C++에서 Spanner 시작하기

목표

이 튜토리얼에서는 C++용 Spanner 클라이언트 라이브러리를 사용하는 방법을 단계적으로 설명합니다.

  • Spanner 인스턴스와 데이터베이스 만들기
  • 데이터베이스에서 데이터 읽기, 쓰기 및 데이터에서 SQL 쿼리 실행
  • 데이터베이스 스키마 업데이트
  • 읽기-쓰기 트랜잭션을 사용하여 데이터 업데이트
  • 데이터베이스에 보조 색인 추가
  • 색인을 사용하여 데이터 읽기 및 데이터에서 SQL 쿼리 실행
  • 읽기 전용 트랜잭션을 사용하여 데이터 검색

비용

이 튜토리얼에서는 Google Cloud의 비용 청구 가능한 구성요소인 Spanner를 사용합니다. Spanner 사용 비용에 대한 자세한 내용은 가격 책정을 참조하세요.

시작하기 전에

설정에 설명된 단계를 완료하세요. 기본 Google Cloud 프로젝트 생성, 결제 사용 설정, Cloud Spanner API 사용 설정을 수행하고 Cloud Spanner API 사용에 필요한 사용자 인증 정보를 가져오기 위한 OAuth 2.0 설정을 완료해야 합니다.

특히 gcloud auth application-default login을 실행하여 사용자 인증 정보로 로컬 개발 환경을 설정해야 합니다.

로컬 C++ 환경 준비

  1. 샘플 앱 저장소를 로컬 머신에 클론합니다.

    git clone https://github.com/googleapis/google-cloud-cpp $HOME/google-cloud-cpp

  2. 이 안내에 따라 Linux용 Bazel을 설치합니다.

  3. Spanner 샘플 코드가 있는 디렉터리로 변경합니다.

    cd $HOME/google-cloud-cpp

  4. 다음 명령어를 사용하여 샘플을 빌드합니다.

    bazel build //google/cloud/spanner/samples:samples

  5. google-cloud-cpp 프로젝트의 인증 및 승인을 설정합니다.

    gcloud auth application-default login

  6. GCLOUD_PROJECT 환경 변수를 만듭니다. [MY_PROJECT_ID]를 Google Cloud 프로젝트 ID로 바꿉니다. 프로젝트의 시작 페이지에서 이 ID를 찾을 수 있습니다.

    export GCLOUD_PROJECT=[MY_PROJECT_ID]

인스턴스 만들기

Spanner를 처음 사용할 때는 인스턴스를 만들어야 합니다. 이 인스턴스는 Spanner 데이터베이스에서 사용하는 리소스를 할당한 것입니다. 인스턴스를 만들 때는 인스턴스 구성을 선택합니다. 이 구성에 따라 데이터 저장 위치와 사용할 노드 수가 결정되고, 또한 노드 수에 따라 인스턴스의 제공 리소스 및 스토리지 리소스 양이 결정됩니다.

us-central1 리전에 1개의 노드로 Spanner 인스턴스를 만들려면 다음 명령어를 실행합니다.

gcloud spanner instances create test-instance --config=regional-us-central1 \
    --description="Test Instance" --nodes=1

그러면 다음과 같은 특성을 가진 인스턴스가 생성됩니다.

  • 인스턴스 ID: test-instance
  • 표시 이름: Test Instance
  • 인스턴스 구성: regional-us-central1. 리전별 구성은 한 리전에 데이터를 저장하는 반면 멀티 리전 구성은 여러 리전에 데이터를 분산시킵니다. 자세한 내용은 인스턴스 정보를 참조하세요.
  • 노드 수: 1개. node_count에 따라 인스턴스의 데이터베이스에서 사용할 수 있는 제공 리소스 및 스토리지 리소스의 양이 달라집니다. 노드 및 처리 단위에서 자세히 알아보세요.

다음과 같이 표시됩니다.

Creating instance...done.

샘플 파일 살펴보기

샘플 저장소에는 C++와 함께 Spanner를 사용하는 방법을 보여주는 샘플이 있습니다.

데이터베이스를 만들고 데이터베이스 스키마를 수정하는 방법을 보여주는 google/cloud/spanner/samples/samples.cc 파일을 살펴봅니다. 데이터는 스키마 및 데이터 모델 페이지에 나와 있는 스키마 예시를 사용합니다.

데이터베이스 만들기

명령줄에서 다음을 실행하여 test-instance라는 인스턴스에 example-db라는 데이터베이스를 만듭니다.

bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
    create-database $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db

다음과 같이 표시됩니다.

Created database [projects/${GCLOUD_PROJECT}/instances/test-instance/databases/example-db]
다음 코드에서는 데이터베이스와 데이터베이스에 테이블 두 개를 만듭니다. 
void CreateDatabase(google::cloud::spanner_admin::DatabaseAdminClient client,
                    std::string const& project_id,
                    std::string const& instance_id,
                    std::string const& database_id) {
  google::cloud::spanner::Database database(project_id, instance_id,
                                            database_id);
  google::spanner::admin::database::v1::CreateDatabaseRequest request;
  request.set_parent(database.instance().FullName());
  request.set_create_statement("CREATE DATABASE `" + database.database_id() +
                               "`");
  request.add_extra_statements(R"""(
      CREATE TABLE Singers (
          SingerId   INT64 NOT NULL,
          FirstName  STRING(1024),
          LastName   STRING(1024),
          SingerInfo BYTES(MAX),
          FullName   STRING(2049)
              AS (ARRAY_TO_STRING([FirstName, LastName], " ")) STORED
      ) PRIMARY KEY (SingerId))""");
  request.add_extra_statements(R"""(
      CREATE TABLE Albums (
          SingerId     INT64 NOT NULL,
          AlbumId      INT64 NOT NULL,
          AlbumTitle   STRING(MAX)
      ) PRIMARY KEY (SingerId, AlbumId),
          INTERLEAVE IN PARENT Singers ON DELETE CASCADE)""");
  auto db = client.CreateDatabase(request).get();
  if (!db) throw std::move(db).status();
  std::cout << "Database " << db->name() << " created.\n";
}

다음 단계는 데이터베이스에 데이터 쓰기입니다.

데이터베이스 클라이언트 만들기

읽기 또는 쓰기를 수행하려면 먼저 Client를 만들어야 합니다.

auto database = spanner::Database(project_id, instance_id, database_id);
auto connection = spanner::MakeConnection(database);
auto client = spanner::Client(connection);

Client를 사용하면 Spanner 데이터베이스에서 트랜잭션을 읽고 쓰고 쿼리하고 실행할 수 있습니다. 일반적으로 애플리케이션이 시작될 때 Client를 만들며, 이후에는 해당 Client를 재사용하여 트랜잭션을 읽고 쓰고 실행할 수 있습니다. 각 클라이언트에서 Spanner의 리소스를 사용합니다. Client의 소멸자는 네트워크 연결을 포함한 Client 리소스를 자동으로 삭제합니다.

Google Cloud Spanner C++ 참조에서 Client에 대해 자세히 알아보세요.

DML을 사용하여 데이터 쓰기

읽기-쓰기 트랜잭션에서 DML(Data Manipulation Language)을 사용하여 데이터를 삽입할 수 있습니다.

Client::ExecuteDml() 함수를 사용하여 DML 문을 실행합니다.

void DmlGettingStartedInsert(google::cloud::spanner::Client client) {
  using ::google::cloud::StatusOr;
  namespace spanner = ::google::cloud::spanner;

  auto commit_result = client.Commit(
      [&client](spanner::Transaction txn) -> StatusOr<spanner::Mutations> {
        auto insert = client.ExecuteDml(
            std::move(txn),
            spanner::SqlStatement(
                "INSERT INTO Singers (SingerId, FirstName, LastName) VALUES"
                " (12, 'Melissa', 'Garcia'),"
                " (13, 'Russell', 'Morales'),"
                " (14, 'Jacqueline', 'Long'),"
                " (15, 'Dylan', 'Shaw')"));
        if (!insert) return std::move(insert).status();
        return spanner::Mutations{};
      });
  if (!commit_result) throw std::move(commit_result).status();
  std::cout << "Insert was successful [spanner_dml_getting_started_insert]\n";
}

getting-started-insert 인수를 사용하여 샘플을 실행합니다.

bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
    getting-started-insert $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db

다음과 같이 표시됩니다.

Insert was successful [spanner_dml_getting_started_insert]

변형을 사용하여 데이터 쓰기

변형을 사용하여 데이터를 삽입할 수도 있습니다.

Client 객체를 사용하여 데이터를 씁니다. Client::Commit() 함수는 데이터베이스의 열, 행, 테이블에 걸쳐 단일 논리적 시점에서 원자적으로 실행되는 쓰기 트랜잭션을 만들고 커밋합니다.

다음 코드는 변형을 사용하여 데이터를 쓰는 방법을 보여줍니다.

void InsertData(google::cloud::spanner::Client client) {
  namespace spanner = ::google::cloud::spanner;
  auto insert_singers = spanner::InsertMutationBuilder(
                            "Singers", {"SingerId", "FirstName", "LastName"})
                            .EmplaceRow(1, "Marc", "Richards")
                            .EmplaceRow(2, "Catalina", "Smith")
                            .EmplaceRow(3, "Alice", "Trentor")
                            .EmplaceRow(4, "Lea", "Martin")
                            .EmplaceRow(5, "David", "Lomond")
                            .Build();

  auto insert_albums = spanner::InsertMutationBuilder(
                           "Albums", {"SingerId", "AlbumId", "AlbumTitle"})
                           .EmplaceRow(1, 1, "Total Junk")
                           .EmplaceRow(1, 2, "Go, Go, Go")
                           .EmplaceRow(2, 1, "Green")
                           .EmplaceRow(2, 2, "Forever Hold Your Peace")
                           .EmplaceRow(2, 3, "Terrified")
                           .Build();

  auto commit_result =
      client.Commit(spanner::Mutations{insert_singers, insert_albums});
  if (!commit_result) throw std::move(commit_result).status();
  std::cout << "Insert was successful [spanner_insert_data]\n";
}

insert-data 인수를 사용하여 샘플을 실행합니다.

bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
    insert-data $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db

다음과 같이 표시됩니다.

Insert was successful [spanner_insert_data]

SQL을 사용하여 데이터 쿼리

Spanner에서는 데이터 읽기용 SQL 인터페이스를 지원하며 개발자는 명령줄에서 Google Cloud CLI를 사용하거나 C++용 Spanner 클라이언트 라이브러리를 프로그래매틱 방식으로 사용하여 이 인터페이스에 액세스할 수 있습니다.

명령줄에서

다음 SQL 문을 실행하여 Albums 테이블에서 모든 열의 값을 읽습니다.

gcloud spanner databases execute-sql example-db --instance=test-instance \
    --sql='SELECT SingerId, AlbumId, AlbumTitle FROM Albums'

결과가 다음과 같이 표시됩니다.

SingerId AlbumId AlbumTitle
1        1       Total Junk
1        2       Go, Go, Go
2        1       Green
2        2       Forever Hold Your Peace
2        3       Terrified

C++용 Spanner 클라이언트 라이브러리 사용

명령줄에서 SQL 문 실행 외에도 C++용 Spanner 클라이언트 라이브러리를 프로그래매틱 방식으로 사용하여 같은 SQL 문을 실행할 수 있습니다.

Client::ExecuteQuery() 함수를 사용하여 SQL 쿼리를 실행합니다. 다음은 쿼리를 실행하고 데이터에 액세스하는 방법입니다.

void QueryData(google::cloud::spanner::Client client) {
  namespace spanner = ::google::cloud::spanner;

  spanner::SqlStatement select("SELECT SingerId, LastName FROM Singers");
  using RowType = std::tuple<std::int64_t, std::string>;
  auto rows = client.ExecuteQuery(std::move(select));
  for (auto& row : spanner::StreamOf<RowType>(rows)) {
    if (!row) throw std::move(row).status();
    std::cout << "SingerId: " << std::get<0>(*row) << "\t";
    std::cout << "LastName: " << std::get<1>(*row) << "\n";
  }

  std::cout << "Query completed for [spanner_query_data]\n";
}

query_data 인수를 사용하여 샘플을 실행합니다.

bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
    query-data $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db

다음과 같은 결과가 표시됩니다.

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

SQL 매개변수를 사용하여 쿼리

애플리케이션에 자주 실행되는 쿼리가 있는 경우 이를 매개변수화하여 성능을 개선할 수 있습니다. 매개변수화된 결과 쿼리를 캐시하고 다시 사용할 수 있으므로 컴파일 비용이 절감됩니다. 자세한 내용은 쿼리 매개변수를 사용하여 자주 실행되는 쿼리 속도 향상을 참조하세요.

다음 예시에서는 WHERE 절의 매개변수를 사용하여 LastName의 특정 값이 포함된 레코드를 쿼리합니다.

void QueryWithParameter(google::cloud::spanner::Client client) {
  namespace spanner = ::google::cloud::spanner;

  spanner::SqlStatement select(
      "SELECT SingerId, FirstName, LastName FROM Singers"
      " WHERE LastName = @last_name",
      {{"last_name", spanner::Value("Garcia")}});
  using RowType = std::tuple<std::int64_t, std::string, std::string>;
  auto rows = client.ExecuteQuery(std::move(select));
  for (auto& row : spanner::StreamOf<RowType>(rows)) {
    if (!row) throw std::move(row).status();
    std::cout << "SingerId: " << std::get<0>(*row) << "\t";
    std::cout << "FirstName: " << std::get<1>(*row) << "\t";
    std::cout << "LastName: " << std::get<2>(*row) << "\n";
  }

  std::cout << "Query completed for [spanner_query_with_parameter]\n";
}

query-with-parameter 명령어를 사용하여 샘플을 실행합니다.

bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
    query-with-parameter $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db

다음과 같은 결과가 표시됩니다.

SingerId: 12    FirstName: Melissa      LastName: Garcia

읽기 API를 사용하여 데이터 읽기

Spanner는 Spanner의 SQL 인터페이스 외에도 읽기 인터페이스도 지원합니다.

Client::Read() 함수를 사용하여 데이터베이스의 행을 읽습니다. KeySet 객체를 사용하여 읽을 키 모음과 키 범위를 정의합니다.

다음은 데이터를 읽는 방법입니다.

void ReadData(google::cloud::spanner::Client client) {
  namespace spanner = ::google::cloud::spanner;

  auto rows = client.Read("Albums", google::cloud::spanner::KeySet::All(),
                          {"SingerId", "AlbumId", "AlbumTitle"});
  using RowType = std::tuple<std::int64_t, std::int64_t, std::string>;
  for (auto& row : spanner::StreamOf<RowType>(rows)) {
    if (!row) throw std::move(row).status();
    std::cout << "SingerId: " << std::get<0>(*row) << "\t";
    std::cout << "AlbumId: " << std::get<1>(*row) << "\t";
    std::cout << "AlbumTitle: " << std::get<2>(*row) << "\n";
  }

  std::cout << "Read completed for [spanner_read_data]\n";
}

read-data 인수를 사용하여 샘플을 실행합니다.

bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
    read-data $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db

다음과 비슷한 출력이 표시됩니다.

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

데이터베이스 스키마 업데이트

Albums 테이블에 MarketingBudget이라는 새 열을 추가해야 한다고 가정합니다. 기존 테이블에 새 열을 추가하려면 데이터베이스 스키마를 업데이트해야 합니다. Spanner는 데이터베이스에서 트래픽이 계속 처리되는 동안 데이터베이스의 스키마 업데이트를 지원합니다. 스키마 업데이트 시 데이터베이스를 오프라인으로 전환할 필요가 없고 전체 테이블 또는 열을 잠그지 않습니다. 스키마 업데이트 중에도 데이터베이스에 계속 데이터를 쓸 수 있습니다. 스키마 업데이트에서 지원되는 스키마 업데이트와 스키마 변경 성능에 대해 자세히 알아보세요.

열 추가

명령줄에서 Google Cloud CLI를 사용하거나 C++용 Spanner 클라이언트 라이브러리를 프로그래매틱 방식으로 사용하여 열을 추가할 수 있습니다.

명령줄에서

다음과 같은 ALTER TABLE 명령어를 사용하여 테이블에 새 열을 추가합니다.

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'

다음과 같이 표시됩니다.

Schema updating...done.

C++용 Spanner 클라이언트 라이브러리 사용

DatabaseAdminClient::UpdateDatabase() 함수를 사용하여 스키마를 수정합니다.

void AddColumn(google::cloud::spanner_admin::DatabaseAdminClient client,
               std::string const& project_id, std::string const& instance_id,
               std::string const& database_id) {
  google::cloud::spanner::Database database(project_id, instance_id,
                                            database_id);
  auto metadata =
      client
          .UpdateDatabaseDdl(
              database.FullName(),
              {"ALTER TABLE Albums ADD COLUMN MarketingBudget INT64"})
          .get();
  if (!metadata) throw std::move(metadata).status();
  std::cout << "Added MarketingBudget column\n";
}

add-column 명령어를 사용하여 샘플을 실행합니다.

bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
    add-column $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db

다음과 같이 표시됩니다.

Added MarketingBudget column

새 열에 데이터 쓰기

다음 코드는 새 열에 데이터를 씁니다. 이 코드는 MarketingBudget을 Albums(1, 1)로 키가 지정된 행에서는 100000으로, Albums(2, 2)로 키가 지정된 행에서는 500000으로 설정합니다.

void UpdateData(google::cloud::spanner::Client client) {
  namespace spanner = ::google::cloud::spanner;
  auto commit_result = client.Commit(spanner::Mutations{
      spanner::UpdateMutationBuilder("Albums",
                                     {"SingerId", "AlbumId", "MarketingBudget"})
          .EmplaceRow(1, 1, 100000)
          .EmplaceRow(2, 2, 500000)
          .Build()});
  if (!commit_result) throw std::move(commit_result).status();
  std::cout << "Update was successful [spanner_update_data]\n";
}

update-data 인수를 사용하여 샘플을 실행합니다.

bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
    update-data $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db

방금 쓴 값을 가져오기 위해 SQL 쿼리 또는 읽기 호출을 실행할 수도 있습니다.

다음은 쿼리를 실행하는 코드입니다.

void QueryNewColumn(google::cloud::spanner::Client client) {
  namespace spanner = ::google::cloud::spanner;

  spanner::SqlStatement select(
      "SELECT SingerId, AlbumId, MarketingBudget FROM Albums");
  using RowType =
      std::tuple<std::int64_t, std::int64_t, absl::optional<std::int64_t>>;

  auto rows = client.ExecuteQuery(std::move(select));
  for (auto& row : spanner::StreamOf<RowType>(rows)) {
    if (!row) throw std::move(row).status();
    std::cout << "SingerId: " << std::get<0>(*row) << "\t";
    std::cout << "AlbumId: " << std::get<1>(*row) << "\t";
    auto marketing_budget = std::get<2>(*row);
    if (marketing_budget) {
      std::cout << "MarketingBudget: " << *marketing_budget << "\n";
    } else {
      std::cout << "MarketingBudget: NULL\n";
    }
  }
  std::cout << "Read completed for [spanner_read_data_with_new_column]\n";
}

이 쿼리를 실행하려면 query-new-column 인수를 사용하여 샘플을 실행합니다.

bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
    query-new-column $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db

다음과 같이 표시됩니다.

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

데이터 업데이트

읽기-쓰기 트랜잭션에서 DML을 사용하여 데이터를 업데이트할 수 있습니다.

Client::ExecuteDml() 함수를 사용하여 DML 문을 실행합니다.

void DmlGettingStartedUpdate(google::cloud::spanner::Client client) {
  using ::google::cloud::StatusOr;
  namespace spanner = ::google::cloud::spanner;

  // A helper to read the budget for the given album and singer.
  auto get_budget = [&](spanner::Transaction txn, std::int64_t album_id,
                        std::int64_t singer_id) -> StatusOr<std::int64_t> {
    auto key = spanner::KeySet().AddKey(spanner::MakeKey(album_id, singer_id));
    auto rows = client.Read(std::move(txn), "Albums", key, {"MarketingBudget"});
    using RowType = std::tuple<absl::optional<std::int64_t>>;
    auto row = spanner::GetSingularRow(spanner::StreamOf<RowType>(rows));
    if (!row) return std::move(row).status();
    auto const budget = std::get<0>(*row);
    return budget ? *budget : 0;
  };

  // A helper to update the budget for the given album and singer.
  auto update_budget = [&](spanner::Transaction txn, std::int64_t album_id,
                           std::int64_t singer_id, std::int64_t budget) {
    auto sql = spanner::SqlStatement(
        "UPDATE Albums SET MarketingBudget = @AlbumBudget"
        "  WHERE SingerId = @SingerId AND AlbumId = @AlbumId",
        {{"AlbumBudget", spanner::Value(budget)},
         {"AlbumId", spanner::Value(album_id)},
         {"SingerId", spanner::Value(singer_id)}});
    return client.ExecuteDml(std::move(txn), std::move(sql));
  };

  auto const transfer_amount = 20000;
  auto commit_result = client.Commit(
      [&](spanner::Transaction const& txn) -> StatusOr<spanner::Mutations> {
        auto budget1 = get_budget(txn, 1, 1);
        if (!budget1) return std::move(budget1).status();
        if (*budget1 < transfer_amount) {
          return google::cloud::Status(
              google::cloud::StatusCode::kUnknown,
              "cannot transfer " + std::to_string(transfer_amount) +
                  " from budget of " + std::to_string(*budget1));
        }
        auto budget2 = get_budget(txn, 2, 2);
        if (!budget2) return std::move(budget2).status();
        auto update = update_budget(txn, 1, 1, *budget1 - transfer_amount);
        if (!update) return std::move(update).status();
        update = update_budget(txn, 2, 2, *budget2 + transfer_amount);
        if (!update) return std::move(update).status();
        return spanner::Mutations{};
      });
  if (!commit_result) throw std::move(commit_result).status();
  std::cout << "Update was successful [spanner_dml_getting_started_update]\n";
}

getting-started-update 인수를 사용하여 샘플을 실행합니다.

bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
    getting-started-update $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db

다음과 같이 표시됩니다.

Update was successful [spanner_dml_getting_started_update]

보조 색인 사용

Albums에서 특정 범위의 AlbumTitle 값이 있는 모든 행을 가져오려고 한다고 가정합니다. SQL 문 또는 읽기 호출을 사용하여 AlbumTitle 열에서 모든 값을 읽은 다음 기준을 충족하지 않는 행을 삭제할 수 있지만 이렇게 전체 테이블 스캔을 수행하는 것은 비용이 많이 들며, 특히 많은 행이 있는 테이블의 경우에는 더욱 그렇습니다. 대신 테이블에 보조 색인을 만들어 기본 키가 아닌 열로 검색하면 행을 빠르게 검색할 수 있습니다.

기존 테이블에 보조 색인을 추가하려면 스키마를 업데이트해야 합니다. 다른 스키마 업데이트와 같이 Spanner는 데이터베이스에서 트래픽이 계속 처리되는 동안 색인을 추가할 수 있습니다. Spanner는 기존 데이터로 색인을 자동 백필합니다. 백필을 완료하는 데 몇 분 정도 걸릴 수 있지만 이 프로세스가 진행되는 동안 데이터베이스를 오프라인으로 전환하거나 색인이 생성되는 테이블에 대한 쓰기를 금지할 필요는 없습니다. 자세한 내용은 보조 색인 추가를 참조하세요.

보조 색인을 추가하고 나면 Spanner는 보조 색인 사용 시 더 빨리 실행될 가능성이 높은 SQL 쿼리에 자동으로 보조 색인을 사용합니다. 읽기 인터페이스를 사용하는 경우에는 사용할 색인을 지정해야 합니다.

보조 색인 추가

명령줄에서 gcloud CLI를 사용하거나 C++용 Spanner 클라이언트 라이브러리를 프로그래매틱 방식으로 사용하여 색인을 추가할 수 있습니다.

명령줄에서

다음과 같은 CREATE INDEX 명령어를 사용하여 데이터베이스에 색인을 추가합니다.

gcloud spanner databases ddl update example-db --instance=test-instance \
    --ddl='CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle ON Albums(AlbumTitle)'

다음과 같이 표시됩니다.

Schema updating...done.

C++용 Spanner 클라이언트 라이브러리 사용

DatabaseAdminClient::UpdateDatabase() 함수를 사용하여 색인을 추가합니다.

void AddIndex(google::cloud::spanner_admin::DatabaseAdminClient client,
              std::string const& project_id, std::string const& instance_id,
              std::string const& database_id) {
  google::cloud::spanner::Database database(project_id, instance_id,
                                            database_id);
  auto metadata =
      client
          .UpdateDatabaseDdl(
              database.FullName(),
              {"CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle ON Albums(AlbumTitle)"})
          .get();
  if (!metadata) throw std::move(metadata).status();
  std::cout << "`AlbumsByAlbumTitle` Index successfully added, new DDL:\n"
            << metadata->DebugString();
}

add-index 인수를 사용하여 샘플을 실행합니다.

bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
    add-index $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db

색인을 추가하는 데 몇 분 정도 걸릴 수 있습니다. 색인이 추가되면 다음과 비슷한 출력이 표시됩니다.

`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
}

색인을 사용하여 읽기

SQL 쿼리의 경우 Spanner는 자동으로 적절한 색인을 사용합니다. 읽기 인터페이스에서는 사용자가 직접 요청에서 색인을 지정해야 합니다.

읽기 인터페이스에서 색인을 사용하려면 색인을 사용하여 데이터베이스에서 0개 이상의 행을 읽는 Client::Read() 함수를 사용합니다.

다음 코드는 AlbumsByAlbumTitle 색인에서 모든 AlbumId와 AlbumTitle 열을 가져옵니다.

void ReadDataWithIndex(google::cloud::spanner::Client client) {
  namespace spanner = ::google::cloud::spanner;

  auto rows =
      client.Read("Albums", google::cloud::spanner::KeySet::All(),
                  {"AlbumId", "AlbumTitle"},
                  google::cloud::Options{}.set<spanner::ReadIndexNameOption>(
                      "AlbumsByAlbumTitle"));
  using RowType = std::tuple<std::int64_t, std::string>;
  for (auto& row : spanner::StreamOf<RowType>(rows)) {
    if (!row) throw std::move(row).status();
    std::cout << "AlbumId: " << std::get<0>(*row) << "\t";
    std::cout << "AlbumTitle: " << std::get<1>(*row) << "\n";
  }
  std::cout << "Read completed for [spanner_read_data_with_index]\n";
}

read-data-with-index 인수를 사용하여 샘플을 실행합니다.

bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
    read-data-with-index $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db

다음과 같이 표시됩니다.

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

색인 전용 읽기에 필요한 색인 추가

이전 읽기 예시에는 MarketingBudget 열 읽기가 포함되지 않은 것을 확인할 수 있습니다. 이는 Spanner의 읽기 인터페이스가 색인에 저장되지 않은 값을 찾기 위해 색인을 데이터 테이블에 조인하는 기능을 지원하지 않기 때문입니다.

색인에 MarketingBudget 사본을 저장하는 AlbumsByAlbumTitle 대체 정의를 만듭니다.

명령줄에서

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)

색인을 추가하는 데 몇 분 정도 걸릴 수 있습니다. 색인이 추가되면 다음과 같이 표시됩니다.

Schema updating...done.

C++용 Spanner 클라이언트 라이브러리 사용

DatabaseAdminClient::UpdateDatabase() 함수를 사용하여 STORING 절이 있는 색인을 추가합니다.

void AddStoringIndex(google::cloud::spanner_admin::DatabaseAdminClient client,
                     std::string const& project_id,
                     std::string const& instance_id,
                     std::string const& database_id) {
  google::cloud::spanner::Database database(project_id, instance_id,
                                            database_id);
  auto metadata = client
                      .UpdateDatabaseDdl(database.FullName(), {R"""(
                        CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle2 ON Albums(AlbumTitle)
                            STORING (MarketingBudget))"""})
                      .get();
  if (!metadata) throw std::move(metadata).status();
  std::cout << "`AlbumsByAlbumTitle2` Index successfully added, new DDL:\n"
            << metadata->DebugString();
}

add-storing-index 인수를 사용하여 샘플을 실행합니다.

bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
    add-storing-index $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db

다음과 비슷한 출력이 표시됩니다.

`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
}

이제 AlbumsByAlbumTitle2 색인의 AlbumId, AlbumTitle, MarketingBudget 열을 모두 가져오는 읽기를 실행할 수 있습니다.

색인을 명시적으로 지정하는 쿼리를 실행하여 만든 저장 색인을 사용해 데이터를 읽습니다.

void ReadDataWithStoringIndex(google::cloud::spanner::Client client) {
  namespace spanner = ::google::cloud::spanner;

  auto rows =
      client.Read("Albums", google::cloud::spanner::KeySet::All(),
                  {"AlbumId", "AlbumTitle", "MarketingBudget"},
                  google::cloud::Options{}.set<spanner::ReadIndexNameOption>(
                      "AlbumsByAlbumTitle2"));
  using RowType =
      std::tuple<std::int64_t, std::string, absl::optional<std::int64_t>>;
  for (auto& row : spanner::StreamOf<RowType>(rows)) {
    if (!row) throw std::move(row).status();
    std::cout << "AlbumId: " << std::get<0>(*row) << "\t";
    std::cout << "AlbumTitle: " << std::get<1>(*row) << "\t";
    auto marketing_budget = std::get<2>(*row);
    if (marketing_budget) {
      std::cout << "MarketingBudget: " << *marketing_budget << "\n";
    } else {
      std::cout << "MarketingBudget: NULL\n";
    }
  }
  std::cout << "Read completed for [spanner_read_data_with_storing_index]\n";
}

read-data-with-storing-index 인수를 사용하여 샘플을 실행합니다.

bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
    read-data-with-storing-index $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db

다음과 비슷한 출력이 표시됩니다.

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

읽기 전용 트랜잭션을 사용하여 데이터 검색

같은 타임스탬프에서 읽기를 하나 이상 실행한다고 가정해 봅시다. 읽기 전용 트랜잭션은 트랜잭션 커밋 기록의 일관된 프리픽스를 관찰하므로 애플리케이션이 항상 일관된 데이터를 가져옵니다. Transaction 유형은 모든 종류의 트랜잭션을 나타내는 데 사용됩니다. MakeReadOnlyTransaction() 팩토리 함수를 사용하여 읽기 전용 트랜잭션을 만듭니다.

다음은 같은 읽기 전용 트랜잭션에서 쿼리를 실행하고 읽기를 수행하는 방법을 보여줍니다.

void ReadOnlyTransaction(google::cloud::spanner::Client client) {
  namespace spanner = ::google::cloud::spanner;
  auto read_only = spanner::MakeReadOnlyTransaction();

  spanner::SqlStatement select(
      "SELECT SingerId, AlbumId, AlbumTitle FROM Albums");
  using RowType = std::tuple<std::int64_t, std::int64_t, std::string>;

  // Read#1.
  auto rows1 = client.ExecuteQuery(read_only, select);
  std::cout << "Read 1 results\n";
  for (auto& row : spanner::StreamOf<RowType>(rows1)) {
    if (!row) throw std::move(row).status();
    std::cout << "SingerId: " << std::get<0>(*row)
              << " AlbumId: " << std::get<1>(*row)
              << " AlbumTitle: " << std::get<2>(*row) << "\n";
  }
  // Read#2. Even if changes occur in-between the reads the transaction ensures
  // that Read #1 and Read #2 return the same data.
  auto rows2 = client.ExecuteQuery(read_only, select);
  std::cout << "Read 2 results\n";
  for (auto& row : spanner::StreamOf<RowType>(rows2)) {
    if (!row) throw std::move(row).status();
    std::cout << "SingerId: " << std::get<0>(*row)
              << " AlbumId: " << std::get<1>(*row)
              << " AlbumTitle: " << std::get<2>(*row) << "\n";
  }
}

read-only-transaction 인수를 사용하여 샘플을 실행합니다.

bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
    read-only-transaction $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db

다음과 비슷한 출력이 표시됩니다.

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

삭제

이 튜토리얼에서 사용한 리소스에 대한 추가 비용이 Cloud Billing 계정에 청구되지 않도록 하려면 데이터베이스와 새로 만든 인스턴스를 삭제합니다.

데이터베이스 삭제

인스턴스를 삭제하면 인스턴스 내의 모든 데이터베이스가 자동으로 삭제됩니다. 다음 단계는 인스턴스를 삭제하지 않고 데이터베이스를 삭제하는 방법을 보여줍니다. 인스턴스에 대한 비용은 여전히 발생합니다.

명령줄에서

gcloud spanner databases delete example-db --instance=test-instance

Google Cloud 콘솔 사용

  1. Google Cloud 콘솔에서 Spanner 인스턴스 페이지로 이동합니다.

    인스턴스 페이지로 이동

  2. 인스턴스를 클릭합니다.

  3. 삭제할 데이터베이스를 클릭합니다.

  4. 데이터베이스 세부정보 페이지에서 삭제를 클릭합니다.

  5. 데이터베이스 삭제 여부를 확인하고 삭제를 클릭합니다.

인스턴스 삭제

인스턴스를 삭제하면 해당 인스턴스에서 만든 모든 데이터베이스가 자동으로 삭제됩니다.

명령줄에서

gcloud spanner instances delete test-instance

Google Cloud 콘솔 사용

  1. Google Cloud 콘솔에서 Spanner 인스턴스 페이지로 이동합니다.

    인스턴스 페이지로 이동

  2. 인스턴스를 클릭합니다.

  3. 삭제를 클릭합니다.

  4. 인스턴스 삭제 여부를 확인하고 삭제를 클릭합니다.

다음 단계