Objectifs
Ce tutoriel décrit les étapes suivantes à l'aide de l'API Spanner pour C++:
- Créer une instance et une base de données Spanner
- Écrire ou lire des données dans la base de données, et exécuter des requêtes SQL sur ces données
- Mettre à jour le schéma de base de données
- Mettre à jour les données à l'aide d'une transaction en lecture/écriture
- Ajouter un index secondaire à la base de données
- Utiliser l'index pour lire et exécuter des requêtes SQL sur des données
- Récupérer des données à l'aide d'une transaction en lecture seule
Coûts
Ce tutoriel utilise Spanner, un composant facturable de Google Cloud. Pour en savoir plus sur le coût d'utilisation de Spanner, consultez Tarifs :
Avant de commencer
Pour obtenir les identifiants d'authentification permettant d'utiliser l'API Cloud Spanner, suivez les étapes décrites dans la section dédiée à la configuration qui traite des sujets suivants : création et définition d'un projet Google Cloud par défaut, activation de la facturation ainsi que de l'API Cloud Spanner, et configuration d'OAuth 2.0.
Veillez en particulier à exécuter gcloud auth
application-default login
pour configurer votre environnement de développement local avec des identifiants d'authentification.
Préparer votre environnement C++ local
Clonez le dépôt de l'exemple d'application sur votre machine locale :
git clone https://github.com/googleapis/google-cloud-cpp $HOME/google-cloud-cpp
Installez Bazel pour Linux en suivant ces instructions.
Accédez au répertoire qui contient l'exemple de code Spanner:
cd $HOME/google-cloud-cpp
Créez des exemples à l'aide de la commande suivante :
bazel build //google/cloud/spanner/samples:samples
Configurez l'authentification et l'autorisation pour le projet
google-cloud-cpp
gcloud auth application-default login
Créez une variable d'environnement appelée
GCLOUD_PROJECT
. Remplacez [MY_PROJECT_ID] par l'ID de votre projet Google Cloud. Vous trouverez cet ID dans le fichier Bienvenue.export GCLOUD_PROJECT=[MY_PROJECT_ID]
Créer une instance
Lorsque vous utilisez Spanner pour la première fois, vous devez créer une instance, l'allocation des ressources utilisées par les bases de données Spanner. Lorsque vous créez une instance, vous choisissez une configuration d'instance, qui détermine l'emplacement de stockage de vos données et le nombre de nœuds à utiliser. Ce dernier paramètre définit la quantité de ressources disponibles dans votre instance pour le stockage et la diffusion.
Exécutez la commande suivante pour créer une instance Spanner dans la région
us-central1
avec 1 nœud:
gcloud spanner instances create test-instance --config=regional-us-central1 \
--description="Test Instance" --nodes=1
Cette commande crée une instance présentant les caractéristiques suivantes :
- ID d'instance :
test-instance
- Nom à afficher :
Test Instance
- Configuration d'instance :
regional-us-central1
(Les configurations régionales stockent les données dans une région, tandis que les configurations multirégionales les distribuent dans plusieurs régions. Pour en savoir plus, consultez la section À propos des instances.) - Nombre de nœuds : 1 (
node_count
correspond à la quantité de ressources de stockage et de diffusion disponibles pour les bases de données de l'instance. Pour en savoir plus, consultez la section Nœuds et unités de traitement par défaut.)
Vous devriez obtenir le résultat suivant :
Creating instance...done.
Consulter des exemples de fichiers
Le dépôt d'exemples contient un exemple qui montre comment utiliser Spanner avec C++.
Examinez le fichier google/cloud/spanner/samples/samples.cc
, qui montre comment créer une base de données et modifier un schéma de base de données. Les données utilisent l'exemple de schéma présenté sur la page Schéma et modèle de données.
Créer une base de données
Créez une base de données nommée example-db
dans l'instance test-instance
en procédant comme suit :
en exécutant la commande suivante sur la ligne de commande.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
create-database $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Vous devriez obtenir le résultat suivant :
Created database [projects/${GCLOUD_PROJECT}/instances/test-instance/databases/example-db]
Le code suivant crée une base de données et deux tables dans la base de données.
L'étape suivante consiste à écrire des données dans la base de données.
Créer un client de base de données
Pour pouvoir effectuer des opérations de lecture ou d'écriture, vous devez créer un objet Client
:
Un Client
vous permet de lire, d'écrire, d'interroger et d'exécuter des transactions sur un
Spanner. En général, vous devez créer un Client
lorsque votre application démarre. Vous réutiliserez ensuite ce Client
pour lire, écrire et exécuter des transactions. Chaque client utilise
des ressources dans
Spanner. Le destructeur de Client
nettoiera automatiquement les ressources Client
, y compris les connexions réseau.
En savoir plus sur Client
dans la référence C++ de Google Cloud Spanner.
Écrire des données avec le langage LMD
Vous pouvez insérer des données à l'aide du langage de manipulation de données (LMD) dans une transaction en lecture/écriture.
Vous utilisez la fonction Client::ExecuteDml()
pour exécuter une instruction LMD.
Exécutez l'exemple en utilisant l'argument getting-started-insert
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
getting-started-insert $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Vous devriez obtenir le résultat suivant :
Insert was successful [spanner_dml_getting_started_insert]
Écrire des données avec des mutations
Vous pouvez également insérer des données à l'aide de mutations.
Vous pouvez écrire des données à l'aide d'un objet Client
. La méthode Client::Commit()
permet la création et le commit d'une transaction pour les écritures, lesquelles s'exécutent de manière atomique à un même instant logique dans les colonnes, les lignes et les tables d'une base de données.
Le code ci-dessous montre comment écrire les données à l'aide de mutations :
Exécutez l'exemple en utilisant l'argument insert-data
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
insert-data $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Vous devriez obtenir le résultat suivant :
Insert was successful [spanner_insert_data]
Interroger des données à l'aide de SQL
Spanner accepte une interface SQL pour la lecture des données, que vous pouvez via la ligne de commande à l'aide de la Google Cloud CLI de manière programmatique à l'aide la bibliothèque cliente Spanner pour C++.
Sur la ligne de commande
Exécutez l'instruction SQL suivante pour lire les valeurs de toutes les colonnes de la table Albums
:
gcloud spanner databases execute-sql example-db --instance=test-instance \
--sql='SELECT SingerId, AlbumId, AlbumTitle FROM Albums'
Vous devez obtenir le résultat suivant :
SingerId AlbumId AlbumTitle
1 1 Total Junk
1 2 Go, Go, Go
2 1 Green
2 2 Forever Hold Your Peace
2 3 Terrified
Utiliser la bibliothèque cliente Spanner pour C++
Outre l'exécution d'une instruction SQL via la ligne de commande, vous pouvez utiliser le la même instruction SQL de manière programmatique à l'aide de la bibliothèque cliente Spanner C++
Vous utilisez la fonction Client::ExecuteQuery()
pour exécuter la requête SQL.
Le code ci-dessous permet d'exécuter la requête et d'accéder aux données.
Exécutez l'exemple en utilisant l'argument query_data
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
query-data $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Vous devriez obtenir le résultat suivant :
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
Requête utilisant un paramètre SQL
Si votre application comporte une requête fréquemment exécutée, vous pouvez améliorer ses performances en les paramétrant. La requête paramétrique obtenue peut être mise en cache et réutilisée, ce qui réduit les coûts de compilation. Pour en savoir plus, consultez Utilisez des paramètres de requête pour accélérer les requêtes fréquemment exécutées.
Voici un exemple d'utilisation d'un paramètre dans la clause WHERE
pour
enregistrements de requête contenant une valeur spécifique pour LastName
.
Exécutez l'exemple à l'aide de la commande query-with-parameter.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
query-with-parameter $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Vous devriez obtenir le résultat suivant :
SingerId: 12 FirstName: Melissa LastName: Garcia
Lire des données à l'aide de l'API de lecture
En plus de son interface SQL, Spanner accepte de lecture.
Utilisez la fonction Client::Read()
pour lire les lignes de la base de données. Utilisez un objet KeySet
pour définir une collection de clés et de plages de clés à lire.
Le code ci-dessous permet de lire les données.
Exécutez l'exemple en utilisant l'argument read-data
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
read-data $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Un résultat semblable à celui-ci s'affiche :
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
Mettre à jour le schéma de base de données
Supposons que vous deviez ajouter la colonne MarketingBudget
à la table Albums
. L'ajout d'une colonne à une table existante nécessite une mise à jour du schéma de base de données. Spanner permet de mettre à jour le schéma d'une base de données, tandis que
continue de diffuser du trafic. Les mises à jour de schéma ne nécessitent pas
hors ligne et ne verrouillent pas
des tables ou des colonnes entières ; vous pouvez continuer
l'écriture de données dans la base de données
pendant la mise à jour du schéma. En savoir plus sur les compatibilités
des mises à jour de schéma
et des performances liées aux modifications de schéma
Effectuez des mises à jour de schéma.
Ajouter une colonne
Vous pouvez ajouter une colonne sur la ligne de commande à l'aide de la Google Cloud CLI ou de manière programmatique à l'aide la bibliothèque cliente Spanner pour C++.
Sur la ligne de commande
Pour ajouter la colonne à la table, utilisez la commande ALTER TABLE
suivante :
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'
Vous devriez obtenir le résultat suivant :
Schema updating...done.
Utiliser la bibliothèque cliente Spanner pour C++
Utilisez la fonction DatabaseAdminClient::UpdateDatabase()
pour modifier le schéma.
Exécutez l'exemple à l'aide de la commande add-column
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
add-column $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Vous devriez voir les éléments suivants :
Added MarketingBudget column
Écrire des données dans la nouvelle colonne
Le code ci-dessous permet d'écrire des données dans la nouvelle colonne. Il définit MarketingBudget
sur 100000
pour la ligne correspondant à la clé Albums(1, 1)
et sur 500000
pour la ligne correspondant à la clé Albums(2, 2)
.
Exécutez l'exemple en utilisant l'argument update-data
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
update-data $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Vous pouvez également exécuter une requête SQL ou un appel de lecture pour récupérer les valeurs que vous venez d'écrire.
Le code permettant d'exécuter la requête est présenté ci-dessous.
Pour mettre en œuvre cette requête, exécutez l'exemple en utilisant l'argument query-new-column
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
query-new-column $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Vous devriez voir les éléments suivants :
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
Mettre à jour des données
Vous pouvez mettre à jour des données à l'aide du langage LMD dans une transaction en lecture/écriture.
Vous utilisez la fonction Client::ExecuteDml()
pour exécuter une instruction LMD.
Exécutez l'exemple en utilisant l'argument getting-started-update
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
getting-started-update $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Vous devriez obtenir le résultat suivant :
Update was successful [spanner_dml_getting_started_update]
Utiliser un index secondaire
Supposons que vous vouliez récupérer toutes les lignes de la table Albums
dont les valeurs AlbumTitle
sont comprises dans une certaine plage. Vous pouvez lire toutes les valeurs de la colonne AlbumTitle
à l'aide d'une instruction SQL ou d'un appel de lecture, puis supprimer les lignes qui ne correspondent pas aux critères. Toutefois, cette analyse complète de la table est coûteuse, en particulier si celle-ci comporte beaucoup de lignes. Vous pouvez accélérer la récupération des lignes lors des recherches effectuées en fonction des colonnes de clé non primaire en créant un index secondaire pour la table.
L'ajout d'un index secondaire à une table existante nécessite une mise à jour du schéma. J'aime autres mises à jour de schéma, Spanner permet d'ajouter un index continue de diffuser du trafic. Spanner remplit automatiquement avec vos données existantes. Les remplissages peuvent prendre quelques minutes. Toutefois, ce processus ne requiert pas la mise hors connexion de la base de données et ne vous empêche pas d'écrire dans la table indexée. Pour en savoir plus, consultez Ajoutez un index secondaire.
Une fois que vous avez ajouté un index secondaire, Spanner l'utilise automatiquement pour Requêtes SQL susceptibles de s'exécuter plus rapidement avec l'index. Si vous utilisez l'interface de lecture, vous devez spécifier l'index que vous souhaitez utiliser.
Ajouter un index secondaire
Vous pouvez ajouter un index via la ligne de commande à l'aide de gcloud CLI ou de manière automatisée à l'aide de la bibliothèque cliente Spanner pour C++.
Sur la ligne de commande
Exécutez la commande CREATE INDEX
suivante pour ajouter un index à la base de données :
gcloud spanner databases ddl update example-db --instance=test-instance \
--ddl='CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle ON Albums(AlbumTitle)'
Vous devriez obtenir le résultat suivant :
Schema updating...done.
Utiliser la bibliothèque cliente Spanner pour C++
En vous aidant de la fonction DatabaseAdminClient::UpdateDatabase()
, ajoutez un index :
Exécutez l'exemple en utilisant l'argument add-index
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
add-index $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
L'ajout d'un index peut prendre quelques minutes. Une fois l'index ajouté, le résultat doit ressembler à ce qui suit :
`AlbumsByAlbumTitle` Index successfully added, new DDL:
database: "projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db"
statements: "CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle ON Albums(AlbumTitle)"
commit_timestamps {
seconds: 1581011550
nanos: 531102000
}
Lire des données avec l'index
Pour les requêtes SQL, Spanner utilise automatiquement un index approprié. Dans l'interface de lecture, vous devez spécifier l'index dans votre requête.
Pour utiliser l'index dans l'interface de lecture, appelez la méthode Client::Read()
, qui lit un nombre quelconque de lignes (zéro ou plus) dans une base de données à l'aide d'un index.
Le code ci-dessous permet de récupérer toutes les colonnes AlbumId
et AlbumTitle
à partir de l'index AlbumsByAlbumTitle
.
Exécutez l'exemple en utilisant l'argument read-data-with-index
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
read-data-with-index $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Vous devriez obtenir le résultat suivant :
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
Ajouter un index pour les lectures d'index uniquement
Vous avez peut-être remarqué que l'exemple
de lecture précédent n'inclut pas la lecture
la colonne MarketingBudget
. En effet, l'interface de lecture de Spanner
ne permet pas de joindre un index à une table de données pour rechercher des valeurs.
qui ne sont pas stockées dans l'index.
Créez une autre définition de l'index AlbumsByAlbumTitle
qui stocke dans l'index une copie de MarketingBudget
.
Sur la ligne de commande
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'ajout d'un index peut prendre quelques minutes. Une fois l'index ajouté, vous devriez obtenir le résultat suivant :
Schema updating...done.
Utiliser la bibliothèque cliente Spanner pour C++
Vous utilisez la fonction DatabaseAdminClient::UpdateDatabase()
pour ajouter un index
avec une clause STORING
pour :
Exécutez l'exemple en utilisant l'argument add-storing-index
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
add-storing-index $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Le résultat doit ressembler à ce qui suit :
`AlbumsByAlbumTitle2` Index successfully added, new DDL:
database: "projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db"
statements: "CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle2 ON Albums(AlbumTitle) STORING (MarketingBudget)"
commit_timestamps {
seconds: 1581012328
nanos: 416682000
}
Vous pouvez maintenant exécuter une opération de lecture permettant de récupérer toutes les colonnes AlbumId
, AlbumTitle
et MarketingBudget
à partir de l'index AlbumsByAlbumTitle2
:
Lisez des données à l'aide de l'index de stockage que vous avez créé en exécutant une requête qui spécifie explicitement ce nouvel index :
Exécutez l'exemple en utilisant l'argument read-data-with-storing-index
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
read-data-with-storing-index $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Un résultat semblable à celui-ci s'affiche :
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
Récupérer des données à l'aide de transactions en lecture seule
Supposons que vous souhaitiez exécuter plusieurs opérations de lecture avec le même horodatage. Les transactions en lecture seule tiennent compte d'un préfixe cohérent de l'historique de commit des transactions, de sorte que votre application obtienne toujours des données cohérentes.
Le type Transaction
permet de représenter tous les genres de transactions.
Utilisez la fonction de fabrique MakeReadOnlyTransaction()
pour créer une transaction en lecture seule.
L'exemple ci-dessous montre comment exécuter une requête et effectuer une lecture dans la même transaction en lecture seule.
Exécutez l'exemple en utilisant l'argument read-only-transaction
.
bazel run //google/cloud/spanner/samples:samples -- \
read-only-transaction $GCLOUD_PROJECT test-instance example-db
Un résultat semblable à celui-ci s'affiche :
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
Nettoyage
Pour éviter que des frais supplémentaires ne soient facturés sur votre compte Cloud Billing pour les ressources utilisées dans ce tutoriel, supprimez la base de données et l'instance que vous avez créées.
Supprimer la base de données
Si vous supprimez une instance, toutes les bases de données qu'elle contient sont automatiquement supprimées. Cette étape montre comment supprimer une base de données sans supprimer l'instance. Des frais continueront à vous être facturés pour cette dernière.
Sur la ligne de commande
gcloud spanner databases delete example-db --instance=test-instance
Utiliser la console Google Cloud
Accédez à la page Instances de Spanner dans la console Google Cloud.
Cliquez sur l'instance.
Cliquez sur la base de données que vous souhaitez supprimer.
Sur la page Détails de la base de données, cliquez sur Supprimer.
Confirmez que vous souhaitez supprimer la base de données, puis cliquez sur Supprimer.
Supprimer l'instance
La suppression d'une instance supprime automatiquement toutes les bases de données créées dans cette instance.
Sur la ligne de commande
gcloud spanner instances delete test-instance
Utiliser la console Google Cloud
Accédez à la page Instances de Spanner dans la console Google Cloud.
Cliquez sur votre instance.
Cliquez sur Supprimer.
Confirmez que vous souhaitez supprimer l'instance, puis cliquez sur Supprimer.
Étape suivante
Découvrez comment accéder à Spanner avec une instance de machine virtuelle.
Pour en savoir plus sur les identifiants d'autorisation et d'authentification, consultez la section S'authentifier sur les services cloud à l'aide de bibliothèques clientes.
En savoir plus sur les bonnes pratiques concernant la conception de schémas Spanner.