng bộ hóa dữ liệu ứng dụng trên các thiết bị iOS, Android và Web một cách liền mạch, đồng thời dữ liệu này được lưu trữ trên đám mây của Firebase. Sản phẩm này là cứu cánh cho các nhà phát triển muốn xây dựng ứng dụng cộng tác và có tính năng thời gian thực.

Vào tháng 10 năm 2014, Firebase đã chính thức thuộc về Google. Kể từ đó, Firebase không ngừng bổ sung và phát triển thêm nhiều tính năng, dịch vụ mới, ngày càng được cộng đồng nhà phát triển ưa chuộng và triển khai trong các dự án của họ.

Những dịch vụ nổi bật của Firebase

Firebase cung cấp một hệ sinh thái phong phú, được chia thành hai nhóm sản phẩm chính, tập trung vào các giai đoạn và nhu cầu khác nhau của việc phát triển ứng dụng.

Develop & test your app (Phát triển và kiểm thử ứng dụng)

Để hỗ trợ tối đa cho quá trình phát triển và kiểm thử ứng dụng, Firebase cung cấp các công cụ sau:

• Realtime Database: Dịch vụ cơ sở dữ liệu NoSQL mạnh mẽ, cho phép đồng bộ hóa dữ liệu người dùng theo thời gian thực. Đặc biệt, nó hỗ trợ hoạt động tốt ngay cả khi người dùng không có kết nối mạng, đảm bảo trải nghiệm liền mạch. Realtime Database hỗ trợ đa nền tảng mạnh mẽ, bao gồm Android, iOS, Web, C++, Unity, và Xamarin.
• Crashlytics: Một công cụ theo dõi và ghi nhận lỗi ứng dụng tập trung. Crashlytics thu thập thông tin chi tiết về các sự cố ứng dụng xảy ra trên thiết bị của người dùng, giúp nhà phát triển nhanh chóng xác định và khắc phục các lỗi nghiêm trọng.
• Cloud Firestore: Cơ sở dữ liệu NoSQL thế hệ mới, được lưu trữ trên hạ tầng cloud của Google. Nó cung cấp khả năng mở rộng quy mô toàn cầu, đồng bộ dữ liệu nhanh chóng giữa người dùng và thiết bị, và có các truy vấn mạnh mẽ hơn so với Realtime Database.
• Authentication: Cung cấp một giải pháp bảo mật và đơn giản hóa quy trình quản lý người dùng. Firebase Auth hỗ trợ nhiều phương thức xác thực đa dạng như email/mật khẩu, các nhà cung cấp bên thứ ba (Google, Facebook, Twitter, v.v.) và tích hợp với hệ thống tài khoản hiện có của bạn.
• Test Lab: Cho phép thực hiện kiểm thử tự động và tùy chỉnh ứng dụng trên một loạt các thiết bị ảo và vật lý do Google cung cấp, giúp đảm bảo ứng dụng hoạt động tốt trên nhiều cấu hình thiết bị khác nhau.
• Các công cụ khác: Bao gồm Performance Monitoring (Giám sát hiệu suất), Cloud Storage (Lưu trữ đám mây), Cloud Functions (Hàm đám mây – cho phép chạy mã backend trên server mà không cần tự quản lý server), và nhiều tiện ích khác.

Grow & engage your audience (Thu hút và tương tác với người dùng)

Để hỗ trợ phân tích dữ liệu và tối ưu hóa trải nghiệm người dùng, Firebase cung cấp các công cụ sau:

• Firebase Analytics: Một giải pháp phân tích miễn phí và không giới hạn, cung cấp thông tin chi tiết về hành vi người dùng thông qua một bảng điều khiển duy nhất. Bằng cách phân tích thuộc tính và hành vi của người dùng, nhà phát triển có thể đưa ra các quyết định chiến lược sáng suốt về lộ trình phát triển sản phẩm.

Bạn có nên sử dụng Firebase không?

Việc lựa chọn Firebase để phát triển ứng dụng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm quy mô dự án, đội ngũ phát triển và ngân sách. Dưới đây là những ưu và nhược điểm chính để bạn cân nhắc:

Ưu điểm

• Triển khai ứng dụng nhanh chóng: Firebase giúp tiết kiệm đáng kể thời gian quản lý backend, đồng bộ dữ liệu thông qua các API mạnh mẽ và hỗ trợ đa nền tảng, cho phép nhà phát triển tập trung vào công việc chính.
• Bảo mật: Nền tảng cloud, kết nối qua SSL, và các cơ chế bảo mật dữ liệu giúp người dùng yên tâm về tính bảo mật của ứng dụng.
• Sự ổn định: Được xây dựng trên nền tảng cloud mạnh mẽ của Google, các dịch vụ Firebase luôn đảm bảo độ ổn định cao. Quá trình nâng cấp và bảo trì hệ thống cũng diễn ra nhanh chóng và đơn giản.
• Miễn phí cho các dự án nhỏ: Với các gói dịch vụ miễn phí, Firebase là lựa chọn tuyệt vời cho các dự án cá nhân, startup hoặc khi bạn muốn thử nghiệm ý tưởng.

Nhược điểm

• Mô hình cơ sở dữ liệu khác biệt: Cơ sở dữ liệu của Firebase (đặc biệt là Realtime Database) được tổ chức theo cấu trúc cây (tree-like structure), khác biệt so với mô hình bảng (relational table) quen thuộc của SQL. Điều này có thể đòi hỏi nhà phát triển phải làm quen và điều chỉnh cách tiếp cận.
• Chi phí có thể tăng cao ở quy mô lớn: Như đã đề cập, chi phí cho các gói nâng cao có thể trở nên đắt đỏ khi ứng dụng có lượng người dùng và dữ liệu lớn.
• Khả năng tùy chỉnh hạn chế trên một số khía cạnh: Mặc dù linh hoạt, Firebase cung cấp một giải pháp “trọn gói”. Đối với các yêu cầu backend cực kỳ đặc thù hoặc phức tạp, việc xây dựng một backend tùy chỉnh có thể cho phép kiểm soát và năng lực tùy biến cao hơn.

Tóm lại, Firebase là một nền tảng mạnh mẽ giúp bạn:

• Nhanh chóng phát triển các ứng dụng chất lượng cao.
• Xây dựng ứng dụng cho lượng người dùng lớn một cách hiệu quả.
• Tăng cường khả năng thu hút và giữ chân người dùng, từ đó có thể gia tăng doanh thu.

Có nên dùng cho các ứng dụng lớn?

Firebase cung cấp hai nhóm sản phẩm chính: Develop & test your app (phát triển và kiểm thử) và Grow & engage your audience (thu hút và tương tác người dùng).

Nếu bạn là người mới bắt đầu với Firebase, đang học hoặc sử dụng nó cho các ứng dụng nhỏ và cảm thấy hài lòng, thì bài viết này có thể cung cấp thêm thông tin tham khảo. Tuy nhiên, nếu bạn đang cân nhắc sử dụng Firebase làm nền tảng chính cho các ứng dụng quy mô lớn, đặc biệt là khi lưu trữ toàn bộ dữ liệu trên Firebase, thì những phân tích dưới đây sẽ hữu ích.

Hãy cùng xem xét chi tiết về Realtime Database của Firebase, một dịch vụ cốt lõi cho phép lưu trữ và đồng bộ dữ liệu người dùng theo thời gian thực. Nó có khả năng lưu trữ và truy xuất dữ liệu từ máy chủ với tốc độ rất nhanh, sử dụng cơ sở dữ liệu NoSQL và hoạt động trên nền tảng đám mây. Dữ liệu có thể được ghi và đọc chỉ trong vài mili giây, ngay cả khi người dùng không có kết nối mạng, đảm bảo trải nghiệm liền mạch.

Firebase đã quá nổi tiếng, nhưng chúng ta hãy tập trung vào các tình huống cụ thể với Realtime Database.

Hãy xem xét trường hợp sau:

• Bạn đang phát triển một ứng dụng thương mại điện tử và dự định sử dụng Firebase để lưu trữ dữ liệu. Ứng dụng có tính năng “Wishlist” (Danh sách yêu thích).
• Người dùng có thể thêm số lượng lớn sản phẩm vào Wishlist của họ mà không bị trùng lặp về sản phẩm.
• Làm thế nào để xây dựng cấu trúc lưu trữ trong Firebase sao cho tính năng này hoạt động hiệu quả nhất?

Giải pháp 1: Mỗi user có key “wish_list”, bên trong chứa luôn các products họ yêu thích

Đây là giải pháp đơn giản nhất. Bạn chỉ cần thêm toàn bộ đối tượng sản phẩm vào danh sách “wish_list” của người dùng. Khi cần hiển thị, bạn chỉ cần lắng nghe (listen) vào trường “wish_list” của người dùng hiện tại là có dữ liệu ngay lập tức.

Tuy nhiên, vấn đề phát sinh lớn khi cập nhật sản phẩm (ví dụ: thay đổi giá, tình trạng sản phẩm): Bạn sẽ phải quét qua toàn bộ danh sách sản phẩm trong Wishlist của tất cả người dùng để cập nhật. Điều này tốn rất nhiều thời gian, băng thông và dễ dẫn đến mất tính nhất quán dữ liệu. Hơn nữa, cấu trúc dữ liệu này không được “flatten” (phẳng hóa), đi ngược lại các best practice trong thiết kế cơ sở dữ liệu.

Giải pháp 2: Tạo riêng WishList ở ngoài, trong mỗi item có key UserID để biết là của ai

Giải pháp này khắc phục được nhược điểm về cập nhật sản phẩm. Bạn không cần quét qua tất cả người dùng nữa, việc cập nhật sản phẩm sẽ nhanh hơn nhiều.

Tuy nhiên, một vấn đề khó chịu khác xuất hiện: Nếu bạn chỉ muốn realtime cho Wishlist của người dùng đang đăng nhập, cách này lại không cho phép. Client của bạn sẽ luôn nhận được event cập nhật mỗi khi bất kỳ người dùng nào trên hệ thống tương tác vào WishList. Điều này ảnh hưởng đáng kể đến hiệu năng của ứng dụng.

Giải pháp 3: Làm theo kiểu RDBMS, chỉ nhớ Product IDs thôi

Cách này có thể bao gồm việc lưu một mảng các Product IDs trực tiếp trong trường dữ liệu của user, hoặc tạo một object riêng để ánh xạ UserID với ProductID.

Dù thực hiện theo cách nào, việc lấy thông tin chi tiết sản phẩm từ Wishlist sẽ trở nên rắc rối. Ví dụ, nếu Wishlist của bạn chứa các Product ID là [1, 4, 8], bạn sẽ phải thực hiện 3 yêu cầu truy vấn để lấy chi tiết của các sản phẩm tương ứng. Vì các hàm lấy chi tiết này chạy không đồng bộ (async), bạn sẽ phải sử dụng các kỹ thuật như group queues hoặc các lập trình tương đương để đảm bảo đã lấy xong tất cả chi tiết trước khi hiển thị.

Mọi rắc rối này đều xuất phát từ hạn chế của Firebase trong việc thực hiện các câu lệnh truy vấn phức tạp như JOIN object hay các thao tác Map-Reduce để kết hợp dữ liệu từ nhiều nguồn. Bài toán trên, tưởng chừng đơn giản, lại là một vấn đề phổ biến gặp phải trong nhiều ứng dụng thực tế.

Loại ứng dụng nào có thể được phát triển với Firebase?

Với sự đa dạng và linh hoạt của mình, Firebase là nền tảng phù hợp để phát triển hầu hết các loại ứng dụng, bao gồm:

• Ứng dụng iOS.
• Ứng dụng Android.
• Ứng dụng Web chạy trên trình duyệt.

Các dịch vụ của Firebase là gì?

Các lợi ích mà Google Firebase mang lại cho người dùng chủ yếu đến từ hệ thống dịch vụ phong phú, được chia thành hai nhóm công cụ sản phẩm chính:

Nhóm công cụ Firebase Develop & Test Your App

Nhóm công cụ này tập trung vào việc hỗ trợ nhà phát triển trong suốt quá trình xây dựng và hoàn thiện ứng dụng, bao gồm các dịch vụ nổi bật sau:

• Realtime Database
• Crashlytics
• Cloud Firestore
• Authentication
• Cloud Functions
• Cloud Storage
• Hosting
• Test Lab for Android
• Performance Monitoring

Dưới đây là mô tả tóm tắt về các dịch vụ chính:

Realtime Database

Lưu trữ và đồng bộ dữ liệu người dùng theo thời gian thực trên các nền tảng như Android, iOS, Web, C++, Unity và Xamarin. Cho phép lưu trữ và truy xuất dữ liệu từ máy chủ nhanh chóng.

Crashlytics

Hệ thống theo dõi và lưu trữ thông tin lỗi ứng dụng chi tiết, giúp nhà phát triển nhanh chóng nắm bắt và xử lý các sự cố.

Cloud Firestore

Dịch vụ lưu trữ và đồng bộ dữ liệu quy mô toàn cầu, sử dụng cơ sở dữ liệu NoSQL trên hạ tầng cloud, cung cấp khả năng mở rộng và truy vấn mạnh mẽ.

Authentication

Cung cấp giải pháp quản lý người dùng an toàn và đơn giản, hỗ trợ nhiều phương thức xác thực như email/mật khẩu, Google, Facebook, v.v.

Cloud Functions

Cho phép thực thi mã backend tùy chỉnh mà không cần quản lý server. Hữu ích cho việc tạo các tác vụ tự động, xử lý dữ liệu, hoặc xây dựng các API đơn giản.

Cloud Storage

Giải pháp lưu trữ mạnh mẽ, đơn giản và tiết kiệm chi phí cho nội dung do người dùng tạo ra như hình ảnh, âm thanh và video.

Hosting

Dịch vụ lưu trữ web hiệu quả, cung cấp các công cụ chuyên biệt cho các trang web hiện đại, giúp quá trình triển khai và quản lý dễ dàng.

Test Lab for Android

Công cụ tự động chạy thử nghiệm ứng dụng trên nhiều thiết bị ảo và vật lý của Google, đảm bảo chất lượng trên các cấu hình khác nhau.

Performance Monitoring

Dịch vụ chẩn đoán và theo dõi hiệu suất ứng dụng, giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến trải nghiệm người dùng.

Nhóm công cụ Firebase Grow & Engage Your Audience

Nhóm này tập trung vào việc giúp nhà phát triển phân tích hành vi người dùng, tối ưu hóa chiến lược tiếp thị và tăng cường sự tương tác, bao gồm:

• Google Analytics
• Cloud Messaging
• Predictions
• Firebase Dynamic Links
• Remote Config
• Invites
• App Indexing
• AdMob
• AdWords

Mô tả tóm tắt các công cụ này:

Google Analytics

Phân tích thuộc tính và hành vi người dùng chi tiết, cung cấp báo cáo theo thời gian thực và khả năng xuất dữ liệu thô sang Google BigQuery để phân tích nâng cao.

Cloud Messaging

Dịch vụ gửi tin nhắn và thông báo miễn phí đến người dùng trên Android, iOS và Web. Cho phép gửi đến nhóm thiết bị, chủ đề hoặc phân đoạn người dùng cụ thể.

Predictions

Tạo nhóm người dùng động dựa trên hành vi dự đoán, giúp tối ưu hóa chiến dịch nhắm mục tiêu cho các dịch vụ khác như thông báo hay cấu hình từ xa.

Firebase Dynamic Links

Sử dụng liên kết động để mang lại trải nghiệm người dùng liền mạch, hỗ trợ chuyển đổi sang ứng dụng gốc, chia sẻ nội dung giữa người dùng và các chiến dịch tiếp thị.

Remote Config

Cho phép tùy chỉnh hiển thị ứng dụng cho từng người dùng, thay đổi giao diện, triển khai tính năng mới dần dần, chạy thử nghiệm A/B mà không cần cập nhật phiên bản ứng dụng.

Invites

Công cụ cho phép người dùng chia sẻ mã giới thiệu, nội dung yêu thích qua email và SMS. Tích hợp với Google Analytics để theo dõi hiệu quả lời mời.