การจัดเก็บข้อมูลในการพัฒนามือถือ: คืออะไร วิธีการ และ工作原理

ฐานข้อมูลภายในเครื่อง: SQLite, Room, Core Data, Realm

สำหรับการจัดเก็บข้อมูลที่มีโครงสร้างพร้อมความสัมพันธ์ระหว่างเอนทิตี จะใช้ฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์

SQLite

SQLite เป็นฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์แบบฝังที่ทำงานบนแพลตฟอร์มมือถือใดก็ได้ ไม่ต้องใช้เซิร์ฟเวอร์แยกต่างหาก ข้อมูลถูกเก็บในไฟล์เดียว SQLite เป็นพื้นฐานสำหรับ Room (Android) และเลือกใช้สำหรับ Core Data (iOS) ไลบรารี: android.database.sqlite (Android), FMDB/Core Data (iOS), sqflite (Flutter)

Room (Android)

Room เป็นไลบรารี Android Architecture Components อย่างเป็นทางการสำหรับทำงานกับ SQLite มีเลเยอร์ ORM: Entity (ตาราง), DAO (คิวรี), Database (จุดเริ่มต้น) Room ตรวจสอบคิวรี SQL ในเวลาคอมไพล์ รองรับ coroutines และ Flow และโยกย้ายสคีมาโดยอัตโนมัติ

@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 เป็นเฟรมเวิร์กของ Apple สำหรับจัดการกราฟออบเจกต์ ไม่ใช่ฐานข้อมูลบริสุทธิ์ — เป็นเลเยอร์ความคงทนเหนือ SQLite, XML หรือพื้นที่จัดเก็บไบนารี Core Data จัดการออบเจกต์ (NSManagedObject), ความสัมพันธ์, การกำหนดเวอร์ชันสคีมา, เลิกทำ/ทำซ้ำ และการทำงานหลายเธรดผ่าน NSManagedObjectContext

Realm

Realm เป็นทางเลือกของ SQLite ออกแบบมาเป็นฐานข้อมูลมือถือประสิทธิภาพสูง Realm เร็วกว่า SQLite ในการอ่านและเขียน รองรับการแจ้งเตือนแบบรีแอกทีฟ (Live Objects), การเข้ารหัสทันที และข้ามแพลตฟอร์ม (Android, iOS, Flutter, React Native) ข้อเสีย: ขนาด APK/IPA เพิ่มขึ้นและการใช้หน่วยความจำมากขึ้น

พื้นที่จัดเก็บคู่คีย์-ค่าและการตั้งค่า

สำหรับการจัดเก็บข้อมูลปริมาณน้อย (การตั้งค่า, โทเค็น, แคช) จะใช้พื้นที่จัดเก็บคู่คีย์-ค่าแบบง่าย

SharedPreferences (Android)

SharedPreferences เป็นพื้นที่จัดเก็บคู่คีย์-ค่าแบบเดิมใน Android ข้อเสีย: การเข้าถึงแบบซิงโครนัส (บล็อก UI ขณะอ่าน), ขาดการกำหนดชนิด, ความเสี่ยง ANR เมื่อโหลดไฟล์ขนาดใหญ่ ไม่แนะนำสำหรับโปรเจกต์ใหม่

DataStore (Jetpack Android)

DataStore เป็นสิ่งทดแทน SharedPreferences สมัยใหม่จาก Google ทำงานแบบอะซิงโครนัสผ่าน Kotlin Coroutines และ Flow รองรับ Preferences DataStore (คีย์-ค่า) และ Proto DataStore (ข้อมูลชนิดที่กำหนดผ่าน Protobuf) DataStore ปลอดภัยสำหรับเธรด UI และรองรับธุรกรรม

NSUserDefaults (iOS)

UserDefaults เป็นพื้นที่จัดเก็บมาตรฐานสำหรับการตั้งค่าเล็กน้อยใน iOS รองรับชนิดพื้นฐาน, สตริง, วันที่, Data UserDefaults เป็นแบบซิงโครนัส จึงไม่เหมาะสำหรับข้อมูลปริมาณมาก การลงทะเบียนค่าผ่าน register(defaults:) กำหนดค่าเริ่มต้น

ฐานข้อมูลคลาวด์: Firebase Firestore และ Realtime DB

สำหรับการจัดเก็บข้อมูลในแอปพลิเคชันที่ต้องการการซิงค์ระหว่างอุปกรณ์ จะใช้ฐานข้อมูลคลาวด์ Firebase

Cloud Firestore

Firebase Firestore เป็นฐานข้อมูลเอกสาร NoSQL ที่มีการสมัครสมาชิกแบบเรียลไทม์, การปรับขนาดอัตโนมัติ, คิวรีทรงพลัง และโหมดออฟไลน์ในตัว ข้อมูลถูกจัดเป็นคอลเล็กชันและเอกสาร (โครงสร้างคล้าย JSON) Firestore รองรับธุรกรรมและการดำเนินการแบบแบตช์ เหมาะสำหรับแชท, ฟีด และแอปโซเชียล

Firebase Realtime Database

Firebase Realtime Database เป็นฐานข้อมูล NoSQL รุ่นเก่าของ Firebase ที่เก็บข้อมูลเป็นต้นไม้ JSON เดียว ง่ายกว่า Firestore แต่ยืดหยุ่นน้อยกว่าในการคิวรีและการปรับขนาด แนะนำสำหรับแอปพลิเคชันเรียลไทม์แบบง่าย (สถานะออนไลน์, แชทง่าย)

พื้นที่จัดเก็บที่ปลอดภัย: Keystore, Keychain และ EncryptedSharedPreferences

การจัดเก็บโทเค็น, รหัสผ่าน และคีย์เข้ารหัสต้องใช้พื้นที่จัดเก็บที่ป้องกันเป็นพิเศษ

Android Keystore

Android Keystore เป็นพื้นที่จัดเก็บระบบสำหรับคีย์เข้ารหัส คีย์ถูกเก็บในสภาพแวดล้อมฮาร์ดแวร์ (TEE — Trusted Execution Environment) ที่แอปและระบบปฏิบัติการไม่สามารถเข้าถึงได้ รองรับการสร้างคีย์, การเข้ารหัส และการลงนาม Android 9+ มี StrongBox Keymaster (ชิปเฉพาะ)

iOS Keychain

Keychain Services เป็นพื้นที่จัดเก็บที่ปลอดภัยของ iOS สำหรับรหัสผ่าน, คีย์ และใบรับรอง ข้อมูลถูกเข้ารหัสโดยใช้ Secure Enclave ของฮาร์ดแวร์ Keychain รองรับระดับการเข้าถึง: Always, WhenUnlocked, WhenUnlockedThisDeviceOnly, AfterFirstUnlock

EncryptedSharedPreferences (Android)

EncryptedSharedPreferences เป็นตัวหุ้มรอบ SharedPreferences พร้อมการเข้ารหัสคีย์และค่าผ่าน AES256-GCM และ HKDF ใช้งานในไลบรารี AndroidX Security แนะนำสำหรับจัดเก็บโทเค็นและการตั้งค่าที่ละเอียดอ่อน

ที่ IT Sectr เราใช้ Android Keystore + EncryptedSharedPreferences สำหรับจัดเก็บรีเฟรชโทเค็นและคีย์ไบโอเมตริกซ์ บน iOS เราใช้ Keychain ด้วยระดับ kSecAttrAccessibleWhenUnlockedThisDeviceOnly เพื่อความปลอดภัยสูงสุด

พื้นที่จัดเก็บไฟล์: Internal, External, Cache Directory

สำหรับการจัดเก็บไฟล์ (รูปภาพ, วิดีโอ, เอกสาร) แพลตฟอร์มมือถือมีพื้นที่จัดเก็บหลายประเภท

Android Storage

Android แยกความแตกต่างระหว่าง Internal Storage (/data/data/แพ็กเกจ/ — พื้นที่จัดเก็บส่วนตัว) และ External Storage (การ์ด SD หรือพาร์ติชันจำลอง) Cache Directory เป็นพื้นที่จัดเก็บชั่วคราวที่ระบบสามารถล้างได้ Scoped Storage (Android 10+) จำกัดการเข้าถึง External Storage — แอปเห็นเฉพาะไฟล์ของตัวเองหรือไฟล์ผ่าน MediaStore/SAF

iOS Storage

iOS มี Documents Directory (สำรอง iCloud, ข้อมูลถาวร), Library/Caches (ไฟล์ชั่วคราว, ไม่สำรอง) และ Tmp Directory (ชั่วคราว, สามารถล้างได้) ใช้ NSFileManager สำหรับทำงานกับระบบไฟล์ iOS 11+ รองรับ File Provider สำหรับไฟล์คลาวด์

การซีเรียลไลซ์ข้อมูล: JSON, Protobuf และไลบรารี

การซีเรียลไลซ์แปลงออบเจกต์เป็นรูปแบบสำหรับการส่งหรือจัดเก็บ การดีซีเรียลไลซ์เป็นกระบวนการย้อนกลับ

รูปแบบ

JSON (JavaScript Object Notation) เป็นรูปแบบที่นิยมที่สุด: อ่านได้, ยืดหยุ่น, รองรับโดยทุกแพลตฟอร์ม XML เข้มงวดกว่า ใช้ในระบบเดิม Protobuf (Protocol Buffers) เป็นรูปแบบไบนารีจาก Google: กะทัดรัดกว่า JSON 3-10 เท่า, แยกวิเคราะห์เร็วกว่า, มีสคีมาเข้มงวด ใช้สำหรับระบบโหลดสูงและไมโครเซอร์วิส

ไลบรารี Android

• Gson (Google) — ง่าย, ยืดหยุ่น แต่ช้า ทำงานอัตโนมัติกับออบเจกต์ Java/Kotlin
• Moshi (Square) — เร็วกว่า Gson, รองรับ Kotlin ดีกว่า (คุณสมบัติไม่เป็น null, ค่าเริ่มต้น, คลาส sealed)
• kotlinx.serialization — การซีเรียลไลซ์ Kotlin ดั้งเดิมจาก JetBrains, ทำงานในเวลาคอมไพล์, รองรับ JSON, Protobuf, CBOR

ไลบรารี iOS

JSONSerialization เป็น API ในตัวสำหรับทำงานกับ JSON Codable (Encodable/Decodable) เป็นโปรโตคอล Swift สมัยใหม่สำหรับการซีเรียลไลซ์อัตโนมัติเป็น JSON, Property List และรูปแบบอื่นๆ

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)

โซลูชันข้ามแพลตฟอร์ม: Hive, ObjectBox, Drift

สำหรับ Flutter และ React Native มีไลบรารีจัดเก็บข้อมูลที่มีประสิทธิภาพเฉพาะ

Hive (Flutter)

Hive เป็นพื้นที่จัดเก็บคู่คีย์-ค่าแบบเบาและเร็วสำหรับ Flutter ไม่ต้องใช้โค้ดดั้งเดิม (Dart บริสุทธิ์), รองรับการกำหนดชนิดผ่าน TypeAdapter, ทำงานใน isolates เหมาะสำหรับแคช, การตั้งค่า และข้อมูลปริมาณน้อย

ObjectBox

ObjectBox เป็นฐานข้อมูลฝังประสิทธิภาพสูงสำหรับ Flutter, Android และ iOS เร็วกว่า SQLite 10+ เท่า, ใช้โครงสร้างไฟล์แบบแบนเพื่อโอเวอร์เฮดน้อยที่สุด รองรับความสัมพันธ์, คิวรี และการสมัครสมาชิกแบบรีแอกทีฟ (ObjectBox Dart)

Drift (เดิมชื่อ Moor)

Drift เป็นไลบรารี SQLite แบบรีแอกทีฟสำหรับ Flutter และ Dart มีคิวรีที่ปลอดภัยชนิด, การโยกย้าย, ฟังก์ชัน DAO และการสนับสนุน Stream (อัปเดตแบบรีแอกทีฟ) Drift เป็นตัวเลือกหลักสำหรับโปรเจกต์ Flutter ที่ต้องการ SQLite