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Transazioni Cloud Datastore

Una transazione è un insieme di operazioni Datastore su una o più entità in un massimo di 25 gruppi di entità. Ogni transazione è garantita come atomica, il che significa che le transazioni non vengono mai applicate parzialmente. Vengono applicate tutte le operazioni della transazione o nessuna di queste.

Utilizzo delle transazioni

Le transazioni hanno una durata massima di 270 secondi con un periodo di scadenza di inattività di 10 secondi dopo 30 secondi.

Un'operazione potrebbe non riuscire quando:

Sono state tentate troppe modifiche simultanee nello stesso gruppo di entità.
La transazione supera un limite di risorse.
Il data store rileva un errore interno.

In tutti questi casi, l'API Datastore restituisce un errore.

Le transazioni sono una funzionalità facoltativa di Datastore; non è necessario utilizzare le transazioni per eseguire operazioni di Datastore.

Un'applicazione può eseguire un insieme di istruzioni e operazioni Datastore in una singola transazione, in modo che se un'istruzione o un'operazione genera un'eccezione, nessuna delle operazioni Datastore nel set verrà applicata. L'applicazione definisce le azioni da eseguire nella transazione.

Lo snippet seguente mostra come eseguire una transazione utilizzando l'API Datastore. Trasferisce denaro da un account all'altro.

C#

Per scoprire come installare e utilizzare la libreria client per Cloud Datastore, consulta Librerie client di Cloud Datastore. Per ulteriori informazioni, consulta la documentazione di riferimento dell'API Cloud Datastore C#.

Per eseguire l'autenticazione in Cloud Datastore, configura le credenziali predefinite dell'applicazione. Per ulteriori informazioni, consulta Configurare l'autenticazione per un ambiente di sviluppo locale.

private void TransferFunds(Key fromKey, Key toKey, long amount)
{
    using (var transaction = _db.BeginTransaction())
    {
        var entities = transaction.Lookup(fromKey, toKey);
        entities[0]["balance"].IntegerValue -= amount;
        entities[1]["balance"].IntegerValue += amount;
        transaction.Update(entities);
        transaction.Commit();
    }
}

Go

Per informazioni su come installare e utilizzare la libreria client per Cloud Datastore, consulta Librerie client di Cloud Datastore. Per ulteriori informazioni, consulta la documentazione di riferimento dell'API Cloud Datastore Go.

Per eseguire l'autenticazione in Cloud Datastore, configura le credenziali predefinite dell'applicazione. Per ulteriori informazioni, vedi Configura l'autenticazione per un ambiente di sviluppo locale.

type BankAccount struct {
	Balance int
}

const amount = 50
keys := []*datastore.Key{to, from}
tx, err := client.NewTransaction(ctx)
if err != nil {
	log.Fatalf("client.NewTransaction: %v", err)
}
accs := make([]BankAccount, 2)
if err := tx.GetMulti(keys, accs); err != nil {
	tx.Rollback()
	log.Fatalf("tx.GetMulti: %v", err)
}
accs[0].Balance += amount
accs[1].Balance -= amount
if _, err := tx.PutMulti(keys, accs); err != nil {
	tx.Rollback()
	log.Fatalf("tx.PutMulti: %v", err)
}
if _, err = tx.Commit(); err != nil {
	log.Fatalf("tx.Commit: %v", err)
}

Java

Per informazioni su come installare e utilizzare la libreria client per Cloud Datastore, consulta Librerie client di Cloud Datastore. Per ulteriori informazioni, consulta API Cloud Datastore Java documentazione di riferimento.

void transferFunds(Key fromKey, Key toKey, long amount) {
  Transaction txn = datastore.newTransaction();
  try {
    List<Entity> entities = txn.fetch(fromKey, toKey);
    Entity from = entities.get(0);
    Entity updatedFrom =
        Entity.newBuilder(from).set("balance", from.getLong("balance") - amount).build();
    Entity to = entities.get(1);
    Entity updatedTo =
        Entity.newBuilder(to).set("balance", to.getLong("balance") + amount).build();
    txn.put(updatedFrom, updatedTo);
    txn.commit();
  } finally {
    if (txn.isActive()) {
      txn.rollback();
    }
  }
}

Node.js

async function transferFunds(fromKey, toKey, amount) {
  const transaction = datastore.transaction();
  await transaction.run();
  const results = await Promise.all([
    transaction.get(fromKey),
    transaction.get(toKey),
  ]);
  const accounts = results.map(result => result[0]);

  accounts[0].balance -= amount;
  accounts[1].balance += amount;

  transaction.save([
    {
      key: fromKey,
      data: accounts[0],
    },
    {
      key: toKey,
      data: accounts[1],
    },
  ]);

  return await transaction.commit();
}

PHP

/**
 * Update two entities in a transaction.
 *
 * @param string $fromKeyId
 * @param string $toKeyId
 * @param int $amount
 * @param string $namespaceId
 */
function transfer_funds(
    string $fromKeyId,
    string $toKeyId,
    int $amount,
    string $namespaceId = null
) {
    $datastore = new DatastoreClient(['namespaceId' => $namespaceId]);
    $transaction = $datastore->transaction();
    $fromKey = $datastore->key('Account', $fromKeyId);
    $toKey = $datastore->key('Account', $toKeyId);
    // The option 'sort' is important here, otherwise the order of the result
    // might be different from the order of the keys.
    $result = $transaction->lookupBatch([$fromKey, $toKey], ['sort' => true]);
    if (count($result['found']) != 2) {
        $transaction->rollback();
    }
    $fromAccount = $result['found'][0];
    $toAccount = $result['found'][1];
    $fromAccount['balance'] -= $amount;
    $toAccount['balance'] += $amount;
    $transaction->updateBatch([$fromAccount, $toAccount]);
    $transaction->commit();
}

Python

from google.cloud import datastore

# For help authenticating your client, visit
# https://cloud.google.com/docs/authentication/getting-started
client = datastore.Client()

def transfer_funds(client, from_key, to_key, amount):
    with client.transaction():
        from_account = client.get(from_key)
        to_account = client.get(to_key)

        from_account["balance"] -= amount
        to_account["balance"] += amount

        client.put_multi([from_account, to_account])

Ruby

def transfer_funds from_key, to_key, amount
  datastore.transaction do |tx|
    from = tx.find from_key
    from["balance"] -= amount
    to = tx.find to_key
    to["balance"] += amount
    tx.save from, to
  end
end

Tieni presente che, per mantenere i nostri esempi più concisi, a volte omettiamo rollback se la transazione non va a buon fine. Nel codice di produzione è importante garantire che per ogni transazione venga eseguito esplicitamente il commit o il rollback.

Operazioni consentite in una transazione

Tutte le operazioni Datastore in una transazione possono operare su un massimo di venticinque gruppi di entità. Sono incluse le query per le entità in base all'antenato, il recupero delle entità in base alla chiave, l'aggiornamento delle entità e l'eliminazione delle entità.

Quando due o più transazioni tentano contemporaneamente di modificare entità in uno o più gruppi di entità comuni, solo la prima transazione per eseguire il commit delle modifiche può avere esito positivo. tutti gli altri avranno esito negativo al momento del commit. A causa di questa progettazione, l'utilizzo dei gruppi di entità limita il numero di scritture simultanee che puoi eseguire su qualsiasi entità dei gruppi. Quando viene avviata una transazione, Datastore utilizza il controllo della contemporaneità ottimistico controllando l'ora dell'ultimo aggiornamento per i gruppi di entità utilizzati nella transazione. Una volta eseguito il commit di una transazione per i gruppi di entità, Datastore controlla di nuovo l'ora dell'ultimo aggiornamento per i gruppi di entità utilizzati nella transazione. Se è cambiato rispetto al nostro controllo iniziale, viene restituito un errore. Per una spiegazione dei gruppi di entità, vedi Percorsi degli antenati.

Isolamento e coerenza

Al di fuori delle transazioni, il livello di isolamento di Datastore è il più vicino al commit in grado di leggere. All'interno delle transazioni viene applicato l'isolamento serializzabile. Ciò significa che un'altra transazione non può modificare contemporaneamente i dati letti o modificati da questa transazione. Leggi il wiki sull'isolamento serializzabile e Per ulteriori informazioni, consulta l'articolo sull'isolamento delle transazioni. livelli di isolamento.

In una transazione, tutte le letture riflettono lo stato attuale e coerente di Datastore nel momento in cui è iniziata la transazione. Query e ricerche all'interno di un per ogni transazione verrà mostrato un unico snapshot coerente di Datastore all'inizio della transazione. Le entità e le righe di indice nei gruppi di entità della transazione vengono aggiornate in modo che le query restituiscano l'insieme completo e corretto di entità di risultato, senza i falsi positivi o falsi negativi descritti in Isolamento delle transazioni che possono verificarsi nelle query al di fuori delle transazioni.

Questa vista istantanea coerente si estende anche alle letture dopo le scritture all'interno delle transazioni. A differenza della maggior parte dei database, le query e gli accessi in una transazione Datastore non vedono il valore i risultati delle precedenti scritture all'interno della transazione. Nello specifico, se un'entità viene modificata o eliminata all'interno di una transazione, una query o una ricerca restituisce la versione originale dell'entità dall'inizio della transazione, oppure non restituisce nulla se l'entità non esisteva in quel momento.

Utilizzi delle transazioni

Un utilizzo delle transazioni consiste nell'aggiornare un'entità con un nuovo valore della proprietà rispetto al valore attuale. L'esempio transferFunds riportato sopra lo fa per due entità, prelevando denaro da un account e trasferendolo in un altro. L'API Datastore non riprova automaticamente transazioni, ma puoi aggiungere la tua logica per riprovare, ad esempio per gestire i conflitti quando un'altra richiesta aggiorna la stessa entità contemporaneamente.

C#

/// <summary>
/// Retry the action when a Grpc.Core.RpcException is thrown.
/// </summary>
private T RetryRpc<T>(Func<T> action)
{
    List<Grpc.Core.RpcException> exceptions = null;
    var delayMs = _retryDelayMs;
    for (int tryCount = 0; tryCount < _retryCount; ++tryCount)
    {
        try
        {
            return action();
        }
        catch (Grpc.Core.RpcException e)
        {
            if (exceptions == null)
                exceptions = new List<Grpc.Core.RpcException>();
            exceptions.Add(e);
        }
        System.Threading.Thread.Sleep(delayMs);
        delayMs *= 2;  // Exponential back-off.
    }
    throw new AggregateException(exceptions);
}

private void RetryRpc(Action action)
{
    RetryRpc(() => { action(); return 0; });
}

[Fact]
public void TestTransactionalRetry()
{
    int tryCount = 0;
    var keys = UpsertBalances();
    RetryRpc(() =>
    {
        using (var transaction = _db.BeginTransaction())
        {
            TransferFunds(keys[0], keys[1], 10, transaction);
            // Insert a conflicting transaction on the first try.
            if (tryCount++ == 0)
                TransferFunds(keys[1], keys[0], 5);
            transaction.Commit();
        }
    });
    Assert.Equal(2, tryCount);
}

Go

type BankAccount struct {
	Balance int
}

const amount = 50
_, err := client.RunInTransaction(ctx, func(tx *datastore.Transaction) error {
	keys := []*datastore.Key{to, from}
	accs := make([]BankAccount, 2)
	if err := tx.GetMulti(keys, accs); err != nil {
		return err
	}
	accs[0].Balance += amount
	accs[1].Balance -= amount
	_, err := tx.PutMulti(keys, accs)
	return err
})

Java

int retries = 5;
while (true) {
  try {
    transferFunds(fromKey, toKey, 10);
    break;
  } catch (DatastoreException e) {
    if (retries == 0) {
      throw e;
    }
    --retries;
  }
}
// Retry handling can also be configured and automatically applied using google-cloud-java.

Node.js

async function transferFundsWithRetry() {
  const maxTries = 5;

  async function tryRequest(currentAttempt, delay) {
    try {
      await transferFunds(fromKey, toKey, 10);
    } catch (err) {
      if (currentAttempt <= maxTries) {
        // Use exponential backoff
        setTimeout(async () => {
          await tryRequest(currentAttempt + 1, delay * 2);
        }, delay);
      }
      throw err;
    }
  }

  await tryRequest(1, 100);
}

PHP

$retries = 5;
for ($i = 0; $i < $retries; $i++) {
    try {
        require_once __DIR__ . '/transfer_funds.php';
        transfer_funds($fromKeyId, $toKeyId, 10, $namespaceId);
    } catch (\Google\Cloud\Core\Exception\ConflictException $e) {
        // if $i >= $retries, the failure is final
        continue;
    }
    // Succeeded!
    break;
}

Python

from google.cloud import datastore

# For help authenticating your client, visit
# https://cloud.google.com/docs/authentication/getting-started
client = datastore.Client()

for _ in range(5):
    try:
        transfer_funds(client, account1.key, account2.key, 50)
        break
    except google.cloud.exceptions.Conflict:
        continue
else:
    print("Transaction failed.")

Ruby

(1..5).each do |i|
  begin
    return transfer_funds from_key, to_key, amount
  rescue Google::Cloud::Error => e
    raise e if i == 5
  end
end

Questa operazione richiede una transazione perché il valore di balance in un'entità potrebbe essere aggiornato da un altro utente dopo che questo codice ha recuperato l'oggetto, ma prima di salvare l'oggetto modificato. Senza una transazione, la richiesta dell'utente utilizza il valore di balance precedente all'aggiornamento dell'altro utente e il salvataggio sovrascrive il nuovo valore. Con un transazione, all'applicazione viene comunicato l'aggiornamento dell'altro utente.

Un altro uso comune delle transazioni è recuperare un'entità con una chiave denominata o crearla se non esiste ancora (questo esempio si basa sull'esempio di TaskList per la creazione di un'entità):

C#

Entity task;
using (var transaction = _db.BeginTransaction())
{
    task = transaction.Lookup(_sampleTask.Key);
    if (task == null)
    {
        transaction.Insert(_sampleTask);
        transaction.Commit();
    }
}

Go

_, err := client.RunInTransaction(ctx, func(tx *datastore.Transaction) error {
	var task Task
	if err := tx.Get(key, &task); err != datastore.ErrNoSuchEntity {
		return err
	}
	_, err := tx.Put(key, &Task{
		Category:    "Personal",
		Done:        false,
		Priority:    4,
		Description: "Learn Cloud Datastore",
	})
	return err
})

Java

Entity task;
Transaction txn = datastore.newTransaction();
try {
  task = txn.get(taskKey);
  if (task == null) {
    task = Entity.newBuilder(taskKey).build();
    txn.put(task);
    txn.commit();
  }
} finally {
  if (txn.isActive()) {
    txn.rollback();
  }
}

Node.js

async function getOrCreate(taskKey, taskData) {
  const taskEntity = {
    key: taskKey,
    data: taskData,
  };
  const transaction = datastore.transaction();

  try {
    await transaction.run();
    const [task] = await transaction.get(taskKey);
    if (task) {
      // The task entity already exists.
      await transaction.rollback();
    } else {
      // Create the task entity.
      transaction.save(taskEntity);
      await transaction.commit();
    }
    return taskEntity;
  } catch (err) {
    await transaction.rollback();
  }
}

PHP

$transaction = $datastore->transaction();
$entity = $transaction->lookup($task->key());
if ($entity === null) {
    $entity = $transaction->insert($task);
    $transaction->commit();
}

Python

Per scoprire come installare e utilizzare la libreria client per Cloud Datastore, consulta Librerie client di Cloud Datastore. Per ulteriori informazioni, consulta API Cloud Datastore Python documentazione di riferimento.

from google.cloud import datastore

# For help authenticating your client, visit
# https://cloud.google.com/docs/authentication/getting-started
client = datastore.Client()

with client.transaction():
    key = client.key(
        "Task", datetime.datetime.now(tz=datetime.timezone.utc).isoformat()
    )

    task = client.get(key)

    if not task:
        task = datastore.Entity(key)
        task.update({"description": "Example task"})
        client.put(task)

    return task

Ruby

Per autenticarti a Cloud Datastore, configura le credenziali predefinite dell'applicazione. Per ulteriori informazioni, vedi Configura l'autenticazione per un ambiente di sviluppo locale.

task = nil
datastore.transaction do |tx|
  task = tx.find task_key
  if task.nil?
    task = datastore.entity task_key do |t|
      t["category"] = "Personal"
      t["done"] = false
      t["priority"] = 4
      t["description"] = "Learn Cloud Datastore"
    end
    tx.save task
  end
end

Come in precedenza, è necessaria una transazione per gestire il caso in cui un altro utente stia tentando di creare o aggiornare un'entità con lo stesso ID stringa. Senza una transazione, se l'entità non esiste e due utenti tentano di crearla, il secondo sovrascrive la prima senza sapere che è successo.

Quando una transazione non va a buon fine, puoi chiedere all'app di riprovare la transazione fino a quando non viene completata correttamente oppure puoi consentire agli utenti di gestire l'errore propagando il problema a livello di interfaccia utente dell'app. Non è necessario creare un ciclo di nuovi tentativi intorno a ogni transazione.

Infine, puoi utilizzare una transazione per leggere uno snapshot coerente di Datastore. Ciò può essere utile quando sono necessarie più letture per visualizzare una pagina o esportare dati che devono essere coerenti. Questi tipi di transazioni vengono spesso chiamate transazioni di sola lettura, in quanto non eseguono operazioni di scrittura. Sola lettura le transazioni tra gruppi non vanno mai a buon fine a causa di modifiche contemporanee, così non è necessario implementare nuovi tentativi in caso di errore. Tuttavia, le transazioni con più gruppi di entità possono non riuscire a causa di modifiche simultanee, pertanto devono essere eseguite delle ripetizioni.

C#

Entity taskList;
IReadOnlyList<Entity> tasks;
using (var transaction = _db.BeginTransaction(TransactionOptions.CreateReadOnly()))
{
    taskList = transaction.Lookup(taskListKey);
    var query = new Query("Task")
    {
        Filter = Filter.HasAncestor(taskListKey)
    };
    tasks = transaction.RunQuery(query).Entities;
    transaction.Commit();
}

Go

tx, err := client.NewTransaction(ctx, datastore.ReadOnly)
if err != nil {
	log.Fatalf("client.NewTransaction: %v", err)
}
defer tx.Rollback() // Transaction only used for read.

ancestor := datastore.NameKey("TaskList", "default", nil)
query := datastore.NewQuery("Task").Ancestor(ancestor).Transaction(tx)
var tasks []Task
_, err = client.GetAll(ctx, query, &tasks)

Java

Entity taskList;
QueryResults<Entity> tasks;
Transaction txn =
    datastore.newTransaction(
        TransactionOptions.newBuilder().setReadOnly(ReadOnly.newBuilder().build()).build());
try {
  taskList = txn.get(taskListKey);
  Query<Entity> query =
      Query.newEntityQueryBuilder()
          .setKind("Task")
          .setFilter(PropertyFilter.hasAncestor(taskListKey))
          .build();
  tasks = txn.run(query);
  txn.commit();
} finally {
  if (txn.isActive()) {
    txn.rollback();
  }
}

Node.js

async function getTaskListEntities() {
  const transaction = datastore.transaction({readOnly: true});
  try {
    const taskListKey = datastore.key(['TaskList', 'default']);

    await transaction.run();
    const [taskList] = await transaction.get(taskListKey);
    const query = datastore.createQuery('Task').hasAncestor(taskListKey);
    const [taskListEntities] = await transaction.runQuery(query);
    await transaction.commit();
    return [taskList, taskListEntities];
  } catch (err) {
    await transaction.rollback();
  }
}

PHP

$transaction = $datastore->readOnlyTransaction();
$taskListKey = $datastore->key('TaskList', 'default');
$query = $datastore->query()
    ->kind('Task')
    ->hasAncestor($taskListKey);
$result = $transaction->runQuery($query);
$taskListEntities = [];
$num = 0;
/* @var Entity $task */
foreach ($result as $task) {
    $taskListEntities[] = $task;
    $num += 1;
}

Python

from google.cloud import datastore

# For help authenticating your client, visit
# https://cloud.google.com/docs/authentication/getting-started
client = datastore.Client()

with client.transaction(read_only=True):
    task_list_key = client.key("TaskList", "default")

    task_list = client.get(task_list_key)

    query = client.query(kind="Task", ancestor=task_list_key)
    tasks_in_list = list(query.fetch())

    return task_list, tasks_in_list

Ruby

# task_list_name = "default"
task_list_key = datastore.key "TaskList", task_list_name
datastore.read_only_transaction do |tx|
  task_list = tx.find task_list_key
  query = datastore.query("Task").ancestor(task_list)
  tasks_in_list = tx.run query
end

Transazioni e gruppi di entità

Un gruppo di entità è un insieme di entità collegate tramite discendenza a un elemento radice comune. L'organizzazione dei dati in gruppi di entità può limitare le transazioni che è possibile eseguire:

Tutti i dati a cui accede una transazione devono essere contenuti in massimo 25 gruppi di entità.
Se vuoi utilizzare le query all'interno di una transazione, i dati devono essere organizzati in gruppi di entità in modo da poter specificare filtri di antenato che corrispondano ai dati corretti.
Esiste un limite di velocità effettiva di scrittura di circa una transazione al secondo all'interno di un singolo gruppo di entità. Questa limitazione esiste perché Datastore esegue la replica sincrona senza master di ogni gruppo di entità su un'ampia area geografica per garantire elevata affidabilità e tolleranza di errori.

Avviso: il superamento del limite di throughput di scrittura di una transazione al secondo all'interno di un singolo gruppo di entità può comportare conflitti di lettura e scrittura su tutti i gruppi di entità coinvolti nelle transazioni.

In molte applicazioni, è accettabile utilizzare la coerenza finale (ovvero una query non predecessore che comprende più gruppi di entità, che a volte può restituire dati leggermente obsoleti) quando si ottiene un'ampia visione di dati non correlati e quindi utilizzare elevata coerenza (una query da predecessore o lookup di una singola entità) durante la visualizzazione o la modifica di un singolo set di dati altamente correlati. In queste applicazioni, di solito è un buon approccio utilizzare un gruppo di entità separato per ogni set di dati altamente correlati. Per scoprire di più, consulta la sezione Coerenza dei dati.

Passaggi successivi

Scopri di più sulle query di Datastore.
Scopri di più sulla coerenza dei dati in Datastore.