移动应用中的 Realm：它是什么以及如何工作

什么是 Realm？

Realm 是一种面向对象的数据库，专为移动应用而创建。与 SQLite 不同，Realm 不使用 SQL 和关系模型——数据以活动对象（Live Objects）的形式存储，可以直接访问，无需中间 ORM 层。开发人员使用语言的原生对象（Swift、Kotlin、Dart）工作，这些对象会自动保存到数据库中。

Realm 于 2014 年作为初创公司 Realm Inc. 出现，并于 2019 年被 MongoDB Inc. 收购。此后，Realm 作为 MongoDB Realm 发展——是用于移动数据同步的统一 Atlas Device Sync 平台的一部分。本地 Realm 数据库保持免费和开源（Apache 2.0 许可证），而 Realm Sync（云同步）则通过订阅分发。

根据 MongoDB Developer Report（2025），Realm 被 15% 的移动应用用作主要本地存储。主要场景包括具有离线模式、复杂对象模型和设备间同步需求的应用，在这些场景中，Realm 在开发速度和对象操作便利性方面优于 SQLite。

Realm 的原则

Live Objects 每个 Realm 对象通过内存映射文件（memory-mapped file）连接到磁盘。在任何线程中更改对象会立即反映在所有其他线程中，无需手动通知。当数据通过 Realm 通知更改时，用户界面会自动重绘。Zero-copy Realm 不将数据从数据库复制到对象，对象本身就是内存中的数据。

Realm 的结构：架构和存储

Realm 核心 用 C++ 编写，并使用 B+ 树进行数据索引。与 SQLite 不同（其中每一行是关系表中的一条记录），Realm 将对象存储为图结构中的节点，节点之间有直接引用（前向指针）。对象之间的关系不是外键，而是直接指针，从而消除了对 JOIN 操作的需求。

Realm 文件（.realm 扩展名）是内存映射的——操作系统本身在访问时管理文件页到内存的加载。这使得 Realm 能够处理超过可用运行内存的数据库，并确保对于适合 RAM 的数据，读取延迟达到语言原生数据结构（Swift Array 或 Kotlin List）的水平。

Zero-copy 和 Live Objects

内存映射文件 是 Realm 的关键技术。与将数据从数据库文件复制到语言对象（如 SQLite 通过 sqlite3_step + sqlite3_column_* 所做的那样）不同，Realm 将数据库文件直接映射到进程的地址空间。语言对象只是映射内存中数据的指针。更改对象会更改磁盘上的数据库，无需单独的保存调用。

内存消耗 Realm 在主动读取时更高（整个文件或大部分映射到内存中），但在写入操作时更低，因为不需要为对象副本分配内存。对于移动设备上最大 1 GB 的数据库，内存映射方法比具有中间复制的 SQLite 提供更好的整体性能。

Realm vs SQLite vs Core Data：比较

SQLite 是一个具有 SQL 和 ACID 事务的关系型数据库管理系统。Realm 是一个具有内存映射访问的对象 NoSQL 数据库。Core Data 是 Apple 在 SQLite 之上的 ORM 层。三种方法各有其应用领域和优势。Realm 在直接对象访问速度和响应性方面胜出，SQLite 在通用性和成熟度方面，Core Data 在与 Apple 生态系统的集成方面。

由于零拷贝访问，Realm 在读取操作上的性能比 SQLite 高 10-50%。在写入操作上，Realm 也更快，因为没有 SQL 语法解析和直接修改内存映射页面。然而，Realm 在处理大型数据库（>500 MB）时可能消耗更多运行内存，因为文件完全映射到地址空间。

Realm 和 SQLite 之间的选择通常取决于优先级：开发速度和响应性（Realm）与控制和通用性（SQLite）。Realm 特别适合 MVP 和原型，其中数据模型经常变化，快速获取实时 UI 更新很重要。SQLite/Room 更适合具有大量数据和复杂分析查询的成熟产品。

Android 上的 Realm：Kotlin SDK

Realm Kotlin SDK 是适用于 Android 的官方库，用 Kotlin 编写（不是 Java SDK 的封装）。数据模型通过继承自 RealmObject 的类定义，使用 @PrimaryKey 注解表示唯一标识符。Realm Kotlin 支持 Kotlin Coroutines、Flow 和 KSP（Kotlin 符号处理）以在编译时生成代码。

RealmQuery 提供无需 SQL 的类型安全过滤 API。查询通过方法链构建：query → filter → sort → find。结果可以作为列表返回（加载到内存中）或作为 Flow 返回（响应式流，在数据更改时更新）。Realm Kotlin 还支持嵌套对象和列表（RealmList）。

Realm Kotlin SDK 示例

Realm 的数据模型 定义为实现 RealmObject 接口的数据类。_id 字段用 @PrimaryKey 标记以进行唯一标识。“一对多”关系通过 RealmList 实现——一个其他 RealmObject 的列表。所有写入操作（create、update、delete）都在 write 事务块内执行。

class Project : RealmObject {
    @PrimaryKey
    var _id: ObjectId = ObjectId().generate()
    var name: String = ""
    var tasks: RealmList<Task> = realmListOf()
}

class Task : RealmObject {
    @PrimaryKey
    var _id: ObjectId = ObjectId().generate()
    var title: String = ""
    var isComplete: Boolean = false
}

val config = Realm.Configuration.Builder(
    schema = setOf(Project::class, Task::class)
).build()

val realm = Realm.open(config)
realm.write { transactionRealm ->
    val project = copyToRealm(Project().apply {
        name = "Mobile App"
    })
    project.tasks.add(copyToRealm(Task().apply {
        title = "Design UI"
    }))
}

val projects: Flow<RealmResults<Project>> =
    realm.query<Project>()
        .sort(Project::name, Sort.ASCENDING)
        .asFlow()

返回 Flow 的 查询会在 Realm 中的任何数据更改时自动发出新结果：添加、更新或删除 Project 或 Task。Flow 方法与 Compose 完美结合：ViewModel 中的 collectAsState() 在数据更改时自动重新组合 UI，无需手动更新列表适配器或使用 LiveData。

iOS 上的 Realm：Swift SDK

Realm Swift SDK 提供原生 Swift API，支持 async/await、Combine Publishers 和 Swift Concurrency。数据模型定义为继承自 Object 的类，使用 @Persisted 注解属性。Realm Swift 在更改时自动更新对象，通知（NotificationToken）允许订阅单个对象或集合的更改。

@ObservedRealmObject 和 @ObservedResults 是用于 SwiftUI 的属性包装器，可在 Realm 数据更改时自动重绘视图。@ObservedResults 处理查询结果，@ObservedRealmObject 处理特定对象。这两个属性在视图反初始化时取消订阅。

Realm Swift SDK 示例

SwiftUI 集成 是 Realm SDK 的优势之一。@ObservedResults 属性包装器将 Realm 查询与 SwiftUI 中的显示连接起来。当任何任务更改时，SwiftUI 自动重新组合列表。realm.writeAsync 在后台线程上执行事务，不会阻塞 UI。

import RealmSwift

class TaskItem: Object, Identifiable {
    @Persisted(primaryKey: true) var _id: ObjectId
    @Persisted var title: String = ""
    @Persisted var isDone: Bool = false
    @Persisted var priority: Int = 0
}

struct TaskListView: View {
    @ObservedResults(TaskItem.self,
        sortDescriptor: SortDescriptor(["priority"]))
    var tasks

    var body: some View {
        List {
            ForEach(tasks) { task in
                TaskRow(task: task)
            }
        }
        Button("添加任务") {
            let realm = try! Realm()
            try! realm.write {
                realm.add(TaskItem(value: ["title": "New task"]))
            }
        }
    }
}

@ObservedResults 自动管理 Realm 查询的生命周期：创建视图时建立更改订阅，销毁时取消订阅。属性包装器接受可选谓词（NSPredicate）和排序。这消除了手动编写 fetch 查询、创建 ViewModel 和订阅 Realm 通知的需求。

Realm 的使用场景

离线应用 Realm 非常适合数据需要在没有互联网的情况下可用的场景。内置同步（Realm Sync 与 MongoDB Atlas）在连接到网络时自动解决冲突。应用继续使用本地数据工作，后台同步在有连接时更新数据。

响应式界面 Live Objects 和 Flow/Combine 通知使 Realm 成为数据频繁变化的应用的便捷选择：聊天、任务流、共享文档。UI 在添加、修改或删除数据时自动更新，无需手动调用 reloadData 或 invalidate。

跨平台项目 Realm 支持 Kotlin Multiplatform（KMP）、Flutter、React Native 和 Xamarin。数据模型定义一次并在所有平台上使用。这减少了代码重复，并保证了具有共享业务逻辑的 iOS 和 Android 应用之间数据模式的一致性。

Realm Sync：通过 MongoDB Atlas 同步

Realm Sync 是内置于 MongoDB Atlas 的云服务。应用自动在用户设备和服务器之间同步数据。冲突根据 “最后写入获胜”策略或通过服务器上的自定义冲突解决函数解决。Realm Sync 支持部分同步（数据子集）以减少流量。

class SyncRepository {
    private val app = App(
        AppConfiguration(
            appId = "my-realm-app-id"
        )
    )

    suspend fun syncData() {
        val user = app.login(Credentials.anonymous())
        val config = SyncConfiguration.Builder(
            user, setOf(Project::class)
        ).build()

        val syncedRealm = Realm.open(config)
        // 自动同步已激活
    }
}

SyncConfiguration 配置与 MongoDB Atlas 的连接并定义要同步的模型集。用户认证后，Realm 自动从云端加载数据并将其与本地更改合并。同步在后台线程上运行，不需要手动调用——只需使用 SyncConfiguration 创建 Realm 实例即可。