在 Java 中使用 Spanner 使用入门

目标

本教程将介绍如何使用适用于 Java 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 的收费组件。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 Java 环境

  1. 在开发机器上安装以下内容（如果尚未安装）：

  2. 将示例应用代码库克隆到本地机器：

    git clone https://github.com/googleapis/java-spanner.git

  3. 切换到包含 Spanner 示例代码的目录：

    cd java-spanner/samples/snippets

创建实例

首次使用 Spanner 时，您必须创建一个实例，用于分配 Spanner 数据库所使用的资源。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，请参阅关于实例。）
  • 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，其展示了如何在 Java 中使用 Spanner。

创建数据库

通过在命令行运行以下命令，在名为 test-instance 的实例中创建名为 example-db 的数据库。

GoogleSQL 

java -jar target/spanner-snippets/spanner-google-cloud-samples.jar \
createdatabase test-instance example-db

PostgreSQL 

java -jar target/spanner-snippets/spanner-google-cloud-samples.jar \
createpgdatabase test-instance example-db

您应该会看到：

Created database [example-db]

以下代码会在数据库中创建一个数据库和两个表。

GoogleSQL 

static void createDatabase(DatabaseAdminClient dbAdminClient,
    InstanceName instanceName, String databaseId) {
  CreateDatabaseRequest createDatabaseRequest =
      CreateDatabaseRequest.newBuilder()
          .setCreateStatement("CREATE DATABASE `" + databaseId + "`")
          .setParent(instanceName.toString())
          .addAllExtraStatements(Arrays.asList(
              "CREATE TABLE Singers ("
                  + "  SingerId   INT64 NOT NULL,"
                  + "  FirstName  STRING(1024),"
                  + "  LastName   STRING(1024),"
                  + "  SingerInfo BYTES(MAX),"
                  + "  FullName STRING(2048) AS "
                  + "  (ARRAY_TO_STRING([FirstName, LastName], \" \")) STORED"
                  + ") PRIMARY KEY (SingerId)",
              "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")).build();
  try {
    // Initiate the request which returns an OperationFuture.
    com.google.spanner.admin.database.v1.Database db =
        dbAdminClient.createDatabaseAsync(createDatabaseRequest).get();
    System.out.println("Created database [" + db.getName() + "]");
  } catch (ExecutionException e) {
    // If the operation failed during execution, expose the cause.
    throw (SpannerException) e.getCause();
  } catch (InterruptedException e) {
    // Throw when a thread is waiting, sleeping, or otherwise occupied,
    // and the thread is interrupted, either before or during the activity.
    throw SpannerExceptionFactory.propagateInterrupt(e);
  }
}

PostgreSQL 

static void createPostgreSqlDatabase(
    DatabaseAdminClient dbAdminClient, String projectId, String instanceId, String databaseId) {
  final CreateDatabaseRequest request =
      CreateDatabaseRequest.newBuilder()
          .setCreateStatement("CREATE DATABASE \"" + databaseId + "\"")
          .setParent(InstanceName.of(projectId, instanceId).toString())
          .setDatabaseDialect(DatabaseDialect.POSTGRESQL).build();

  try {
    // Initiate the request which returns an OperationFuture.
    Database db = dbAdminClient.createDatabaseAsync(request).get();
    System.out.println("Created database [" + db.getName() + "]");
  } catch (ExecutionException e) {
    // If the operation failed during execution, expose the cause.
    throw (SpannerException) e.getCause();
  } catch (InterruptedException e) {
    // Throw when a thread is waiting, sleeping, or otherwise occupied,
    // and the thread is interrupted, either before or during the activity.
    throw SpannerExceptionFactory.propagateInterrupt(e);
  }
}
static void createTableUsingDdl(DatabaseAdminClient dbAdminClient, DatabaseName databaseName) {
  try {
    // Initiate the request which returns an OperationFuture.
    dbAdminClient.updateDatabaseDdlAsync(
        databaseName,
        Arrays.asList(
            "CREATE TABLE Singers ("
                + "  SingerId   bigint NOT NULL,"
                + "  FirstName  character varying(1024),"
                + "  LastName   character varying(1024),"
                + "  SingerInfo bytea,"
                + "  FullName character varying(2048) GENERATED "
                + "  ALWAYS AS (FirstName || ' ' || LastName) STORED,"
                + "  PRIMARY KEY (SingerId)"
                + ")",
            "CREATE TABLE Albums ("
                + "  SingerId     bigint NOT NULL,"
                + "  AlbumId      bigint NOT NULL,"
                + "  AlbumTitle   character varying(1024),"
                + "  PRIMARY KEY (SingerId, AlbumId)"
                + ") INTERLEAVE IN PARENT Singers ON DELETE CASCADE")).get();
    System.out.println("Created Singers & Albums tables in database: [" + databaseName + "]");
  } catch (ExecutionException e) {
    // If the operation failed during execution, expose the cause.
    throw SpannerExceptionFactory.asSpannerException(e);
  } catch (InterruptedException e) {
    // Throw when a thread is waiting, sleeping, or otherwise occupied,
    // and the thread is interrupted, either before or during the activity.
    throw SpannerExceptionFactory.propagateInterrupt(e);
  }
}

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 DatabaseClient，然后才能执行读写操作。您可以将 DatabaseClient 视为数据库连接：您与 Spanner 的所有交互都必须通过 DatabaseClient 进行。通常，您可以在应用启动时创建 DatabaseClient，然后重复使用该 DatabaseClient 来读取、写入和执行事务。

GoogleSQL 

SpannerOptions options = SpannerOptions.newBuilder().build();
Spanner spanner = options.getService();
DatabaseAdminClient dbAdminClient = null;
try {
  final String command = args[0];
  DatabaseId db = DatabaseId.of(options.getProjectId(), args[1], args[2]);
  DatabaseClient dbClient = spanner.getDatabaseClient(db);
  dbAdminClient = spanner.createDatabaseAdminClient();

  // Use client here...
} finally {
  if (dbAdminClient != null) {
    if (!dbAdminClient.isShutdown() || !dbAdminClient.isTerminated()) {
      dbAdminClient.close();
    }
  }
  spanner.close();
}

PostgreSQL 

SpannerOptions options = SpannerOptions.newBuilder().build();
Spanner spanner = options.getService();
DatabaseAdminClient dbAdminClient = null;
try {
  DatabaseClient dbClient = spanner.getDatabaseClient(db);
  dbAdminClient = spanner.createDatabaseAdminClient();
} finally {
  if (dbAdminClient != null) {
    if (!dbAdminClient.isShutdown() || !dbAdminClient.isTerminated()) {
      dbAdminClient.close();
    }
  }
  spanner.close();
}

每个客户端均使用 Spanner 中的资源，因此最好通过调用 close() 关闭不需要的客户端。

如需了解详情，请参阅 DatabaseClient Javadoc 参考文档。

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 executeUpdate() 方法来执行 DML 语句。

static void writeUsingDml(DatabaseClient dbClient) {
  // Insert 4 singer records
  dbClient
      .readWriteTransaction()
      .run(transaction -> {
        String sql =
            "INSERT INTO Singers (SingerId, FirstName, LastName) VALUES "
                + "(12, 'Melissa', 'Garcia'), "
                + "(13, 'Russell', 'Morales'), "
                + "(14, 'Jacqueline', 'Long'), "
                + "(15, 'Dylan', 'Shaw')";
        long rowCount = transaction.executeUpdate(Statement.of(sql));
        System.out.printf("%d records inserted.\n", rowCount);
        return null;
      });
}

使用 writeusingdml 参数运行示例。

java -jar target/spanner-snippets/spanner-google-cloud-samples.jar \
    writeusingdml test-instance example-db

您应该会看到：

4 records inserted.

使用变更写入数据

您还可以使用变更插入数据。

您可以使用 Mutation 对象写入数据。Mutation 对象是容纳变更操作的容器。Mutation 代表插入、更新和删除等一系列操作，Spanner 会以原子方式应用于 Spanner 数据库中的不同行和表。

Mutation 类中的 newInsertBuilder() 方法可构造一项 INSERT 变更，该变更会在表中插入一个新行。如果该行已经存在，则写入失败。或者，您可以使用 newInsertOrUpdateBuilder 方法构建 INSERT_OR_UPDATE 变更，该变更会在该行已经存在时更新列值。

DatabaseClient 类中的 write() 方法可写入变更。单个批处理中的所有变更均以原子方式应用。

此代码演示了如何使用变更写入数据：

static final List<Singer> SINGERS =
    Arrays.asList(
        new Singer(1, "Marc", "Richards"),
        new Singer(2, "Catalina", "Smith"),
        new Singer(3, "Alice", "Trentor"),
        new Singer(4, "Lea", "Martin"),
        new Singer(5, "David", "Lomond"));

static final List<Album> ALBUMS =
    Arrays.asList(
        new Album(1, 1, "Total Junk"),
        new Album(1, 2, "Go, Go, Go"),
        new Album(2, 1, "Green"),
        new Album(2, 2, "Forever Hold Your Peace"),
        new Album(2, 3, "Terrified"));
static void writeExampleData(DatabaseClient dbClient) {
  List<Mutation> mutations = new ArrayList<>();
  for (Singer singer : SINGERS) {
    mutations.add(
        Mutation.newInsertBuilder("Singers")
            .set("SingerId")
            .to(singer.singerId)
            .set("FirstName")
            .to(singer.firstName)
            .set("LastName")
            .to(singer.lastName)
            .build());
  }
  for (Album album : ALBUMS) {
    mutations.add(
        Mutation.newInsertBuilder("Albums")
            .set("SingerId")
            .to(album.singerId)
            .set("AlbumId")
            .to(album.albumId)
            .set("AlbumTitle")
            .to(album.albumTitle)
            .build());
  }
  dbClient.write(mutations);
}

使用 write 参数运行示例。

java -jar target/spanner-snippets/spanner-google-cloud-samples.jar \
    write test-instance example-db

您应该会看到命令成功运行。

使用 SQL 查询数据

Spanner 支持用于读取数据的 SQL 接口，您可以使用 Google Cloud CLI 在命令行上访问该接口，也可以使用适用于 Java 的 Spanner 客户端库以编程方式访问该接口。

在命令行中

执行以下 SQL 语句，读取 Albums 表中所有列的值：

gcloud spanner database execute-sql example-db --instance=test-instance \ --sql='SELECT SingerId, AlbumId, AlbumTitle FROMAlbums'

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 Java 版 Spanner 客户端库

除了在命令行上执行 SQL 语句外，还可以使用适用于 Java 的 Spanner 客户端库以编程方式发出相同的 SQL 语句。

以下方法和类可用于运行 SQL 查询：

  • DatabaseClient 类中的 singleUse() 方法：使用此方法读取 Spanner 表中一行或多行的一列或多列的值。singleUse() 会返回一个 ReadContext 对象，该对象用于运行读取或 SQL 语句。
  • ReadContext 类的 executeQuery() 方法：使用此方法对数据库执行查询。
  • Statement 类：使用此类构造 SQL 字符串。
  • ResultSet 类：使用此类访问由 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：

static void query(DatabaseClient dbClient) {
  try (ResultSet resultSet =
      dbClient
          .singleUse() // Execute a single read or query against Cloud Spanner.
          .executeQuery(Statement.of("SELECT SingerId, AlbumId, AlbumTitle FROM Albums"))) {
    while (resultSet.next()) {
      System.out.printf(
          "%d %d %s\n", resultSet.getLong(0), resultSet.getLong(1), resultSet.getString(2));
    }
  }
}

使用 query 参数运行示例。

java -jar target/spanner-snippets/spanner-google-cloud-samples.jar \
    query test-instance 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

如果您的应用具有频繁执行的查询，您可以通过参数化来提高其性能。生成的参数查询可以缓存并重复使用，从而降低编译成本。如需了解详情，请参阅使用查询参数加快频繁执行的查询。

以下示例展示了如何在 WHERE 子句中使用参数，查询包含 LastName 的特定值的记录。

GoogleSQL 

static void queryWithParameter(DatabaseClient dbClient) {
  Statement statement =
      Statement.newBuilder(
              "SELECT SingerId, FirstName, LastName "
                  + "FROM Singers "
                  + "WHERE LastName = @lastName")
          .bind("lastName")
          .to("Garcia")
          .build();
  try (ResultSet resultSet = dbClient.singleUse().executeQuery(statement)) {
    while (resultSet.next()) {
      System.out.printf(
          "%d %s %s\n",
          resultSet.getLong("SingerId"),
          resultSet.getString("FirstName"),
          resultSet.getString("LastName"));
    }
  }
}

PostgreSQL 

static void queryWithParameter(DatabaseClient dbClient) {
  Statement statement =
      Statement.newBuilder(
              "SELECT singerid AS \"SingerId\", "
                  + "firstname as \"FirstName\", lastname as \"LastName\" "
                  + "FROM Singers "
                  + "WHERE LastName = $1")
          .bind("p1")
          .to("Garcia")
          .build();
  try (ResultSet resultSet = dbClient.singleUse().executeQuery(statement)) {
    while (resultSet.next()) {
      System.out.printf(
          "%d %s %s\n",
          resultSet.getLong("SingerId"),
          resultSet.getString("FirstName"),
          resultSet.getString("LastName"));
    }
  }
}

使用 queryWithParameter 参数运行示例。

java -jar target/spanner-snippets/spanner-google-cloud-samples.jar \
    querywithparameter test-instance example-db

您应该会看到以下结果：

12 Melissa Garcia

使用读取 API 读取数据

除了 Spanner 的 SQL 接口之外，Spanner 还支持读取接口。

使用 ReadContext 类的 read() 方法可从数据库中读取行。使用 KeySet 对象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：

static void read(DatabaseClient dbClient) {
  try (ResultSet resultSet =
      dbClient
          .singleUse()
          .read(
              "Albums",
              KeySet.all(), // Read all rows in a table.
              Arrays.asList("SingerId", "AlbumId", "AlbumTitle"))) {
    while (resultSet.next()) {
      System.out.printf(
          "%d %d %s\n", resultSet.getLong(0), resultSet.getLong(1), resultSet.getString(2));
    }
  }
}

使用 read 参数运行示例。

java -jar target/spanner-snippets/spanner-google-cloud-samples.jar \
    read test-instance 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，也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，也可以使用适用于 Java 的 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：

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'

您应该会看到：

Schema updating...done.

使用 Java 版 Spanner 客户端库

使用 DatabaseAdminClient 类的 updateDatabaseDdl() 方法来修改架构：

GoogleSQL 

static void addMarketingBudget(DatabaseAdminClient adminClient, DatabaseName databaseName) {
  try {
    // Initiate the request which returns an OperationFuture.
    adminClient.updateDatabaseDdlAsync(
        databaseName,
        Arrays.asList("ALTER TABLE Albums ADD COLUMN MarketingBudget INT64")).get();
    System.out.println("Added MarketingBudget column");
  } catch (ExecutionException e) {
    // If the operation failed during execution, expose the cause.
    throw (SpannerException) e.getCause();
  } catch (InterruptedException e) {
    // Throw when a thread is waiting, sleeping, or otherwise occupied,
    // and the thread is interrupted, either before or during the activity.
    throw SpannerExceptionFactory.propagateInterrupt(e);
  }
}

PostgreSQL 

static void addMarketingBudget(DatabaseAdminClient adminClient, DatabaseName databaseName) {
  try {
    // Initiate the request which returns an OperationFuture.
    adminClient.updateDatabaseDdlAsync(
        databaseName,
        Arrays.asList("ALTER TABLE Albums ADD COLUMN MarketingBudget bigint")).get();
    System.out.println("Added MarketingBudget column");
  } catch (ExecutionException e) {
    // If the operation failed during execution, expose the cause.
    throw (SpannerException) e.getCause();
  } catch (InterruptedException e) {
    // Throw when a thread is waiting, sleeping, or otherwise occupied,
    // and the thread is interrupted, either before or during the activity.
    throw SpannerExceptionFactory.propagateInterrupt(e);
  }
}

使用 addmarketingbudget 参数运行示例。

java -jar target/spanner-snippets/spanner-google-cloud-samples.jar \
    addmarketingbudget test-instance 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。对于键分别为 Albums(1, 1) 和 Albums(2, 2) 的行，该代码会将 MarketingBudget 分别设置为 100000 和 500000。

static void update(DatabaseClient dbClient) {
  // Mutation can be used to update/insert/delete a single row in a table. Here we use
  // newUpdateBuilder to create update mutations.
  List<Mutation> mutations =
      Arrays.asList(
          Mutation.newUpdateBuilder("Albums")
              .set("SingerId")
              .to(1)
              .set("AlbumId")
              .to(1)
              .set("MarketingBudget")
              .to(100000)
              .build(),
          Mutation.newUpdateBuilder("Albums")
              .set("SingerId")
              .to(2)
              .set("AlbumId")
              .to(2)
              .set("MarketingBudget")
              .to(500000)
              .build());
  // This writes all the mutations to Cloud Spanner atomically.
  dbClient.write(mutations);
}

使用 update 参数运行示例。

java -jar target/spanner-snippets/spanner-google-cloud-samples.jar \
    update test-instance 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：

GoogleSQL 

static void queryMarketingBudget(DatabaseClient dbClient) {
  // Rows without an explicit value for MarketingBudget will have a MarketingBudget equal to
  // null. A try-with-resource block is used to automatically release resources held by
  // ResultSet.
  try (ResultSet resultSet =
      dbClient
          .singleUse()
          .executeQuery(Statement.of("SELECT SingerId, AlbumId, MarketingBudget FROM Albums"))) {
    while (resultSet.next()) {
      System.out.printf(
          "%d %d %s\n",
          resultSet.getLong("SingerId"),
          resultSet.getLong("AlbumId"),
          // We check that the value is non null. ResultSet getters can only be used to retrieve
          // non null values.
          resultSet.isNull("MarketingBudget") ? "NULL" : resultSet.getLong("MarketingBudget"));
    }
  }
}

PostgreSQL 

static void queryMarketingBudget(DatabaseClient dbClient) {
  // Rows without an explicit value for MarketingBudget will have a MarketingBudget equal to
  // null. A try-with-resource block is used to automatically release resources held by
  // ResultSet.
  try (ResultSet resultSet =
      dbClient
          .singleUse()
          .executeQuery(Statement.of("SELECT singerid as \"SingerId\", "
              + "albumid as \"AlbumId\", marketingbudget as \"MarketingBudget\" "
              + "FROM Albums"))) {
    while (resultSet.next()) {
      System.out.printf(
          "%d %d %s\n",
          resultSet.getLong("SingerId"),
          resultSet.getLong("AlbumId"),
          // We check that the value is non null. ResultSet getters can only be used to retrieve
          // non null values.
          resultSet.isNull("MarketingBudget") ? "NULL" :
              resultSet.getLong("MarketingBudget"));
    }
  }
}

如需执行此查询，请使用 querymarketingbudget 参数运行示例。

java -jar target/spanner-snippets/spanner-google-cloud-samples.jar \
    querymarketingbudget test-instance 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 executeUpdate() 方法来执行 DML 语句。

GoogleSQL 

static void writeWithTransactionUsingDml(DatabaseClient dbClient) {
  dbClient
      .readWriteTransaction()
      .run(transaction -> {
        // Transfer marketing budget from one album to another. We do it in a transaction to
        // ensure that the transfer is atomic.
        String sql1 =
            "SELECT MarketingBudget from Albums WHERE SingerId = 2 and AlbumId = 2";
        ResultSet resultSet = transaction.executeQuery(Statement.of(sql1));
        long album2Budget = 0;
        while (resultSet.next()) {
          album2Budget = resultSet.getLong("MarketingBudget");
        }
        // Transaction will only be committed if this condition still holds at the time of
        // commit. Otherwise it will be aborted and the callable will be rerun by the
        // client library.
        long transfer = 200000;
        if (album2Budget >= transfer) {
          String sql2 =
              "SELECT MarketingBudget from Albums WHERE SingerId = 1 and AlbumId = 1";
          ResultSet resultSet2 = transaction.executeQuery(Statement.of(sql2));
          long album1Budget = 0;
          while (resultSet2.next()) {
            album1Budget = resultSet2.getLong("MarketingBudget");
          }
          album1Budget += transfer;
          album2Budget -= transfer;
          Statement updateStatement =
              Statement.newBuilder(
                      "UPDATE Albums "
                          + "SET MarketingBudget = @AlbumBudget "
                          + "WHERE SingerId = 1 and AlbumId = 1")
                  .bind("AlbumBudget")
                  .to(album1Budget)
                  .build();
          transaction.executeUpdate(updateStatement);
          Statement updateStatement2 =
              Statement.newBuilder(
                      "UPDATE Albums "
                          + "SET MarketingBudget = @AlbumBudget "
                          + "WHERE SingerId = 2 and AlbumId = 2")
                  .bind("AlbumBudget")
                  .to(album2Budget)
                  .build();
          transaction.executeUpdate(updateStatement2);
        }
        return null;
      });
}

PostgreSQL 

static void writeWithTransactionUsingDml(DatabaseClient dbClient) {
  dbClient
      .readWriteTransaction()
      .run(transaction -> {
        // Transfer marketing budget from one album to another. We do it in a transaction to
        // ensure that the transfer is atomic.
        String sql1 =
            "SELECT marketingbudget as \"MarketingBudget\" from Albums WHERE "
                + "SingerId = 2 and AlbumId = 2";
        ResultSet resultSet = transaction.executeQuery(Statement.of(sql1));
        long album2Budget = 0;
        while (resultSet.next()) {
          album2Budget = resultSet.getLong("MarketingBudget");
        }
        // Transaction will only be committed if this condition still holds at the time of
        // commit. Otherwise it will be aborted and the callable will be rerun by the
        // client library.
        long transfer = 200000;
        if (album2Budget >= transfer) {
          String sql2 =
              "SELECT marketingbudget as \"MarketingBudget\" from Albums WHERE "
                  + "SingerId = 1 and AlbumId = 1";
          ResultSet resultSet2 = transaction.executeQuery(Statement.of(sql2));
          long album1Budget = 0;
          while (resultSet2.next()) {
            album1Budget = resultSet2.getLong("MarketingBudget");
          }
          album1Budget += transfer;
          album2Budget -= transfer;
          Statement updateStatement =
              Statement.newBuilder(
                      "UPDATE Albums "
                          + "SET MarketingBudget = $1"
                          + "WHERE SingerId = 1 and AlbumId = 1")
                  .bind("p1")
                  .to(album1Budget)
                  .build();
          transaction.executeUpdate(updateStatement);
          Statement updateStatement2 =
              Statement.newBuilder(
                      "UPDATE Albums "
                          + "SET MarketingBudget = $1"
                          + "WHERE SingerId = 2 and AlbumId = 2")
                  .bind("p1")
                  .to(album2Budget)
                  .build();
          transaction.executeUpdate(updateStatement2);
        }
        return null;
      });
}

使用 writewithtransactionusingdml 参数运行示例。

java -jar target/spanner-snippets/spanner-google-cloud-samples.jar \
    writewithtransactionusingdml test-instance example-db

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 会自动将其用于 SQL 查询，使用该索引后，查询运行速度可能会更快。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 在命令行上添加索引，也可以使用适用于 Java 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 Java 版 Spanner 客户端库

使用 DatabaseAdminClient 类的 updateDatabaseDdl() 方法添加索引：

static void addIndex(DatabaseAdminClient adminClient, DatabaseName databaseName) {
  try {
    // Initiate the request which returns an OperationFuture.
    adminClient.updateDatabaseDdlAsync(
        databaseName,
        Arrays.asList("CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle ON Albums(AlbumTitle)")).get();
    System.out.println("Added AlbumsByAlbumTitle index");
  } catch (ExecutionException e) {
    // If the operation failed during execution, expose the cause.
    throw (SpannerException) e.getCause();
  } catch (InterruptedException e) {
    // Throw when a thread is waiting, sleeping, or otherwise occupied,
    // and the thread is interrupted, either before or during the activity.
    throw SpannerExceptionFactory.propagateInterrupt(e);
  }
}

使用 addindex 参数运行示例。

java -jar target/spanner-snippets/spanner-google-cloud-samples.jar \
    addindex test-instance example-db

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 the AlbumsByAlbumTitle 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。

如需在读取接口中使用索引，请使用 ReadContext 类的 readUsingIndex() 方法。

以下代码会从 AlbumsByAlbumTitle 索引中提取所有 AlbumId 和 AlbumTitle 列。

static void readUsingIndex(DatabaseClient dbClient) {
  try (ResultSet resultSet =
      dbClient
          .singleUse()
          .readUsingIndex(
              "Albums",
              "AlbumsByAlbumTitle",
              KeySet.all(),
              Arrays.asList("AlbumId", "AlbumTitle"))) {
    while (resultSet.next()) {
      System.out.printf("%d %s\n", resultSet.getLong(0), resultSet.getString(1));
    }
  }
}

使用 readindex 参数运行示例。

java -jar target/spanner-snippets/spanner-google-cloud-samples.jar \
    readindex test-instance example-db

您应该会看到：

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

为仅索引读取添加索引

您可能已经注意到，前面的读取示例不包括读取 MarketingBudget 列的内容。这是因为 Spanner 的读取接口不支持将索引与数据表联接以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

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)

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 Java 版 Spanner 客户端库

使用 DatabaseAdminClient 类的 updateDatabaseDdl() 方法，添加带 STORING 子句的索引（对于 GoogleSQL）和 INCLUDE 子句（对于 PostgreSQL）：

GoogleSQL 

static void addStoringIndex(DatabaseAdminClient adminClient, DatabaseName databaseName) {
  try {
    // Initiate the request which returns an OperationFuture.
    adminClient.updateDatabaseDdlAsync(
        databaseName,
        Arrays.asList(
            "CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle2 ON Albums(AlbumTitle) "
                + "STORING (MarketingBudget)")).get();
    System.out.println("Added AlbumsByAlbumTitle2 index");
  } catch (ExecutionException e) {
    // If the operation failed during execution, expose the cause.
    throw (SpannerException) e.getCause();
  } catch (InterruptedException e) {
    // Throw when a thread is waiting, sleeping, or otherwise occupied,
    // and the thread is interrupted, either before or during the activity.
    throw SpannerExceptionFactory.propagateInterrupt(e);
  }
}

PostgreSQL 

static void addStoringIndex(DatabaseAdminClient adminClient, DatabaseName databaseName) {
  try {
    // Initiate the request which returns an OperationFuture.
    adminClient.updateDatabaseDdlAsync(
        databaseName,
        Arrays.asList(
            "CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle2 ON Albums(AlbumTitle) "
                + "INCLUDE (MarketingBudget)")).get();
    System.out.println("Added AlbumsByAlbumTitle2 index");
  } catch (ExecutionException e) {
    // If the operation failed during execution, expose the cause.
    throw (SpannerException) e.getCause();
  } catch (InterruptedException e) {
    // Throw when a thread is waiting, sleeping, or otherwise occupied,
    // and the thread is interrupted, either before or during the activity.
    throw SpannerExceptionFactory.propagateInterrupt(e);
  }
}

使用 addstoringindex 参数运行示例。

java -jar target/spanner-snippets/spanner-google-cloud-samples.jar \
    addstoringindex test-instance 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 AlbumsByAlbumTitle2 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：

static void readStoringIndex(DatabaseClient dbClient) {
  // We can read MarketingBudget also from the index since it stores a copy of MarketingBudget.
  try (ResultSet resultSet =
      dbClient
          .singleUse()
          .readUsingIndex(
              "Albums",
              "AlbumsByAlbumTitle2",
              KeySet.all(),
              Arrays.asList("AlbumId", "AlbumTitle", "MarketingBudget"))) {
    while (resultSet.next()) {
      System.out.printf(
          "%d %s %s\n",
          resultSet.getLong(0),
          resultSet.getString(1),
          resultSet.isNull("MarketingBudget") ? "NULL" : resultSet.getLong("MarketingBudget"));
    }
  }
}

使用 readstoringindex 参数运行示例。

java -jar target/spanner-snippets/spanner-google-cloud-samples.jar \
    readstoringindex test-instance 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。只读事务会观察事务提交记录的一致前缀，以便应用始终获得一致的数据。 使用 ReadOnlyTransaction 对象执行只读事务。使用 DatabaseClient 类的 readOnlyTransaction() 方法获取 ReadOnlyTransaction 对象。

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：

static void readOnlyTransaction(DatabaseClient dbClient) {
  // ReadOnlyTransaction must be closed by calling close() on it to release resources held by it.
  // We use a try-with-resource block to automatically do so.
  try (ReadOnlyTransaction transaction = dbClient.readOnlyTransaction()) {
    ResultSet queryResultSet =
        transaction.executeQuery(
            Statement.of("SELECT SingerId, AlbumId, AlbumTitle FROM Albums"));
    while (queryResultSet.next()) {
      System.out.printf(
          "%d %d %s\n",
          queryResultSet.getLong(0), queryResultSet.getLong(1), queryResultSet.getString(2));
    }
    try (ResultSet readResultSet =
        transaction.read(
            "Albums", KeySet.all(), Arrays.asList("SingerId", "AlbumId", "AlbumTitle"))) {
      while (readResultSet.next()) {
        System.out.printf(
            "%d %d %s\n",
            readResultSet.getLong(0), readResultSet.getLong(1), readResultSet.getString(2));
      }
    }
  }
}

使用 readonlytransaction 参数运行示例。

java -jar target/spanner-snippets/spanner-google-cloud-samples.jar \
    readonlytransaction test-instance 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

  1. 转到 Google Cloud 控制台中的 Spanner 实例页面。

    转到“实例”页面

  2. 点击实例。

  3. 点击您想删除的数据库。

  4. 在数据库详细信息页面中，点击删除。

  5. 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

  1. 转到 Google Cloud 控制台中的 Spanner 实例页面。

    转到“实例”页面

  2. 点击您的实例。

  3. 点击删除。

  4. 确认您要删除实例并点击删除。

后续步骤