Einstieg in Java

Diese Anleitung richtet sich an alle Nutzer, die sich mit dem Erstellen von Anwendungen in der Cloud vertraut machen möchten, z. B. Software- oder Webentwickler, die die grundlegenden Konzepte der Anwendungsentwicklung im Zusammenhang mit Google Cloud kennenlernen möchten.

Lernziele

Kosten

In diesem Dokument verwenden Sie die folgenden kostenpflichtigen Komponenten von Google Cloud:

Die Anleitungen in diesem Dokument wurden so gestaltet, dass Ihre Ressourcennutzung innerhalb der Limits der Stufe Immer kostenlos von Google Cloud bleibt. Mit dem Preisrechner können Sie eine Kostenschätzung für Ihre voraussichtliche Nutzung vornehmen. Neuen Google Cloud-Nutzern steht möglicherweise eine kostenlose Testversion zur Verfügung.

Nach Abschluss der in diesem Dokument beschriebenen Aufgaben können Sie weitere Kosten vermeiden, indem Sie die erstellten Ressourcen löschen. Weitere Informationen finden Sie unter Bereinigen.

Hinweis

  1. Melden Sie sich bei Ihrem Google Cloud-Konto an. Wenn Sie mit Google Cloud noch nicht vertraut sind, erstellen Sie ein Konto, um die Leistungsfähigkeit unserer Produkte in der Praxis sehen und bewerten zu können. Neukunden erhalten außerdem ein Guthaben von 300 $, um Arbeitslasten auszuführen, zu testen und bereitzustellen.
  2. Wählen Sie in der Google Cloud Console auf der Seite der Projektauswahl ein Google Cloud-Projekt aus oder erstellen Sie eines.

    Zur Projektauswahl

  3. Die Abrechnung für das Google Cloud-Projekt muss aktiviert sein.

  4. Wählen Sie in der Google Cloud Console auf der Seite der Projektauswahl ein Google Cloud-Projekt aus oder erstellen Sie eines.

    Zur Projektauswahl

  5. Die Abrechnung für das Google Cloud-Projekt muss aktiviert sein.

  6. Mit den folgenden Schritten können Sie eine Firebase-Datenbank im nativen Modus erstellen:
    1. Rufen Sie in der Cloud Console die Seite Firestore-Betrachter auf.
      Zur Firestore-Seite
    2. Klicken Sie auf dem Bildschirm Cloud Firestore-Modus auswählen auf Nativen Modus auswählen.
    3. Wählen Sie einen Standort für Ihre Firestore-Datenbank aus. Mit dieser Standorteinstellung legen Sie den Standardspeicherort für Google Cloud-Ressourcen in Ihrem Cloud-Projekt fest. Er wird für Google Cloud-Dienste in Ihrem Cloud-Projekt verwendet, die eine Standorteinstellung benötigen. Dabei geht es speziell um Ihren standardmäßigen Cloud Storage-Bucket und Ihre App Engine-Anwendung.
    4. Klicken Sie auf Datenbank erstellen.
  7. Cloud Run Admin, Cloud Storage, Cloud Logging, and Error Reporting APIs aktivieren.

    Aktivieren Sie die APIs

  8. Klonen Sie das Beispiel-Repository und öffnen Sie die Beispielanwendung in Cloud Shell:
    Zu Cloud Shell

    Cloud Shell bietet Ihnen eine Befehlszeile, mit der Sie direkt über den Browser auf Google Cloud-Ressourcen zugreifen können.

  9. Klicken Sie auf Weiter, um den Beispielcode herunterzuladen und ins Anwendungsverzeichnis zu wechseln.
  10. Konfigurieren Sie in Cloud Shell das gcloud-Tool, um das neue Google Cloud-Projekt zu verwenden:

    # Configure gcloud for your project
    gcloud config set project PROJECT_ID
    

    Ersetzen Sie PROJECT_ID durch die Google Cloud-Projekt-ID, die Sie mit der Cloud Console erstellt haben.

    Die Google Cloud-Befehlszeile ist die primäre Möglichkeit, mit Ihren Google Cloud-Ressourcen über die Befehlszeile zu interagieren. In dieser Anleitung verwenden Sie das gcloud-Tool, um Ihre Anwendung bereitzustellen und zu beobachten.

Anwendung ausführen

  1. Wenn Sie Cloud Shell bereits nutzen und für die Verwendung von Java 11 konfiguriert haben, aktualisieren Sie die Java-Alternativen – die Umgebungsvariablen JAVA_HOME und PATH – der Shell auf Java 8.
  2. Wechseln Sie zum Verzeichnis bookshelf/1-cloud-run und führen Sie die Anwendung aus:
    GOOGLE_CLOUD_PROJECT=PROJECT_ID mvn -Plocal clean jetty:run-exploded
    
    Ersetzen Sie PROJECT_ID durch die ID des von Ihnen erstellten Google Cloud-Projekts.
  3. Klicken Sie in Cloud Shell auf Webvorschau und wählen Sie dann Vorschau auf Port 8080 aus. Ein neues Fenster mit der ausgeführten Anwendung wird geöffnet.

Anwendung in Cloud Run bereitstellen

Google Cloud bietet mehrere Optionen zum Ausführen des Codes. In diesem Beispiel verwenden Sie Cloud Run zum Bereitstellen einer skalierbaren Anwendung in Google Cloud. Bei Cloud Run müssen Sie keine Server verwalten und automatisch skalieren, um Trafficspitzen zu unterstützen.

  1. Erstellen Sie das Image mit Jib:
    mvn package jib:build -Dimage=gcr.io/PROJECT_ID/bookshelf

    Ersetzen Sie PROJECT_ID durch die von Ihnen erstellte Google Cloud-Projekt-ID.

  2. Stellen Sie das Image bereit:
    gcloud run deploy bookshelf --image gcr.io/PROJECT_ID/bookshelf \
    --platform managed --region us-central1 --allow-unauthenticated
    Ersetzen Sie PROJECT_ID durch die von Ihnen erstellte Google Cloud-Projekt-ID.

Nach erfolgreicher Bereitstellung wird ein Endpunkt ausgegeben, der in Cloud Run im folgenden Format ausgeführt wird:

https://bookshelf-abcdefghij-uc.a.run.app

Der Code Ihrer Anwendung ist jetzt unter diesem Link aufrufbar, der im Folgenden YOUR_CODE_RUN_URL genannt werden soll. Geben Sie die URL in einen Webbrowser ein, um die Anwendung aufzurufen.

Startseite der Bookshelf-Anwendung

Daten mit Firestore dauerhaft speichern

Sie können keine Informationen auf Ihren Cloud Run-Instanzen speichern, da sie beim Neustart der Instanz verloren gehen und beim Erstellen neuer Instanzen nicht vorhanden sind. Stattdessen verwenden Sie eine Datenbank, aus der Ihre Instanzen lesen bzw. in die sie schreiben.

Google Cloud bietet mehrere Optionen zum Speichern von Daten. In diesem Beispiel verwenden Sie Firestore zum Speichern der Daten für jedes Buch. Firestore ist eine vollständig verwaltete, serverlose NoSQL-Dokumentendatenbank, in der Sie Daten speichern und abfragen können. Firestore skaliert automatisch, um die Anwendungsanforderungen zu erfüllen; wenn Sie die Anwendung nicht nutzen, skaliert Firestore auf null. Fügen Sie jetzt das erste Buch hinzu.

  1. Rufen Sie in Ihrem Webbrowser YOUR_CODE_RUN_URL auf.
  2. Zum Erstellen eines Buchs für die bereitgestellte Anwendung klicken Sie auf Add book (Buch hinzufügen).

    Buch zur Bookshelf-Anwendung hinzufügen
  3. Geben Sie im Feld Titel Moby Dick ein.
  4. Geben Sie im Feld Autor Herman Melville ein.
  5. Klicken Sie auf Speichern. Die Bookshelf-Anwendung enthält jetzt einen Eintrag.

    Eintrag in Bookshelf-Anwendung: Moby Dick
  6. Klicken Sie in der Cloud Console auf Aktualisieren , um die Firestore-Seite zu aktualisieren. Die Daten sind in Firestore zu sehen. In der Bookshelf-Anwendung wird jedes Buch als Firestore-Dokument mit einer eindeutigen ID gespeichert. All diese Dokumente werden in einer Firestore-Sammlung gespeichert. In dieser Anleitung wird die Sammlung „books“ genannt. Beispiel für Firestore-Dokument

Firestore speichert die Bücher mithilfe der Firestore-Clientbibliothek. Hier ein Beispiel zum Abrufen eines Firestore-Dokuments:

public class FirestoreDao implements BookDao {
  private CollectionReference booksCollection;

  public FirestoreDao() {
    Firestore firestore = FirestoreOptions.getDefaultInstance().getService();
    booksCollection = firestore.collection("books");
  }

  private Book documentToBook(DocumentSnapshot document) {
    Map<String, Object> data = document.getData();
    if (data == null) {
      System.out.println("No data in document " + document.getId());
      return null;
    }

    return new Book.Builder()
        .author((String) data.get(Book.AUTHOR))
        .description((String) data.get(Book.DESCRIPTION))
        .publishedDate((String) data.get(Book.PUBLISHED_DATE))
        .imageUrl((String) data.get(Book.IMAGE_URL))
        .createdBy((String) data.get(Book.CREATED_BY))
        .createdById((String) data.get(Book.CREATED_BY_ID))
        .title((String) data.get(Book.TITLE))
        .id(document.getId())
        .build();
  }

  @Override
  public String createBook(Book book) {
    String id = UUID.randomUUID().toString();
    DocumentReference document = booksCollection.document(id);
    Map<String, Object> data = Maps.newHashMap();

    data.put(Book.AUTHOR, book.getAuthor());
    data.put(Book.DESCRIPTION, book.getDescription());
    data.put(Book.PUBLISHED_DATE, book.getPublishedDate());
    data.put(Book.TITLE, book.getTitle());
    data.put(Book.IMAGE_URL, book.getImageUrl());
    data.put(Book.CREATED_BY, book.getCreatedBy());
    data.put(Book.CREATED_BY_ID, book.getCreatedById());
    try {
      document.set(data).get();
    } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
      e.printStackTrace();
    }

    return id;
  }

  @Override
  public Book readBook(String bookId) {
    try {
      DocumentSnapshot document = booksCollection.document(bookId).get().get();

      return documentToBook(document);
    } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
      e.printStackTrace();
    }
    return null;
  }

  @Override
  public void updateBook(Book book) {
    DocumentReference document = booksCollection.document(book.getId());
    Map<String, Object> data = Maps.newHashMap();

    data.put(Book.AUTHOR, book.getAuthor());
    data.put(Book.DESCRIPTION, book.getDescription());
    data.put(Book.PUBLISHED_DATE, book.getPublishedDate());
    data.put(Book.TITLE, book.getTitle());
    data.put(Book.IMAGE_URL, book.getImageUrl());
    data.put(Book.CREATED_BY, book.getCreatedBy());
    data.put(Book.CREATED_BY_ID, book.getCreatedById());
    try {
      document.set(data).get();
    } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }

  @Override
  public void deleteBook(String bookId) {
    try {
      booksCollection.document(bookId).delete().get();
    } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }

  private List<Book> documentsToBooks(List<QueryDocumentSnapshot> documents) {
    List<Book> resultBooks = new ArrayList<>();
    for (QueryDocumentSnapshot snapshot : documents) {
      resultBooks.add(documentToBook(snapshot));
    }
    return resultBooks;
  }

  @Override
  public Result<Book> listBooks(String startTitle) {
    Query booksQuery = booksCollection.orderBy("title").limit(10);
    if (startTitle != null) {
      booksQuery = booksQuery.startAfter(startTitle);
    }
    try {
      QuerySnapshot snapshot = booksQuery.get().get();
      List<Book> results = documentsToBooks(snapshot.getDocuments());
      String newCursor = null;
      if (results.size() > 0) {
        newCursor = results.get(results.size() - 1).getTitle();
      }
      return new Result<>(results, newCursor);
    } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
      e.printStackTrace();
    }
    return new Result<>(Lists.newArrayList(), null);
  }

  @Override
  public Result<Book> listBooksByUser(String userId, String startTitle) {
    Query booksQuery =
        booksCollection.orderBy("title").whereEqualTo(Book.CREATED_BY_ID, userId).limit(10);
    if (startTitle != null) {
      booksQuery = booksQuery.startAfter(startTitle);
    }
    try {
      QuerySnapshot snapshot = booksQuery.get().get();
      List<Book> results = documentsToBooks(snapshot.getDocuments());
      String newCursor = null;
      if (results.size() > 0) {
        newCursor = results.get(results.size() - 1).getTitle();
      }
      return new Result<>(results, newCursor);
    } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
      e.printStackTrace();
    }
    return new Result<>(Lists.newArrayList(), null);
  }
}

Weitere Informationen zum Verwenden von Firestore finden Sie unter Daten in Firestore hinzufügen.

Datei-Uploads in Cloud Storage speichern

Nachdem Sie ein Buch hinzugefügt haben, soll nun auch noch ein Bild des Buchcovers hinzugefügt werden. Dateien können nicht in Instanzen gespeichert werden. Eine Datenbank ist auch nicht der richtige Ort für Bilddateien. Verwenden Sie stattdessen Cloud Storage.

Cloud Storage ist der primäre Blob-Speicher für Google Cloud. Sie können mit Cloud Storage Anwendungs-Assets hosten, die Sie in der Google Cloud freigeben möchten. Zur Verwendung von Cloud Storage müssen Sie einen Cloud Storage-Bucket – einen Basiscontainer für Daten – erstellen.

  1. Rufen Sie in der Cloud Console die Seite Cloud Storage-Browser auf.

    Zum Cloud Storage-Browser

  2. Klicken Sie auf Bucket erstellen.
  3. Geben Sie im Dialogfeld Bucket erstellen einen Namen für den Bucket ein, indem Sie die Google Cloud-Projekt-ID vor dem String _bucket einfügen, sodass der Name YOUR_PROJECT_ID_bucket lautet. Der Name unterliegt den Anforderungen für Bucket-Namen. Bei allen übrigen Feldern können die Standardwerte übernommen werden.
  4. Klicken Sie auf Erstellen.
  5. Nach dem Erstellen des Buckets müssen Objekte öffentlich zugänglich gemacht werden, damit Nutzer sie aufrufen können. Informationen dazu, wie Sie Objekte öffentlich zugänglich machen, finden Sie unter Daten öffentlich machen.
  6. Klicken Sie auf Buch bearbeiten und wählen Sie ein Bild als Buchcover zum Hochladen aus. Sie können beispielsweise dieses urheberrechtsfreie Bild verwenden:
    Buchcover: Moby Dick
  7. Klicken Sie auf Speichern. Sie werden zur Startseite weitergeleitet, auf der sich ein Eintrag für Ihre Bookshelf-Anwendung befindet.
    Eintrag in Bookshelf-Anwendung: Moby Dick

Die Bookshelf-Anwendung sendet hochgeladene Dateien über die Cloud Storage-Clientbibliothek an Cloud Storage.

public class CloudStorageHelper {

  private final Logger logger = Logger.getLogger(CloudStorageHelper.class.getName());
  private static Storage storage = null;

  static {
    storage = StorageOptions.getDefaultInstance().getService();
  }

  /**
   * Uploads a file to Google Cloud Storage to the bucket specified in the BUCKET_NAME environment
   * variable, appending a timestamp to end of the uploaded filename.
   */
  public String uploadFile(FileItemStream fileStream, final String bucketName)
      throws IOException, ServletException {
    checkFileExtension(fileStream.getName());

    System.out.println("FileStream name: " + fileStream.getName() + "\nBucket name: " + bucketName);

    DateTimeFormatter dtf = DateTimeFormat.forPattern("-YYYY-MM-dd-HHmmssSSS");
    DateTime dt = DateTime.now(DateTimeZone.UTC);
    String dtString = dt.toString(dtf);
    final String fileName = fileStream.getName() + dtString;

    // the inputstream is closed by default, so we don't need to close it here
    @SuppressWarnings("deprecation")
    BlobInfo blobInfo =
        storage.create(
            BlobInfo.newBuilder(bucketName, fileName)
                // Modify access list to allow all users with link to read file
                .setAcl(new ArrayList<>(Arrays.asList(Acl.of(User.ofAllUsers(), Role.READER))))
                .build(),
            fileStream.openStream());
    logger.log(
        Level.INFO, "Uploaded file {0} as {1}", new Object[] {fileStream.getName(), fileName});
    // return the public download link
    return blobInfo.getMediaLink();
  }

  /** Checks that the file extension is supported. */
  private void checkFileExtension(String fileName) throws ServletException {
    if (fileName != null && !fileName.isEmpty() && fileName.contains(".")) {
      String[] allowedExt = {".jpg", ".jpeg", ".png", ".gif"};
      for (String ext : allowedExt) {
        if (fileName.endsWith(ext)) {
          return;
        }
      }
      throw new ServletException("file must be an image");
    }
  }
}

Weitere Informationen zur Verwendung von Cloud Storage finden Sie in der Liste der Anleitungen.

Anwendung mit der Operations-Suite von Google Cloud überwachen

Sie haben Ihre Anwendung bereitgestellt und Bücher erstellt und bearbeitet. Diese Ereignisse können Sie für Ihre Nutzer mit Application Performance Management überwachen.

Logs mit Cloud Logging überwachen

  1. Rufen Sie in der Google Cloud den Log-Explorer auf.

    Zum Log-Explorer

    Hier können Sie die Anwendung in Echtzeit überwachen. Bei Problemen mit Ihrer Anwendung ist dies einer der ersten Anlaufpunkte.

    Stackdriver-Loganzeige
  2. Wählen Sie in der Drop-down-Liste Ressource die Option Überarbeitung in Cloud Run, Bookshelf aus.

Fehler mithilfe von Error Reporting überwachen

  1. Rufen Sie in der Cloud Console die Seite Error Reporting auf.
    Zur Seite „Error Reporting“
    In Error Reporting werden Fehler und Ausnahmen in der Anwendung hervorgehoben. Sie können auch diesbezügliche Benachrichtigungen einrichten.
  2. Rufen Sie im Browser die /errors-URL in der Anwendung auf.
    YOUR_CODE_RUN_URL/errors

    Dadurch wird eine neue Testausnahme generiert und an die Operations-Suite von Google Cloud gesendet.

  3. Kehren Sie in der Cloud Console zur Seite Error Reporting zurück. Kurz darauf ist der neue Fehler sichtbar. Klicken Sie auf Automatische Aktualisierung, damit Sie die Seite nicht manuell aktualisieren müssen.

    Fehlermeldung von Error Reporting

Bereinigen

Damit Ihrem Google Cloud-Konto die in dieser Anleitung verwendeten Ressourcen nicht in Rechnung gestellt werden, löschen Sie entweder das Projekt, das die Ressourcen enthält, oder Sie behalten das Projekt und löschen die einzelnen Ressourcen.

Projekt löschen

  1. Wechseln Sie in der Google Cloud Console zur Seite Ressourcen verwalten.

    Zur Seite „Ressourcen verwalten“

  2. Wählen Sie in der Projektliste das Projekt aus, das Sie löschen möchten, und klicken Sie dann auf Löschen.
  3. Geben Sie im Dialogfeld die Projekt-ID ein und klicken Sie auf Shut down (Beenden), um das Projekt zu löschen.

Weitere Informationen