Obiettivi
Questo tutorial illustra i passaggi seguenti utilizzando la libreria client Spanner per C++:
- Creare un'istanza e un database Spanner.
- Scrivere, leggere ed eseguire query SQL sui dati nel database.
- Aggiorna lo schema del database.
- Aggiornare i dati utilizzando una transazione di lettura e scrittura.
- Aggiungi un indice secondario al database.
- Utilizza l'indice per leggere ed eseguire query SQL sui dati.
- Recupera i dati utilizzando una transazione di sola lettura.
Costi
Questo tutorial utilizza Spanner, che è un componente fatturabile di Google Cloud. Per informazioni sul costo dell'utilizzo di Spanner, consulta i prezzi.
Prima di iniziare
Completa i passaggi descritti in Configurazione, che riguardano la creazione e l'impostazione di un progetto Google Cloud predefinito, l'abilitazione della fatturazione, l'abilitazione dell'API Cloud Spanner e la configurazione di OAuth 2.0 per ottenere le credenziali di autenticazione da utilizzare per l'API Cloud Spanner.
In particolare, assicurati di eseguire gcloud auth
application-default login
per configurare il tuo ambiente di sviluppo locale con le credenziali di autenticazione.
Prepara l'ambiente C++ locale
Clona il repository dell'app di esempio sulla tua macchina locale:
git clone https://github.com/googleapis/google-cloud-cpp $HOME/google-cloud-cpp
Installa Bazel per Linux utilizzando queste istruzioni.
Passa alla directory che contiene il codice campione Spanner:
cd $HOME/google-cloud-cpp
Crea gli esempi con questo comando:
bazel build //google/cloud/spanner/samples:samples
Configura l'autenticazione e l'autorizzazione per il progetto
google-cloud-cpp
.gcloud auth application-default login
Crea una variabile di ambiente denominata
GCLOUD_PROJECT
. Sostituisci [MY_PROJECT_ID] con l'ID del tuo progetto Google Cloud. Puoi trovare questo ID nella pagina Benvenuto del tuo progetto.export GCLOUD_PROJECT=[MY_PROJECT_ID]
Creazione di un'istanza
Quando utilizzi Spanner per la prima volta, devi creare un'istanza, ovvero un'allocazione di risorse utilizzate dai database Spanner. Quando crei un'istanza, scegli una configurazione dell'istanza, che determina dove sono archiviati i dati e il numero di nodi da utilizzare, che determina la quantità di risorse di gestione e archiviazione nell'istanza.
Esegui questo comando per creare un'istanza Spanner nella regione us-central1
con 1 nodo:
gcloud spanner instances create test-instance --config=regional-us-central1 \
--description="Test Instance" --nodes=1
Tieni presente che viene creata un'istanza con le seguenti caratteristiche:
- ID istanza
test-instance
- Nome visualizzato
Test Instance
- La configurazione dell'istanza
regional-us-central1
(le configurazioni regionali archiviano i dati in una singola regione, mentre le configurazioni multiregionali distribuiscono i dati in più regioni. Per saperne di più, consulta Informazioni sulle istanze. - Conteggio dei nodi pari a 1 (
node_count
corrisponde alla quantità di risorse di gestione e archiviazione disponibili per i database nell'istanza. Scopri di più in Nodi e unità di elaborazione.
Dovresti vedere:
Creating instance...done.
Cerca tra i file di esempio
Il repository di esempio contiene un esempio che mostra come utilizzare Spanner con C++.
Dai un'occhiata al file google/cloud/spanner/samples/samples.cc
, che mostra come creare
un database e modificare uno schema di database. I dati utilizzano lo schema di esempio mostrato nella pagina Schema e modello dei dati.
Crea un database
Crea un database denominato example-db
nell'istanza denominata test-instance
eseguendo questo comando sulla riga di comando.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
create-database $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Dovresti vedere:
Created database [projects/${GCLOUD_PROJECT}/instances/test-instance/databases/example-db]
Il codice seguente crea un database e due tabelle al suo interno.
Il passaggio successivo consiste nella scrittura dei dati nel database.
crea un client di database
Prima di poter eseguire letture o scritture, devi creare un Client
:
Un elemento Client
consente di leggere, scrivere, eseguire query ed eseguire transazioni su un database Spanner. In genere si crea
Client
all'avvio dell'applicazione, per poi riutilizzarlo Client
per
leggere, scrivere ed eseguire le transazioni. Ogni client utilizza risorse in Spanner. Il distruttore di Client
eseguirà automaticamente la pulizia delle risorse Client
, incluse le connessioni di rete.
Scopri di più su Client
nel riferimento C++ di Google Cloud Spanner.
Scrivi dati con DML
Puoi inserire i dati utilizzando DML (Data Manipulation Language) in una transazione di lettura e scrittura.
Puoi usare la funzione Client::ExecuteDml()
per eseguire un'istruzione DML.
Esegui l'esempio utilizzando l'argomento getting-started-insert
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
getting-started-insert $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Dovresti vedere:
Insert was successful [spanner_dml_getting_started_insert]
Scrivere dati con mutazioni
Puoi anche inserire i dati utilizzando le mutazioni.
Puoi scrivere i dati utilizzando un oggetto Client
. La funzione Client::Commit()
crea ed esegue il commit di una transazione per le scritture eseguite a livello atomico in un singolo momento logico su colonne, righe e tabelle di un database.
Questo codice mostra come scrivere i dati utilizzando le mutazioni:
Esegui l'esempio utilizzando l'argomento insert-data
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
insert-data $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Dovresti vedere:
Insert was successful [spanner_insert_data]
Esegui query sui dati utilizzando SQL
Spanner supporta un'interfaccia SQL per la lettura dei dati, a cui puoi accedere dalla riga di comando utilizzando Google Cloud CLI o in modo programmatico utilizzando la libreria client Spanner per C++.
Nella riga di comando
Esegui questa istruzione SQL per leggere i valori di tutte le colonne della tabella Albums
:
Il risultato dovrebbe essere:
SingerId AlbumId AlbumTitle
1 1 Total Junk
1 2 Go, Go, Go
2 1 Green
2 2 Forever Hold Your Peace
2 3 Terrified
Utilizzare la libreria client Spanner per C++
Oltre a eseguire un'istruzione SQL dalla riga di comando, puoi emettere la stessa istruzione SQL in modo programmatico utilizzando la libreria client Spanner per C++.
Puoi usare la funzione Client::ExecuteQuery()
per eseguire la query SQL.
Ecco come inviare la query e accedere ai dati:
Esegui l'esempio utilizzando l'argomento query_data
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
query-data $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Dovresti vedere il seguente risultato:
SingerId: 1 LastName: Richards
SingerId: 2 LastName: Smith
SingerId: 3 LastName: Trentor
SingerId: 4 LastName: Martin
SingerId: 5 LastName: Lomond
SingerId: 12 LastName: Garcia
SingerId: 13 LastName: Morales
SingerId: 14 LastName: Long
SingerId: 15 LastName: Shaw
Query utilizzando un parametro SQL
Se la tua applicazione ha una query eseguita di frequente, puoi migliorarne le prestazioni parametrizzandola. La query parametrica risultante può essere memorizzata nella cache e riutilizzata, riducendo i costi di compilazione. Per maggiori informazioni, consulta Utilizzare parametri di ricerca per velocizzare le query eseguite di frequente.
Ecco un esempio di utilizzo di un parametro nella clausola WHERE
per eseguire query sui record contenenti un valore specifico per LastName
.
Esegui l'esempio utilizzando il comando query-with-parameter.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
query-with-parameter $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Dovresti vedere il seguente risultato:
SingerId: 12 FirstName: Melissa LastName: Garcia
Lettura dei dati utilizzando l'API di lettura
Oltre all'interfaccia SQL di Spanner, Spanner supporta anche un'interfaccia di lettura.
Puoi usare la funzione Client::Read()
per leggere le righe del database. Utilizza un oggetto KeySet
per definire una raccolta di chiavi e intervalli di chiavi da leggere.
Ecco come leggere i dati:
Esegui l'esempio utilizzando l'argomento read-data
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
read-data $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Dovresti visualizzare un output simile al seguente:
SingerId: 1, AlbumId: 1, AlbumTitle: Total Junk
SingerId: 1, AlbumId: 2, AlbumTitle: Go, Go, Go
SingerId: 2, AlbumId: 1, AlbumTitle: Green
SingerId: 2, AlbumId: 2, AlbumTitle: Forever Hold Your Peace
SingerId: 2, AlbumId: 3, AlbumTitle: Terrified
Aggiorna lo schema del database
Supponi di dover aggiungere una nuova colonna denominata MarketingBudget
alla tabella Albums
. L'aggiunta di una nuova colonna a una tabella esistente richiede un aggiornamento dello schema del database. Spanner supporta gli aggiornamenti dello schema in un database
mentre il database continua a gestire il traffico. Gli aggiornamenti dello schema non richiedono di disconnettere il database e non bloccano intere tabelle o colonne; puoi continuare a scrivere dati nel database durante l'aggiornamento dello schema. Scopri di più sugli aggiornamenti dello schema supportati e sulle prestazioni delle modifiche dello schema nella pagina Eseguire aggiornamenti dello schema.
Aggiungi una colonna
Puoi aggiungere una colonna nella riga di comando utilizzando Google Cloud CLI o in modo programmatico utilizzando la libreria client Spanner per C++.
Nella riga di comando
Utilizza il seguente comando ALTER TABLE
per aggiungere la nuova colonna alla tabella:
GoogleSQL
gcloud spanner databases ddl update example-db --instance=test-instance \
--ddl='ALTER TABLE Albums ADD COLUMN MarketingBudget INT64'
PostgreSQL
gcloud spanner databases ddl update example-db --instance=test-instance \
--ddl='ALTER TABLE Albums ADD COLUMN MarketingBudget BIGINT'
Dovresti vedere:
Schema updating...done.
Utilizzare la libreria client Spanner per C++
Utilizza la funzione DatabaseAdminClient::UpdateDatabase()
per modificare lo schema.
Esegui l'esempio utilizzando il comando add-column
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
add-column $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Dovresti vedere:
Added MarketingBudget column
Scrivi i dati nella nuova colonna
Il codice seguente scrive i dati nella nuova colonna. Imposta MarketingBudget
su 100000
per la riga codificata da Albums(1, 1)
e su 500000
per la riga codificata da Albums(2, 2)
.
Esegui l'esempio utilizzando l'argomento update-data
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
update-data $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Puoi anche eseguire una query SQL o una chiamata di lettura per recuperare i valori che hai appena scritto.
Ecco il codice per eseguire la query:
Per eseguire questa query, esegui l'esempio utilizzando l'argomento query-new-column
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
query-new-column $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Dovresti vedere:
SingerId: 1 AlbumId: 1 MarketingBudget: 100000
SingerId: 1 AlbumId: 2 MarketingBudget: NULL
SingerId: 2 AlbumId: 1 MarketingBudget: NULL
SingerId: 2 AlbumId: 2 MarketingBudget: 500000
SingerId: 2 AlbumId: 3 MarketingBudget: NULL
Aggiorna dati
Puoi aggiornare i dati utilizzando DML in una transazione di lettura e scrittura.
Puoi usare la funzione Client::ExecuteDml()
per eseguire un'istruzione DML.
Esegui l'esempio utilizzando l'argomento getting-started-update
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
getting-started-update $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Dovresti vedere:
Update was successful [spanner_dml_getting_started_update]
Utilizza un indice secondario
Supponi di voler recuperare tutte le righe di Albums
che hanno valori AlbumTitle
in un determinato intervallo. Puoi leggere tutti i valori della colonna AlbumTitle
utilizzando un'istruzione SQL o una chiamata di lettura, quindi ignorare le righe che non soddisfano i criteri, ma eseguire questa scansione completa della tabella è costoso, soprattutto per le tabelle con molte righe. Puoi invece velocizzare il recupero delle righe durante la ricerca per colonne di chiave non primaria creando un indice secondario nella tabella.
L'aggiunta di un indice secondario a una tabella esistente richiede un aggiornamento dello schema. Come altri aggiornamenti dello schema, Spanner supporta l'aggiunta di un indice mentre il database continua a gestire il traffico. Spanner esegue automaticamente il backfill dell'indice con i dati esistenti. Il completamento dei backfill potrebbe richiedere alcuni minuti, ma non è necessario portare il database offline o evitare di scrivere nella tabella indicizzata durante questo processo. Per maggiori dettagli, consulta Aggiungere un indice secondario.
Dopo aver aggiunto un indice secondario, Spanner lo utilizza automaticamente per le query SQL che hanno maggiori probabilità di essere eseguite più velocemente con l'indice. Se utilizzi l'interfaccia di lettura, devi specificare l'indice che vuoi utilizzare.
Aggiungi un indice secondario
Puoi aggiungere un indice dalla riga di comando con gcloud CLI o in modo programmatico utilizzando la libreria client Spanner per C++.
Nella riga di comando
Utilizza il seguente comando CREATE INDEX
per aggiungere un indice al database:
gcloud spanner databases ddl update example-db --instance=test-instance \
--ddl='CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle ON Albums(AlbumTitle)'
Dovresti vedere:
Schema updating...done.
Utilizzo della libreria client Spanner per C++
Utilizza la funzione DatabaseAdminClient::UpdateDatabase()
per aggiungere un indice:
Esegui l'esempio utilizzando l'argomento add-index
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
add-index $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
L'aggiunta di un indice può richiedere alcuni minuti. Dopo aver aggiunto l'indice, dovresti vedere un output simile a questo:
`AlbumsByAlbumTitle` Index successfully added, new DDL:
database: "projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db"
statements: "CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle ON Albums(AlbumTitle)"
commit_timestamps {
seconds: 1581011550
nanos: 531102000
}
Lettura utilizzando l'indice
Per le query SQL, Spanner utilizza automaticamente un indice appropriato. Nell'interfaccia di lettura, devi specificare l'indice nella richiesta.
Per utilizzare l'indice nell'interfaccia di lettura, usa la funzione Client::Read()
, che legge zero o più righe di un database utilizzando un indice.
Il seguente codice recupera tutte le colonne AlbumId
e AlbumTitle
dall'indice AlbumsByAlbumTitle
.
Esegui l'esempio utilizzando l'argomento read-data-with-index
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
read-data-with-index $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Dovresti vedere:
AlbumId: 2 AlbumTitle: Forever Hold Your Peace
AlbumId: 2 AlbumTitle: Go, Go, Go
AlbumId: 1 AlbumTitle: Green
AlbumId: 3 AlbumTitle: Terrified
AlbumId: 1 AlbumTitle: Total Junk
Aggiungi un indice per le letture solo dell'indice
Potresti aver notato che l'esempio di lettura precedente non include la lettura della colonna MarketingBudget
. Questo perché l'interfaccia di lettura di Spanner non supporta la possibilità di unire un indice a una tabella di dati per cercare valori non archiviati nell'indice.
Crea una definizione alternativa di AlbumsByAlbumTitle
che archivia una copia di
MarketingBudget
nell'indice.
Nella riga di comando
GoogleSQL
gcloud spanner databases ddl update example-db --instance=test-instance \
--ddl='CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle2 ON Albums(AlbumTitle) STORING (MarketingBudget)
PostgreSQL
gcloud spanner databases ddl update example-db --instance=test-instance \
--ddl='CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle2 ON Albums(AlbumTitle) INCLUDE (MarketingBudget)
L'aggiunta di un indice può richiedere alcuni minuti. Dopo aver aggiunto l'indice, dovresti vedere:
Schema updating...done.
Utilizzo della libreria client Spanner per C++
Usa la funzione DatabaseAdminClient::UpdateDatabase()
per aggiungere un indice
con una clausola STORING
per :
Esegui l'esempio utilizzando l'argomento add-storing-index
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
add-storing-index $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Dovresti vedere un output simile al seguente:
`AlbumsByAlbumTitle2` Index successfully added, new DDL:
database: "projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db"
statements: "CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle2 ON Albums(AlbumTitle) STORING (MarketingBudget)"
commit_timestamps {
seconds: 1581012328
nanos: 416682000
}
Ora puoi eseguire una lettura che recupera tutte le colonne AlbumId
, AlbumTitle
e MarketingBudget
dall'indice AlbumsByAlbumTitle2
:
Leggi i dati utilizzando l'indice di archiviazione che hai creato eseguendo una query che specifica esplicitamente l'indice:
Esegui l'esempio utilizzando l'argomento read-data-with-storing-index
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
read-data-with-storing-index $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Dovresti visualizzare un output simile al seguente:
AlbumId: 2 AlbumTitle: Forever Hold Your Peace MarketingBudget: 520000
AlbumId: 2 AlbumTitle: Go, Go, Go MarketingBudget: NULL
AlbumId: 1 AlbumTitle: Green MarketingBudget: NULL
AlbumId: 3 AlbumTitle: Terrified MarketingBudget: NULL
AlbumId: 1 AlbumTitle: Total Junk MarketingBudget: 80000
Recuperare i dati utilizzando le transazioni di sola lettura
Supponi di voler eseguire più di una lettura allo stesso timestamp. Le transazioni di sola lettura osservano un prefisso coerente nella cronologia di commit delle transazioni, quindi l'applicazione riceve sempre dati coerenti.
Il tipo Transaction
viene utilizzato per rappresentare tutti i tipi di transazioni.
Utilizza la funzione di fabbrica MakeReadOnlyTransaction()
per creare una transazione
di sola lettura.
Di seguito viene mostrato come eseguire una query ed eseguire una lettura nella stessa transazione di sola lettura:
Esegui l'esempio utilizzando l'argomento read-only-transaction
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
read-only-transaction $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Dovresti visualizzare un output simile al seguente:
Read 1 results
SingerId: 2 AlbumId: 2 AlbumTitle: Forever Hold Your Peace
SingerId: 1 AlbumId: 2 AlbumTitle: Go, Go, Go
SingerId: 2 AlbumId: 1 AlbumTitle: Green
SingerId: 2 AlbumId: 3 AlbumTitle: Terrified
SingerId: 1 AlbumId: 1 AlbumTitle: Total Junk
Read 2 results
SingerId: 2 AlbumId: 2 AlbumTitle: Forever Hold Your Peace
SingerId: 1 AlbumId: 2 AlbumTitle: Go, Go, Go
SingerId: 2 AlbumId: 1 AlbumTitle: Green
SingerId: 2 AlbumId: 3 AlbumTitle: Terrified
SingerId: 1 AlbumId: 1 AlbumTitle: Total Junk
esegui la pulizia
Per evitare che al tuo account di fatturazione Cloud vengano addebitati costi aggiuntivi per le risorse utilizzate in questo tutorial, elimina il database ed elimina l'istanza che hai creato.
Elimina il database
Se elimini un'istanza, tutti i database al suo interno vengono eliminati automaticamente. Questo passaggio mostra come eliminare un database senza eliminare un'istanza (ti verranno comunque addebitati costi per l'istanza).
Nella riga di comando
gcloud spanner databases delete example-db --instance=test-instance
Utilizzo della console Google Cloud
Vai alla pagina Istanze Spanner nella console Google Cloud.
Fai clic sull'istanza.
Fai clic sul database che vuoi eliminare.
Nella pagina Dettagli database, fai clic su Elimina.
Conferma di voler eliminare il database e fai clic su Elimina.
Elimina l'istanza
L'eliminazione di un'istanza comporta l'eliminazione automatica di tutti i database creati nell'istanza.
Nella riga di comando
gcloud spanner instances delete test-instance
Utilizzo della console Google Cloud
Vai alla pagina Istanze Spanner nella console Google Cloud.
Fai clic sull'istanza.
Fai clic su Elimina.
Conferma di voler eliminare l'istanza e fai clic su Elimina.
Passaggi successivi
Scopri come accedere a Spanner con un'istanza di macchina virtuale.
Per saperne di più sulle credenziali di autorizzazione e autenticazione, vedi Autenticazione in servizi Cloud utilizzando librerie client.
Scopri di più sulle best practice per la progettazione di schemi di Spanner.