Складиштење података у мобилном развоју: шта је то, методе и како функционише

Локалне базе података: SQLite, Room, Core Data, Realm

За складиштење структурираних података са односима између ентитета користе се релационе базе података.

SQLite

SQLite је уграђена релациона база података која ради на било којој мобилној платформи. Не захтева посебан сервер, подаци се чувају у једној датотеци. SQLite је основа за Room (Android) и опционо за Core Data (iOS). Библиотеке: android.database.sqlite (Android), FMDB/Core Data (iOS), sqflite (Flutter).

Room (Android)

Room је званична библиотека Android Architecture Components за рад са SQLite. Пружа ORM слој: Entity (табела), DAO (упити), Database (улазна тачка). Room проверава SQL упите у време компилације, подржава корутине и Flow и аутоматски мигрира шему.

@Entity
data class User(
    @PrimaryKey val id: Int,
    val name: String,
    val email: String
)

@Dao
interface UserDao {
    @Query("SELECT * FROM user WHERE id = :id")
    suspend fun getUser(id: Int): User?
}

Core Data (iOS)

Core Data је Apple-ов оквир за управљање графом објеката. Није чиста база података — то је слој перзистентности изнад SQLite, XML или бинарног складишта. Core Data управља објектима (NSManagedObject), односима, верзионисањем шеме, поништавањем/понављањем и радом са више нити кроз NSManagedObjectContext.

Realm

Realm је алтернатива SQLite-у, дизајнирана као високоперформансна мобилна база података. Realm је бржи од SQLite-а у читању и писању, подржава реактивна обавештења (Live Objects), шифровање у лету и вишеплатформност (Android, iOS, Flutter, React Native). Недостаци: повећана величина APK/IPA и већа потрошња меморије.

Складишта кључ-вредност и подешавања

За складиштење малих количина података (подешавања, токени, кеш) користе се једноставна складишта парова кључ-вредност.

SharedPreferences (Android)

SharedPreferences је застарело складиште парова кључ-вредност у Android-у. Недостаци: синхрони приступ (блокира UI при читању), недостатак типизације, ризик од ANR-а при учитавању велике датотеке. НИЈЕ препоручљиво за нове пројекте.

DataStore (Jetpack Android)

DataStore је модерна замена за SharedPreferences од Google-а. Ради асинхроно путем Kotlin Coroutines и Flow-а, подржава Preferences DataStore (кључ-вредност) и Proto DataStore (типизирани подаци путем Protobuf-а). DataStore је безбедан за UI нит и подржава трансакције.

NSUserDefaults (iOS)

UserDefaults је стандардно складиште за мала подешавања у iOS-у. Подржава примитивне типове, стрингове, датуме, Data. UserDefaults је синхрони, па није погодан за велике количине података. Регистрација вредности путем register(defaults:) поставља подразумеване вредности.

Облачне базе података: Firebase Firestore и Realtime DB

За складиштење података у апликацијама које захтевају синхронизацију између уређаја користе се Firebase облачне базе података.

Cloud Firestore

Firebase Firestore је NoSQL документациона база података са претплатама у реалном времену, аутоматским скалирањем, моћним упитима и уграђеним офлајн режимом. Подаци се организују у колекције и документе (структуре сличне JSON-у). Firestore подржава трансакције и групне операције. Идеално за четове, феедове и друштвене апликације.

Firebase Realtime Database

Firebase Realtime Database је старија Firebase NoSQL база података која чува податке као једно JSON стабло. Једноставнија од Firestore-а, али мање флексибилна у упитима и скалирању. Препоручује се за једноставне апликације у реалном времену (онлајн статус, једноставни четови).

Безбедно складиштење: Keystore, Keychain и EncryptedSharedPreferences

Складиштење токена, лозинки и кључева за шифровање захтева посебна заштићена складишта.

Android Keystore

Android Keystore је системско складиште за криптографске кључеве. Кључеви се чувају у хардверском окружењу (TEE — Trusted Execution Environment), недоступном апликацијама и оперативном систему. Подржава генерисање кључева, шифровање и потписивање. Android 9+ укључује StrongBox Keymaster (наменски чип).

iOS Keychain

Keychain Services је безбедно iOS складиште за лозинке, кључеве и сертификате. Подаци се шифрују помоћу хардверског Secure Enclave-а. Keychain подржава нивое доступности: Always, WhenUnlocked, WhenUnlockedThisDeviceOnly, AfterFirstUnlock.

EncryptedSharedPreferences (Android)

EncryptedSharedPreferences је омотач око SharedPreferences-а са шифровањем кључева и вредности путем AES256-GCM и HKDF-а. Имплементиран у библиотеци AndroidX Security. Препоручује се за чување токена и осетљивих подешавања.

У IT Sectr-у користимо Android Keystore + EncryptedSharedPreferences за чување refresh токена и биометријских кључева. На iOS-у користимо Keychain са нивоом kSecAttrAccessibleWhenUnlockedThisDeviceOnly за максималну безбедност.

Датотечно складиштење: Internal, External, Cache Directory

За складиштење датотека (слике, видео, документи) мобилне платформе пружају неколико типова складишта.

Android Storage

Android разликује Internal Storage (/data/data/пакет/ — приватно складиште) и External Storage (SD картица или емулирана партиција). Cache Directory је привремено складиште које систем може очистити. Scoped Storage (Android 10+) ограничава приступ External Storage-у — апликације виде само своје датотеке или датотеке путем MediaStore/SAF-а.

iOS Storage

iOS пружа Documents Directory (iCloud резервна копија, трајни подаци), Library/Caches (привремене датотеке, без резервне копије) и Tmp Directory (привремене, могу се очистити). Користите NSFileManager за рад са датотечним системом. iOS 11+ подржава File Provider за облачне датотеке.

Серијализација података: JSON, Protobuf и библиотеке

Серијализација претвара објекте у формат за пренос или складиштење. Десеријализација је обрнут процес.

Формати

JSON (JavaScript Object Notation) је најпопуларнији формат: читљив, флексибилан, подржан од свих платформи. XML је строжи, користи се у застарелим системима. Protobuf (Protocol Buffers) је бинарни формат од Google-а: 3-10 пута компактнији од JSON-а, брже се парсира, има строгу шему. Користи се за системе високог оптерећења и микросервисе.

Android библиотеке

• Gson (Google) — једноставан, флексибилан, али спор. Аутоматски ради са Java/Kotlin објектима
• Moshi (Square) — бржи од Gson-а, боља подршка за Kotlin (не-нул својства, подразумеване вредности, sealed класе)
• kotlinx.serialization — изворна Kotlin серијализација од JetBrains-а, ради у време компилације, подржава JSON, Protobuf, CBOR

iOS библиотеке

JSONSerialization је уграђени API за рад са JSON-ом. Codable (Encodable/Decodable) је модеран Swift протокол за аутоматску серијализацију у JSON, Property List и друге формате.

struct User: Codable {
    let id: Int
    let name: String
    let email: String
}
let user = User(id: 1, name: "Alice", email: "alice@example.com")
let encoder = JSONEncoder()
let jsonData = try encoder.encode(user)

Вишеплатформска решења: Hive, ObjectBox, Drift

За Flutter и React Native постоје сопствене ефикасне библиотеке за складиштење.

Hive (Flutter)

Hive је лагано, брзо key-value складиште за Flutter. Не захтева изворни код (чисти Dart), подржава типизацију путем TypeAdapter-а и ради у изолатима. Идеално за кеш, подешавања и мале количине података.

ObjectBox

ObjectBox је високоперформансна уграђена база података за Flutter, Android и iOS. Бржа је од SQLite-а 10+ пута, користи равну структуру датотека за минимално оптерећење. Подржава односе, упите и реактивне претплате (ObjectBox Dart).

Drift (раније Moor)

Drift је реактивна SQLite библиотека за Flutter и Dart. Пружа типно безбедне упите, миграције, DAO функције и подршку за Stream (реактивна ажурирања). Drift је основни избор за Flutter пројекте који захтевају SQLite.