目标
本教程将介绍如何使用适用于 Go 的 Spanner 客户端库完成以下步骤:
- 创建 Spanner 实例和数据库。
- 写入、读取数据库中的数据和对数据执行 SQL 查询。
- 更新数据库架构。
- 使用读写事务更新数据。
- 向数据库添加二级索引。
- 使用索引来读取数据和对数据执行 SQL 查询。
- 使用只读事务检索数据。
费用
本教程使用 Spanner,它是Google Cloud的可计费组件。如需了解 Spanner 的使用费用,请参阅价格。
准备工作
完成设置中介绍的步骤,包括创建和设置默认 Google Cloud 项目、启用结算功能、启用 Cloud Spanner API 以及设置 OAuth 2.0 来获取身份验证凭据以使用 Cloud Spanner API。
尤其要确保运行 gcloud auth
application-default login
,以便使用身份验证凭据设置本地开发环境。
准备本地 Go 环境
如果开发机器上尚未安装 Go,请先进行安装(下载)。
如果尚未配置
GOPATH
环境变量,请按照测试安装中的说明进行配置。将示例下载到您的机器。
git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/golang-samples $GOPATH/src/github.com/GoogleCloudPlatform/golang-samples
切换到包含 Spanner 示例代码的目录:
cd $GOPATH/src/github.com/GoogleCloudPlatform/golang-samples/spanner/spanner_snippets
将
GCLOUD_PROJECT
环境变量设置为您的 Google Cloud 项目 ID:export GCLOUD_PROJECT=[MY_PROJECT_ID]
创建实例
在首次使用 Spanner 时,必须创建一个实例,实例是 Spanner 数据库使用的资源分配单位。创建实例时,请选择一个实例配置(决定数据的存储位置),同时选择要使用的节点数(决定实例中服务资源和存储资源的数量)。
执行以下命令,在区域 us-central1
中创建具有 1 个节点的 Spanner 实例:
gcloud spanner instances create test-instance --config=regional-us-central1 \
--description="Test Instance" --nodes=1
请注意,此命令将创建一个具有以下特征的实例:
- 实例 ID 为
test-instance
- 显示名为
Test Instance
- 实例配置为
regional-us-central1
(单区域配置将数据存储在单个区域中,而多区域配置则将数据分布在多个区域中。如需了解详情,请参阅实例简介。) - 节点数为 1(
node_count
对应于实例中数据库可用的服务资源和存储资源的数量。如需了解详情,请参阅节点和处理单元。)
您应该会看到:
Creating instance...done.
浏览示例文件
示例代码库包含一个示例,演示如何通过 Go 使用 Spanner。
请浏览snippet.go
文件,其中说明了如何使用 Spanner。代码展示了如何创建和使用新数据库。数据使用架构和数据模型页面中显示的示例架构。
创建数据库
go run snippet.go createdatabase projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
go run snippet.go pgcreatedatabase projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
您应该会看到:
Created database [example-db]
下一步是将数据写入数据库。
创建数据库客户端
您必须先创建一个Client
,然后才能执行读写操作:
您可以将 Client
视为数据库连接:您与 Spanner 的所有交互都必须通过 Client
进行。通常,您可以在应用启动时创建 Client
,然后重复使用该 Client
来读取、写入和执行事务。每个客户端均使用 Spanner 中的资源。
如果您在同一应用中创建多个客户端,则应调用 Client.Close()
来清理客户端的资源,包括网络连接(一旦不再需要这些资源就立即清理)。
如需了解详情,请参阅 Client
参考文档。
上例中的代码还演示了如何创建 DatabaseAdminClient
(用于创建数据库)。
使用 DML 写入数据
您可以在读写事务中使用数据操纵语言 (DML) 插入数据。
使用 Update()
方法来执行 DML 语句。
使用 dmlwrite
参数(适用于 Google SQL)和 pgdmlwrite
参数(适用于 PostgreSQL)运行示例:
go run snippet.go dmlwrite projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
go run snippet.go pgdmlwrite projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
您应该会看到:
4 record(s) inserted.
使用变更写入数据
您还可以使用变更插入数据。
Mutation
是用于变更操作的容器。Mutation
代表插入、更新和删除等一系列操作,Spanner 将这些操作以原子方式应用于 Spanner 数据库中的不同行和表。
使用 Mutation.InsertOrUpdate()
构建 INSERT_OR_UPDATE
变更,该变更会添加新行或更新列值(如果该行已经存在)。或者,使用 Mutation.Insert()
方法构建 INSERT
变更,该变更会添加新行。
Client.Apply()
以不可分割的方式将变更应用于数据库。
此代码演示了如何使用变更写入数据:
使用 write
参数运行示例:
go run snippet.go write projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
您应该会看到命令成功运行。
使用 SQL 查询数据
Spanner 支持使用 SQL 接口读取数据,您可以使用 Google Cloud CLI 在命令行中使用该接口,也可以通过 Go 版 Spanner 客户端库以编程方式使用该接口。
在命令行中
执行以下 SQL 语句,读取 Albums
表中所有列的值:
gcloud spanner databases execute-sql example-db --instance=test-instance \
--sql='SELECT SingerId, AlbumId, AlbumTitle FROM Albums'
结果应为:
SingerId AlbumId AlbumTitle
1 1 Total Junk
1 2 Go, Go, Go
2 1 Green
2 2 Forever Hold Your Peace
2 3 Terrified
使用适用于 Go 的 Spanner 客户端库
除了在命令行中执行 SQL 语句外,还可以使用适用于 Go 的 Spanner 客户端库以编程方式发出相同的 SQL 语句。
使用以下方法和类型运行 SQL 查询:Client.Single()
:使用此方法可读取 Spanner 表中一行或多行的一列或多列的值。Client.Single
会返回一个ReadOnlyTransaction
,可用于运行读取或 SQL 语句。ReadOnlyTransaction.Query()
:使用此方法可对数据库执行查询。Statement
类型:使用此类型可构建 SQL 字符串。Row
类型:使用此类型可访问由 SQL 语句或读取调用返回的数据。
下面演示了如何发出查询并访问数据:
使用 query
参数运行示例。
go run snippet.go query projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
您应该会看到以下结果:
1 1 Total Junk
1 2 Go, Go, Go
2 1 Green
2 2 Forever Hold Your Peace
2 3 Terrified
使用 SQL 参数进行查询
如果您的应用中有频繁执行的查询,您可以通过对其进行参数化来提高其性能。生成的参数查询可以缓存下来并重复使用,这样做可以降低编译开销。如需了解详情,请参阅使用查询参数来加快频繁执行的查询的运行速度。
以下示例演示了如何在 WHERE
子句中使用参数来查询包含特定 LastName
值的记录。
使用 querywithparameter
参数(适用于 Google SQL)和 pgqueryparameter
参数(适用于 PostgreSQL)运行示例。
go run snippet.go querywithparameter projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
go run snippet.go pgqueryparameter projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
您看到的输出结果应该类似于以下内容:
12 Melissa Garcia
使用读取 API 读取数据
除 Spanner 的 SQL 接口外,Spanner 还支持读取接口。
使用ReadOnlyTransaction.Read()
从数据库中读取行。使用 KeySet
定义要读取的键和键范围的集合。
下面演示了如何读取数据:
使用 read
参数运行示例。
go run snippet.go read projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
您看到的输出结果应该类似于以下内容:
1 1 Total Junk
1 2 Go, Go, Go
2 1 Green
2 2 Forever Hold Your Peace
2 3 Terrified
更新数据库架构
假设您需要将名为 MarketingBudget
的新列添加到 Albums
表。向现有表添加新列需要更新数据库架构。Spanner 支持在数据库继续处理流量的同时,对数据库进行架构更新。架构更新不需要使数据库离线,并且不会锁定整个表或列;在架构更新期间,您可以继续将数据写入数据库。如需详细了解支持的架构更新和架构更改性能,请参阅进行架构更新。
添加列
您可以使用 Google Cloud CLI 在命令行中添加列,也可以使用 Go 版 Spanner 客户端库以编程方式添加列。
在命令行中
使用以下 ALTER TABLE
命令向表添加新列:
gcloud spanner databases ddl update example-db --instance=test-instance \
--ddl='ALTER TABLE Albums ADD COLUMN MarketingBudget INT64'
gcloud spanner databases ddl update example-db --instance=test-instance \
--ddl='ALTER TABLE Albums ADD COLUMN MarketingBudget BIGINT'
您应该会看到:
Schema updating...done.
使用适用于 Go 的 Spanner 客户端库
使用DatabaseAdminClient.UpdateDatabaseDdl()
修改架构:
使用 addnewcolumn
参数(适用于 Google SQL)和 pgaddnewcolumn
参数(适用于 PostgreSQL)运行示例。
go run snippet.go addnewcolumn projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
go run snippet.go pgaddnewcolumn projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
您应该会看到:
Added MarketingBudget column.
将数据写入新列
以下代码可将数据写入新列。对于 Albums(1, 1)
键控的行,该代码会将 MarketingBudget
设置为 100000
;而对于 Albums(2, 2)
键控的行,该代码会将其设置为 500000
。
使用 update
参数运行示例。
go run snippet.go update projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
您还可以执行 SQL 查询或读取调用来获取刚才写入的值。
以下是执行查询的代码:
如需执行此查询,请使用 querynewcolumn
参数(适用于 Google SQL)和 pgquerynewcolumn
参数(适用于 PostgreSQL)运行示例。
go run snippet.go querynewcolumn projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
go run snippet.go pgquerynewcolumn projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
您应该会看到:
1 1 100000
1 2 NULL
2 1 NULL
2 2 500000
2 3 NULL
更新数据
您可以在读写事务中使用 DML 来更新数据。
使用 Update()
方法来执行 DML 语句。
使用 dmlwritetxn
参数运行示例。
go run snippet.go dmlwritetxn projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
您应该会看到:
Moved 200000 from Album2's MarketingBudget to Album1's.
使用二级索引
假设您想要提取 Albums
表中 AlbumTitle
值在特定范围内的所有行。您可以使用 SQL 语句或读取调用读取 AlbumTitle
列中的所有值,然后舍弃不符合条件的行。不过,执行全表扫描费用高昂,特别是对内含大量行的表来说更是如此。相反,如果对表创建二级索引,按非主键列进行搜索,则可以提高行检索速度。
向现有表添加二级索引需要更新架构。与其他架构更新一样,Spanner 支持在数据库继续处理流量的同时添加索引。Spanner 会使用您的现有数据自动回填索引。回填可能需要几分钟时间才能完成,但在此过程中,您无需使数据库离线,也无需避免写入已编入索引的表。如需了解详情,请参阅添加二级索引。
添加二级索引后,Spanner 会自动使用该索引进行 SQL 查询,使用该索引后,查询运行速度可能会提高。如果使用读取接口,则必须指定要使用的索引。
添加二级索引
您可以使用 gcloud CLI 在命令行中添加索引,也可以使用适用于 Go 的 Spanner 客户端库以编程方式添加索引。
在命令行中
使用以下 CREATE INDEX
命令向数据库添加索引:
gcloud spanner databases ddl update example-db --instance=test-instance \
--ddl='CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle ON Albums(AlbumTitle)'
您应该会看到:
Schema updating...done.
使用适用于 Go 的 Spanner 客户端库
使用UpdateDatabaseDdl()
添加索引:
添加索引可能需要几分钟时间。添加索引后,您应该会看到:
Added index
使用索引进行读取
对于 SQL 查询,Spanner 会自动使用适当的索引。在读取接口中,您必须在请求中指定索引。
要在读取接口中使用索引,请使用 ReadOnlyTransaction.ReadUsingIndex()
,该方法可使用索引从数据库中读取零或多行。
以下代码从 AlbumsByAlbumTitle
索引中提取所有 AlbumId
和 AlbumTitle
列。
使用 readindex
参数运行示例。
go run snippet.go readindex projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
您应该会看到:
2 Forever Hold Your Peace
2 Go, Go, Go
1 Green
3 Terrified
1 Total Junk
添加了仅索引读取的索引
您可能已经注意到,上一个读取示例不包括读取 MarketingBudget
列。这是因为,Spanner 的读取接口不支持将索引与数据表联接起来查找未存储在索引中的值。
请创建 AlbumsByAlbumTitle
的备用定义,用于将 MarketingBudget
的副本存储到索引中。
在命令行中
gcloud spanner databases ddl update example-db --instance=test-instance \
--ddl='CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle2 ON Albums(AlbumTitle) STORING (MarketingBudget)
gcloud spanner databases ddl update example-db --instance=test-instance \
--ddl='CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle2 ON Albums(AlbumTitle) INCLUDE (MarketingBudget)
添加索引可能需要几分钟时间。添加索引后,您应该会看到:
Schema updating...done.
使用适用于 Go 的 Spanner 客户端库
使用UpdateDatabaseDdl()
添加带 STORING
子句的索引(适用于 GoogleSQL)和带 INCLUDE
子句的索引(适用于 PostgreSQL):
使用 addstoringindex
参数运行示例。
go run snippet.go addstoringindex projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
go run snippet.go pgaddstoringindex projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
添加索引可能需要几分钟时间。添加索引后,应显示如下信息:
Added storing index
现在,当您执行读取操作时便可从 AlbumsByAlbumTitle2
索引中提取所有 AlbumId
、AlbumTitle
和 MarketingBudget
列:
使用 readstoringindex
参数运行示例。
go run snippet.go readstoringindex projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
您看到的输出结果应该类似于以下内容:
2 Forever Hold Your Peace 300000
2 Go, Go, Go NULL
1 Green NULL
3 Terrified NULL
1 Total Junk 300000
使用只读事务检索数据
假设您要在同一时间戳执行多个读取操作。只读事务会观察一致的事务提交历史记录前缀,因此您的应用始终可获得一致的数据。
使用 ReadOnlyTransaction
类型执行只读事务。使用 Client.ReadOnlyTransaction()
获取 ReadOnlyTransaction
。
下面演示了如何运行查询并在同一只读事务中执行读取操作:
使用 readonlytransaction
参数运行示例。
go run snippet.go readonlytransaction projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
您看到的输出结果应该类似于以下内容:
2 2 Forever Hold Your Peace
1 2 Go, Go, Go
2 1 Green
2 3 Terrified
1 1 Total Junk
1 1 Total Junk
1 2 Go, Go, Go
2 1 Green
2 2 Forever Hold Your Peace
2 3 Terrified
清理
为避免因本教程中使用的资源导致您的 Google Cloud 账号产生额外费用,请删除数据库和您创建的实例。
删除数据库
如果您删除一个实例,则该实例中的所有数据库都会自动删除。 本步骤演示了如何在不删除实例的情况下删除数据库(您仍需为该实例付费)。
在命令行中
gcloud spanner databases delete example-db --instance=test-instance
使用 Google Cloud 控制台
前往 Google Cloud 控制台中的 Spanner 实例页面。
点击实例。
点击您想删除的数据库。
在数据库详细信息页面中,点击删除。
确认您要删除数据库并点击删除。
删除实例
删除实例会自动删除在该实例中创建的所有数据库。
在命令行中
gcloud spanner instances delete test-instance
使用 Google Cloud 控制台
前往 Google Cloud 控制台中的 Spanner 实例页面。
点击您的实例。
点击删除。
确认您要删除实例并点击删除。
后续步骤
了解如何使用虚拟机实例访问 Spanner。
如需了解授权和身份验证凭据,请参阅使用客户端库向 Cloud 服务进行身份验证。
详细了解 Spanner 架构设计最佳实践。