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JDBC で Spanner を使ってみる

目標

このチュートリアルでは、Spanner JDBC ドライバを使用する以下の手順について説明します。

Spanner のインスタンスとデータベースを作成します。
データベースのデータに対し、書き込み、読み取り、SQL クエリの実行を行います。
データベーススキーマを更新します。
読み取り / 書き込みトランザクションを使用してデータを更新します。
セカンダリインデックスをデータベースに追加します。
インデックスを使用して、データの読み込みと SQL クエリの実行を行います。
読み取り専用トランザクションを使用してデータを取得します。

費用

このチュートリアルで使用する Spanner は、Google Cloud の有料コンポーネントです。Spanner を使用する際の料金については、料金をご覧ください。

始める前に

設定に示されている手順を完了します。この手順では、デフォルトの Google Cloud プロジェクトの作成と設定、課金の有効化、Cloud Spanner API の有効化、Cloud Spanner API の使用に必要な認証情報を取得するための OAuth 2.0 の設定について説明しています。

特に、ローカルの開発環境に認証情報を設定するために、必ず gcloud auth application-default login を実行してください。

ローカル JDBC 環境を準備する

開発マシンに次のものがまだインストールされていない場合はインストールします。
- Java 8 JDK（ダウンロード）。
- Maven 3（ダウンロード）。
ローカルマシンにサンプルアプリのリポジトリのクローンを作成します。
```
git clone https://github.com/googleapis/java-spanner-jdbc.git
```
Spanner のサンプルコードが含まれるディレクトリに移動します。
```
cd java-spanner-jdbc/samples/snippets
```

インスタンスを作成する

Spanner を最初に使用する場合は、インスタンスを作成する必要があります。インスタンスとは、Spanner データベースによって使用されるリソースの割り当てのことです。インスタンスを作成するときは、インスタンス構成を選択してデータの格納場所を指定し、さらに使用するノード数も選択して、インスタンスの配信リソースおよびストレージリソースの量を決定します。

次のコマンドを実行して、1 ノードの us-central1 リージョンに Spanner インスタンスを作成します。

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

これにより、次の特性を持つインスタンスが作成されます。

インスタンス ID test-instance
表示名 Test Instance
インスタンス構成 regional-us-central1（リージョン構成ではデータが単一のリージョンに保存され、マルチリージョン構成ではデータが複数のリージョンに分散されます。詳しくは、インスタンスについてをご覧ください）。
ノード数 1（node_count はインスタンスのデータベースで使用可能な配信リソースとストレージリソースの量に対応します。詳しくは、ノードと処理ユニットをご覧ください）。

以下のように表示されます。

Creating instance...done.

サンプルファイルの確認

サンプルリポジトリには、JDBC で Spanner を使用する方法を示すサンプルが含まれています。

pom.xml は、Spanner JDBC ドライバをプロジェクトの依存関係に追加し、このチュートリアルで定義される Java クラスを含む実行可能 JAR ファイルをビルドするためのアセンブリプラグインを構成します。

samples/snippets ディレクトリでサンプルをビルドします。

mvn package -DskipTests

データベースの作成

コマンドラインで次のコマンドを実行して、test-instance というインスタンスに example-db というデータベースを作成します。

GoogleSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
createdatabase test-instance example-db

PostgreSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
createpgdatabase test-instance example-db

次のように表示されます。

Created database [projects/my-project/instances/test-instance/databases/example-db]

次のコードでは、データベースとデータベース内の 2 つのテーブルを作成します。

GoogleSQL

static void createDatabase(
    final DatabaseAdminClient dbAdminClient,
    final InstanceName instanceName,
    final String databaseId,
    final Properties properties) throws SQLException {
  // Use the Spanner admin client to create a database.
  CreateDatabaseRequest createDatabaseRequest =
      CreateDatabaseRequest.newBuilder()
          .setCreateStatement("CREATE DATABASE `" + databaseId + "`")
          .setParent(instanceName.toString())
          .build();
  try {
    dbAdminClient.createDatabaseAsync(createDatabaseRequest).get();
  } catch (ExecutionException e) {
    throw SpannerExceptionFactory.asSpannerException(e.getCause());
  } catch (InterruptedException e) {
    throw SpannerExceptionFactory.propagateInterrupt(e);
  }

  // Connect to the database with the JDBC driver and create two test tables.
  String projectId = instanceName.getProject();
  String instanceId = instanceName.getInstance();
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              projectId, instanceId, databaseId),
          properties)) {
    try (Statement statement = connection.createStatement()) {
      // Create the tables in one batch.
      statement.addBatch(
          "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)");
      statement.addBatch(
          "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");
      statement.executeBatch();
    }
  }
  System.out.printf(
      "Created database [%s]\n",
      DatabaseName.of(projectId, instanceId, databaseId));
}

PostgreSQL

static void createPostgreSQLDatabase(
    final DatabaseAdminClient dbAdminClient,
    final InstanceName instanceName,
    final String databaseId,
    final Properties properties) throws SQLException {
  // Use the Spanner admin client to create a database.
  CreateDatabaseRequest createDatabaseRequest =
      CreateDatabaseRequest.newBuilder()
          // PostgreSQL database names and other identifiers
          // must be quoted using double quotes.
          .setCreateStatement("create database \"" + databaseId + "\"")
          .setParent(instanceName.toString())
          .setDatabaseDialect(DatabaseDialect.POSTGRESQL)
          .build();
  try {
    dbAdminClient.createDatabaseAsync(createDatabaseRequest).get();
  } catch (ExecutionException e) {
    throw SpannerExceptionFactory.asSpannerException(e.getCause());
  } catch (InterruptedException e) {
    throw SpannerExceptionFactory.propagateInterrupt(e);
  }

  // Connect to the database with the JDBC driver and create two test tables.
  String projectId = instanceName.getProject();
  String instanceId = instanceName.getInstance();
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              projectId, instanceId, databaseId),
          properties)) {
    try (Statement statement = connection.createStatement()) {
      // Create the tables in one batch.
      statement.addBatch(
          "create table singers ("
              + "  singer_id   bigint primary key not null,"
              + "  first_name  varchar(1024),"
              + "  last_name   varchar(1024),"
              + "  singer_info bytea,"
              + "  full_name   varchar(2048) generated always as (\n"
              + "      case when first_name is null then last_name\n"
              + "          when last_name  is null then first_name\n"
              + "          else first_name || ' ' || last_name\n"
              + "      end) stored"
              + ")");
      statement.addBatch(
          "create table albums ("
              + "  singer_id     bigint not null,"
              + "  album_id      bigint not null,"
              + "  album_title   varchar,"
              + "  primary key (singer_id, album_id)"
              + ") interleave in parent singers on delete cascade");
      statement.executeBatch();
    }
  }
  System.out.printf(
      "Created database [%s]\n",
      DatabaseName.of(projectId, instanceId, databaseId));
}

次のステップでは、データベースにデータを書き込みます。

JDBC 接続を作成する

読み取りまたは書き込みを行うには、その前に Connection を作成する必要があります。Spanner とのすべてのやり取りは Connection を経由する必要があります。データベース名とその他のプロパティは、JDBC 接続 URL と java.util.Properties セットで指定されます。

GoogleSQL

static void createConnection(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  // Connection properties can be specified both with in a Properties object
  // and in the connection URL.
  properties.put("numChannels", "8");
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s"
                  + ";minSessions=400;maxSessions=400",
              project, instance, database),
          properties)) {
    try (ResultSet resultSet =
        connection.createStatement().executeQuery("select 'Hello World!'")) {
      while (resultSet.next()) {
        System.out.println(resultSet.getString(1));
      }
    }
  }
}

PostgreSQL

static void createConnection(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  // Connection properties can be specified both with in a Properties object
  // and in the connection URL.
  properties.put("numChannels", "8");
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s"
                  + ";minSessions=400;maxSessions=400",
              project, instance, database),
          properties)) {
    try (ResultSet resultSet =
        connection.createStatement().executeQuery("select 'Hello World!'")) {
      while (resultSet.next()) {
        System.out.println(resultSet.getString(1));
      }
    }
  }
}

サポートされているプロパティの一覧については、接続 URL のプロパティをご覧ください。

各 Connection はリソースを使用するため、不要になった接続を閉じるか、接続プールを使用してアプリケーション全体で接続を再利用することをおすすめします。

詳細については、Connection Javadoc リファレンスをご覧ください。

JDBC ドライバをエミュレータに接続する

JDBC ドライバを Spanner エミュレータに接続するには、次の 2 つの方法があります。

SPANNER_EMULATOR_HOST 環境変数を設定する。これにより、JDBC ドライバはエミュレータに接続するよう指示されます。JDBC 接続 URL の Spanner インスタンスとデータベースが、エミュレータにすでに存在している必要があります。
接続 URL に autoConfigEmulator=true を追加する。これにより、JDBC ドライバはエミュレータに接続するように指示され、Spanner インスタンスとデータベースが存在しない場合は、JDBC 接続 URL に自動的に作成します。

この例では、autoConfigEmulator=true 接続 URL オプションを使用する方法を示します。

GoogleSQL

static void createConnectionWithEmulator(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  // Add autoConfigEmulator=true to the connection URL to instruct the JDBC
  // driver to connect to the Spanner emulator on localhost:9010.
  // The Spanner instance and database are automatically created if these
  // don't already exist.
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s"
                  + ";autoConfigEmulator=true",
              project, instance, database),
          properties)) {
    try (ResultSet resultSet =
        connection.createStatement().executeQuery("select 'Hello World!'")) {
      while (resultSet.next()) {
        System.out.println(resultSet.getString(1));
      }
    }
  }
}

PostgreSQL

static void createConnectionWithEmulator(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  // Add autoConfigEmulator=true to the connection URL to instruct the JDBC
  // driver to connect to the Spanner emulator on localhost:9010.
  // The Spanner instance and database are automatically created if these
  // don't already exist.
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s"
                  + ";autoConfigEmulator=true",
              project, instance, database),
          properties)) {
    try (ResultSet resultSet =
        connection.createStatement().executeQuery("select 'Hello World!'")) {
      while (resultSet.next()) {
        System.out.println(resultSet.getString(1));
      }
    }
  }
}

DML でのデータの書き込み

読み取り / 書き込みトランザクションでデータ操作言語（DML）を使用してデータを挿入できます。

PreparedStatement.executeUpdate() メソッドを使用して DML ステートメントを実行します。

GoogleSQL

static void writeDataWithDml(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    // Add 4 rows in one statement.
    // JDBC always uses '?' as a parameter placeholder.
    try (PreparedStatement preparedStatement =
        connection.prepareStatement(
            "INSERT INTO Singers (SingerId, FirstName, LastName) VALUES "
                + "(?, ?, ?), "
                + "(?, ?, ?), "
                + "(?, ?, ?), "
                + "(?, ?, ?)")) {

      final ImmutableList<Singer> singers =
          ImmutableList.of(
              new Singer(/* SingerId = */ 12L, "Melissa", "Garcia"),
              new Singer(/* SingerId = */ 13L, "Russel", "Morales"),
              new Singer(/* SingerId = */ 14L, "Jacqueline", "Long"),
              new Singer(/* SingerId = */ 15L, "Dylan", "Shaw"));

      // Note that JDBC parameters start at index 1.
      int paramIndex = 0;
      for (Singer singer : singers) {
        preparedStatement.setLong(++paramIndex, singer.singerId);
        preparedStatement.setString(++paramIndex, singer.firstName);
        preparedStatement.setString(++paramIndex, singer.lastName);
      }

      int updateCount = preparedStatement.executeUpdate();
      System.out.printf("%d records inserted.\n", updateCount);
    }
  }
}

PostgreSQL

static void writeDataWithDmlPostgreSQL(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    // Add 4 rows in one statement.
    // JDBC always uses '?' as a parameter placeholder.
    try (PreparedStatement preparedStatement =
        connection.prepareStatement(
            "INSERT INTO singers (singer_id, first_name, last_name) VALUES "
                + "(?, ?, ?), "
                + "(?, ?, ?), "
                + "(?, ?, ?), "
                + "(?, ?, ?)")) {

      final ImmutableList<Singer> singers =
          ImmutableList.of(
              new Singer(/* SingerId = */ 12L, "Melissa", "Garcia"),
              new Singer(/* SingerId = */ 13L, "Russel", "Morales"),
              new Singer(/* SingerId = */ 14L, "Jacqueline", "Long"),
              new Singer(/* SingerId = */ 15L, "Dylan", "Shaw"));

      // Note that JDBC parameters start at index 1.
      int paramIndex = 0;
      for (Singer singer : singers) {
        preparedStatement.setLong(++paramIndex, singer.singerId);
        preparedStatement.setString(++paramIndex, singer.firstName);
        preparedStatement.setString(++paramIndex, singer.lastName);
      }

      int updateCount = preparedStatement.executeUpdate();
      System.out.printf("%d records inserted.\n", updateCount);
    }
  }
}

次のコマンドでサンプルを実行します。

GoogleSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
writeusingdml test-instance example-db

PostgreSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
writeusingdmlpg test-instance example-db

次のように表示されます。

4 records inserted.

DML バッチでのデータの書き込み

PreparedStatement#addBatch() と PreparedStatement#executeBatch() メソッドを使用して、複数の DML ステートメントを 1 つのバッチで実行します。

GoogleSQL

static void writeDataWithDmlBatch(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    // Add multiple rows in one DML batch.
    // JDBC always uses '?' as a parameter placeholder.
    try (PreparedStatement preparedStatement =
        connection.prepareStatement(
            "INSERT INTO Singers (SingerId, FirstName, LastName) "
                + "VALUES (?, ?, ?)")) {
      final ImmutableList<Singer> singers =
          ImmutableList.of(
              new Singer(/* SingerId = */ 16L, "Sarah", "Wilson"),
              new Singer(/* SingerId = */ 17L, "Ethan", "Miller"),
              new Singer(/* SingerId = */ 18L, "Maya", "Patel"));

      for (Singer singer : singers) {
        // Note that JDBC parameters start at index 1.
        int paramIndex = 0;
        preparedStatement.setLong(++paramIndex, singer.singerId);
        preparedStatement.setString(++paramIndex, singer.firstName);
        preparedStatement.setString(++paramIndex, singer.lastName);
        preparedStatement.addBatch();
      }

      int[] updateCounts = preparedStatement.executeBatch();
      System.out.printf(
          "%d records inserted.\n",
          Arrays.stream(updateCounts).sum());
    }
  }
}

PostgreSQL

static void writeDataWithDmlBatchPostgreSQL(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    // Add multiple rows in one DML batch.
    // JDBC always uses '?' as a parameter placeholder.
    try (PreparedStatement preparedStatement =
        connection.prepareStatement(
            "INSERT INTO singers (singer_id, first_name, last_name)"
                + " VALUES (?, ?, ?)")) {
      final ImmutableList<Singer> singers =
          ImmutableList.of(
              new Singer(/* SingerId = */ 16L, "Sarah", "Wilson"),
              new Singer(/* SingerId = */ 17L, "Ethan", "Miller"),
              new Singer(/* SingerId = */ 18L, "Maya", "Patel"));

      for (Singer singer : singers) {
        // Note that JDBC parameters start at index 1.
        int paramIndex = 0;
        preparedStatement.setLong(++paramIndex, singer.singerId);
        preparedStatement.setString(++paramIndex, singer.firstName);
        preparedStatement.setString(++paramIndex, singer.lastName);
        preparedStatement.addBatch();
      }

      int[] updateCounts = preparedStatement.executeBatch();
      System.out.printf(
          "%d records inserted.\n",
          Arrays.stream(updateCounts).sum());
    }
  }
}

次のコマンドでサンプルを実行します。

GoogleSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
writeusingdmlbatch test-instance example-db

PostgreSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
writeusingdmlbatchpg test-instance example-db

次のように表示されます。

3 records inserted.

ミューテーションを使用してデータを書き込む

ミューテーションを使ってデータを挿入することもできます。

データの書き込みには Mutation オブジェクトを使用します。Mutation オブジェクトは、ミューテーションオペレーションのコンテナです。Mutation は、Spanner データベース内のさまざまな行やテーブルに対して、Spanner によってアトミックに適用される一連の操作（挿入、更新、削除）を表します。

Mutation クラスの newInsertBuilder() メソッドは、テーブルに新しい行を挿入する INSERT ミューテーションを作成します。行がすでに存在する場合、書き込みは失敗します。または、newInsertOrUpdateBuilder メソッドを使用して INSERT_OR_UPDATE ミューテーションを作成できます。これにより、行がすでに存在している場合に列値が更新されます。

CloudSpannerJdbcConnection インターフェースの write() メソッドはミューテーションを書き込みます。1 つのバッチ内のミューテーションはすべてアトミックに適用されます。

Spanner JDBC Connection から CloudSpannerJdbcConnection インターフェースのラップを解除できます。

次のコードは、ミューテーションを使用してデータを書き込む方法を示しています。

GoogleSQL

/** The list of Singers to insert. */
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"));

/** The list of Albums to insert. */
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 writeDataWithMutations(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    // Unwrap the CloudSpannerJdbcConnection interface
    // from the java.sql.Connection.
    CloudSpannerJdbcConnection cloudSpannerJdbcConnection =
        connection.unwrap(CloudSpannerJdbcConnection.class);

    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());
    }
    // Apply the mutations atomically to Spanner.
    cloudSpannerJdbcConnection.write(mutations);
    System.out.printf("Inserted %d rows.\n", mutations.size());
  }
}

PostgreSQL

/** The list of Singers to insert. */
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"));

/** The list of Albums to insert. */
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 writeDataWithMutationsPostgreSQL(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    // Unwrap the CloudSpannerJdbcConnection interface
    // from the java.sql.Connection.
    CloudSpannerJdbcConnection cloudSpannerJdbcConnection =
        connection.unwrap(CloudSpannerJdbcConnection.class);

    List<Mutation> mutations = new ArrayList<>();
    for (Singer singer : SINGERS) {
      mutations.add(
          Mutation.newInsertBuilder("singers")
              .set("singer_id")
              .to(singer.singerId)
              .set("first_name")
              .to(singer.firstName)
              .set("last_name")
              .to(singer.lastName)
              .build());
    }
    for (Album album : ALBUMS) {
      mutations.add(
          Mutation.newInsertBuilder("albums")
              .set("singer_id")
              .to(album.singerId)
              .set("album_id")
              .to(album.albumId)
              .set("album_title")
              .to(album.albumTitle)
              .build());
    }
    // Apply the mutations atomically to Spanner.
    cloudSpannerJdbcConnection.write(mutations);
    System.out.printf("Inserted %d rows.\n", mutations.size());
  }
}

次のコマンドでサンプルを実行します。

GoogleSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
write test-instance example-db

PostgreSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
writepg test-instance example-db

次のように表示されます。

Inserted 10 rows.

SQL を使用したデータのクエリ

Spanner では、データの読み取り用に SQL インターフェースがサポートされています。このインターフェースにアクセスするには、コマンドラインで Google Cloud CLI を使用するか、プログラムで Spanner JDBC ドライバを使用します。

コマンドラインから

Albums テーブルのすべての列から値を読み取るには、次の SQL ステートメントを実行します。

GoogleSQL

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

PostgreSQL

gcloud spanner databases execute-sql example-db --instance=test-instance \
    --sql='SELECT singer_id, album_id, album_title FROM albums'

結果は次のようになります。

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

Spanner JDBC ドライバを使用する

コマンドラインで SQL ステートメントを実行するだけでなく、Spanner JDBC ドライバを使用して、同じ SQL ステートメントをプログラマティックに発行できます。

SQL クエリの実行には次のメソッドとクラスが使用されます。

Connection インターフェースの createStatement() メソッド: SQL ステートメントを実行するための新しいステートメントオブジェクトを作成します。
Statement クラスの executeQuery(String) メソッド: データベースに対してクエリを実行します。
Statement クラス: SQL 文字列を実行します。
ResultSet クラス: SQL ステートメントから返されたデータにアクセスします。

クエリを発行してデータにアクセスする方法を次に示します。

GoogleSQL

static void queryData(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    try (ResultSet resultSet =
        connection
            .createStatement()
            .executeQuery(
                "SELECT SingerId, AlbumId, AlbumTitle "
                + "FROM Albums")) {
      while (resultSet.next()) {
        System.out.printf(
            "%d %d %s\n",
            resultSet.getLong("SingerId"),
            resultSet.getLong("AlbumId"),
            resultSet.getString("AlbumTitle"));
      }
    }
  }
}

PostgreSQL

static void queryDataPostgreSQL(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    try (ResultSet resultSet =
        connection
            .createStatement()
            .executeQuery(
                "SELECT singer_id, album_id, album_title "
                    + "FROM albums")) {
      while (resultSet.next()) {
        System.out.printf(
            "%d %d %s\n",
            resultSet.getLong("singer_id"),
            resultSet.getLong("album_id"),
            resultSet.getString("album_title"));
      }
    }
  }
}

次のコマンドでサンプルを実行します。

GoogleSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
query test-instance example-db

PostgreSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
querypg test-instance example-db

次のような結果が表示されます。

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

SQL パラメータを使用したクエリ

アプリケーションに頻繁に実行されるクエリがある場合は、対象のクエリをパラメータ化してパフォーマンスを改善できます。パラメータクエリをキャッシュに保存して再利用できます。これにより、コンパイルのコストを削減できます。詳細については、クエリパラメータを使用して、頻繁に実行するクエリを高速化するをご覧ください。

ここでは、WHERE 句のパラメータを使用して、LastName の特定の値を含むレコードをクエリします。

java.sql.PreparedStatement を使用して、パラメータを指定してクエリを実行します。

GoogleSQL

static void queryWithParameter(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    try (PreparedStatement statement =
        connection.prepareStatement(
            "SELECT SingerId, FirstName, LastName "
                + "FROM Singers "
                + "WHERE LastName = ?")) {
      statement.setString(1, "Garcia");
      try (ResultSet resultSet = statement.executeQuery()) {
        while (resultSet.next()) {
          System.out.printf(
              "%d %s %s\n",
              resultSet.getLong("SingerId"),
              resultSet.getString("FirstName"),
              resultSet.getString("LastName"));
        }
      }
    }
  }
}

PostgreSQL

static void queryWithParameterPostgreSQL(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    try (PreparedStatement statement =
        connection.prepareStatement(
            "SELECT singer_id, first_name, last_name "
                + "FROM singers "
                + "WHERE last_name = ?")) {
      statement.setString(1, "Garcia");
      try (ResultSet resultSet = statement.executeQuery()) {
        while (resultSet.next()) {
          System.out.printf(
              "%d %s %s\n",
              resultSet.getLong("singer_id"),
              resultSet.getString("first_name"),
              resultSet.getString("last_name"));
        }
      }
    }
  }
}

次のコマンドでサンプルを実行します。

GoogleSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
querywithparameter test-instance example-db

PostgreSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
querywithparameterpg test-instance example-db

次のような結果が表示されます。

12 Melissa Garcia

データベーススキーマの更新

MarketingBudget という列を新たに Albums テーブルに追加する必要があるとします。既存のテーブルに新しい列を追加するには、データベーススキーマの更新が必要です。Spanner は、データベースがトラフィックの処理を継続している間にデータベースのスキーマを更新することをサポートしています。スキーマの更新では、データベースをオフラインにする必要がなく、テーブル全体または列全体をロックすることもありません。スキーマの更新中もデータベースへのデータの書き込みを続けることができます。サポートされるスキーマの更新とスキーマ変更のパフォーマンスの詳細については、スキーマの更新をご覧ください。

列の追加

列を追加するには、コマンドラインで Google Cloud CLI を使用するか、プログラムで Spanner JDBC ドライバを使用します。

コマンドラインから

テーブルに新しい列を追加するには、次の ALTER TABLE コマンドを使用します。

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 marketing_budget BIGINT'

次のように表示されます。

Schema updating...done.

Spanner JDBC ドライバを使用する

スキーマを変更するには、java.sql.Statement クラスの execute(String) メソッドを使用します。

GoogleSQL

static void addColumn(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    connection
        .createStatement()
        .execute("ALTER TABLE Albums ADD COLUMN MarketingBudget INT64");
    System.out.println("Added MarketingBudget column");
  }
}

PostgreSQL

static void addColumnPostgreSQL(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    connection
        .createStatement()
        .execute("alter table albums add column marketing_budget bigint");
    System.out.println("Added marketing_budget column");
  }
}

次のコマンドでサンプルを実行します。

GoogleSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
addmarketingbudget test-instance example-db

PostgreSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
addmarketingbudgetpg test-instance example-db

次のように表示されます。

Added MarketingBudget column.

DDL バッチを実行する

複数のスキーマ変更を 1 つのバッチで実行することをおすすめします。java.sql.Statement の addBatch(String) メソッドを使用して、複数の DDL ステートメントをバッチに追加します。

GoogleSQL

static void ddlBatch(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    try (Statement statement = connection.createStatement()) {
      // Create two new tables in one batch.
      statement.addBatch(
          "CREATE TABLE Venues ("
              + "  VenueId     INT64 NOT NULL,"
              + "  Name        STRING(1024),"
              + "  Description JSON"
              + ") PRIMARY KEY (VenueId)");
      statement.addBatch(
          "CREATE TABLE Concerts ("
              + "  ConcertId INT64 NOT NULL,"
              + "  VenueId   INT64 NOT NULL,"
              + "  SingerId  INT64 NOT NULL,"
              + "  StartTime TIMESTAMP,"
              + "  EndTime   TIMESTAMP,"
              + "  CONSTRAINT Fk_Concerts_Venues FOREIGN KEY"
              + "    (VenueId) REFERENCES Venues (VenueId),"
              + "  CONSTRAINT Fk_Concerts_Singers FOREIGN KEY"
              + "    (SingerId) REFERENCES Singers (SingerId),"
              + ") PRIMARY KEY (ConcertId)");
      statement.executeBatch();
    }
    System.out.println("Added Venues and Concerts tables");
  }
}

PostgreSQL

static void ddlBatchPostgreSQL(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    try (Statement statement = connection.createStatement()) {
      // Create two new tables in one batch.
      statement.addBatch(
          "CREATE TABLE venues ("
              + "  venue_id    bigint not null primary key,"
              + "  name        varchar(1024),"
              + "  description jsonb"
              + ")");
      statement.addBatch(
          "CREATE TABLE concerts ("
              + "  concert_id bigint not null primary key ,"
              + "  venue_id   bigint not null,"
              + "  singer_id  bigint not null,"
              + "  start_time timestamptz,"
              + "  end_time   timestamptz,"
              + "  constraint fk_concerts_venues foreign key"
              + "    (venue_id) references venues (venue_id),"
              + "  constraint fk_concerts_singers foreign key"
              + "    (singer_id) references singers (singer_id)"
              + ")");
      statement.executeBatch();
    }
    System.out.println("Added venues and concerts tables");
  }
}

次のコマンドでサンプルを実行します。

GoogleSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
ddlbatch test-instance example-db

PostgreSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
ddlbatchpg test-instance example-db

次のように表示されます。

Added Venues and Concerts tables.

新しい列へのデータの書き込み

次のコードは、新しい列にデータを書き込みます。MarketingBudget の値を、キーが Albums(1, 1) の行は 100000 に、キーが Albums(2, 2) の行は 500000 に設定します。

GoogleSQL

static void updateDataWithMutations(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    // Unwrap the CloudSpannerJdbcConnection interface
    // from the java.sql.Connection.
    CloudSpannerJdbcConnection cloudSpannerJdbcConnection =
        connection.unwrap(CloudSpannerJdbcConnection.class);

    final long marketingBudgetAlbum1 = 100000L;
    final long marketingBudgetAlbum2 = 500000L;
    // 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(marketingBudgetAlbum1)
                .build(),
            Mutation.newUpdateBuilder("Albums")
                .set("SingerId")
                .to(2)
                .set("AlbumId")
                .to(2)
                .set("MarketingBudget")
                .to(marketingBudgetAlbum2)
                .build());
    // This writes all the mutations to Cloud Spanner atomically.
    cloudSpannerJdbcConnection.write(mutations);
    System.out.println("Updated albums");
  }
}

PostgreSQL

static void updateDataWithMutationsPostgreSQL(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    // Unwrap the CloudSpannerJdbcConnection interface
    // from the java.sql.Connection.
    CloudSpannerJdbcConnection cloudSpannerJdbcConnection =
        connection.unwrap(CloudSpannerJdbcConnection.class);

    final long marketingBudgetAlbum1 = 100000L;
    final long marketingBudgetAlbum2 = 500000L;
    // 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("singer_id")
                .to(1)
                .set("album_id")
                .to(1)
                .set("marketing_budget")
                .to(marketingBudgetAlbum1)
                .build(),
            Mutation.newUpdateBuilder("albums")
                .set("singer_id")
                .to(2)
                .set("album_id")
                .to(2)
                .set("marketing_budget")
                .to(marketingBudgetAlbum2)
                .build());
    // This writes all the mutations to Cloud Spanner atomically.
    cloudSpannerJdbcConnection.write(mutations);
    System.out.println("Updated albums");
  }
}

次のコマンドでサンプルを実行します。

GoogleSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
update test-instance example-db

PostgreSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
updatepg test-instance example-db

次のような出力が表示されます。

Updated albums

SQL クエリまたは読み取り呼び出しを実行して、書き込んだばかりの値を取得することもできます。

クエリを実行するコードを次に示します。

GoogleSQL

static void queryDataWithNewColumn(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    // Rows without an explicit value for MarketingBudget will have a
    // MarketingBudget equal to null.
    try (ResultSet resultSet =
        connection
            .createStatement()
            .executeQuery(
                "SELECT SingerId, AlbumId, MarketingBudget "
                + "FROM Albums")) {
      while (resultSet.next()) {
        // Use the ResultSet#getObject(String) method to get data
        // of any type from the ResultSet.
        System.out.printf(
            "%s %s %s\n",
            resultSet.getObject("SingerId"),
            resultSet.getObject("AlbumId"),
            resultSet.getObject("MarketingBudget"));
      }
    }
  }
}

PostgreSQL

static void queryDataWithNewColumnPostgreSQL(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    // Rows without an explicit value for marketing_budget will have a
    // marketing_budget equal to null.
    try (ResultSet resultSet =
        connection
            .createStatement()
            .executeQuery(
                "select singer_id, album_id, marketing_budget "
                    + "from albums")) {
      while (resultSet.next()) {
        // Use the ResultSet#getObject(String) method to get data
        // of any type from the ResultSet.
        System.out.printf(
            "%s %s %s\n",
            resultSet.getObject("singer_id"),
            resultSet.getObject("album_id"),
            resultSet.getObject("marketing_budget"));
      }
    }
  }
}

このクエリを実行するには、次のコマンドを実行します。

GoogleSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
querymarketingbudget test-instance example-db

PostgreSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
querymarketingbudgetpg test-instance example-db

次のように表示されます。

1 1 100000
1 2 null
2 1 null
2 2 500000
2 3 null

データの更新

読み取り / 書き込みトランザクションで DML を使用してデータを更新できます。

JDBC で読み取り / 書き込みトランザクションを実行するように AutoCommit=false を設定します。

GoogleSQL

static void writeWithTransactionUsingDml(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    // Set AutoCommit=false to enable transactions.
    connection.setAutoCommit(false);

    // Transfer marketing budget from one album to another.
    // We do it in a transaction to ensure that the transfer is atomic.
    // There is no need to explicitly start the transaction. The first
    // statement on the connection will start a transaction when
    // AutoCommit=false.
    String selectMarketingBudgetSql =
        "SELECT MarketingBudget "
        + "FROM Albums "
        + "WHERE SingerId = ? AND AlbumId = ?";
    long album2Budget = 0;
    try (PreparedStatement selectMarketingBudgetStatement =
        connection.prepareStatement(selectMarketingBudgetSql)) {
      // Bind the query parameters to SingerId=2 and AlbumId=2.
      selectMarketingBudgetStatement.setLong(1, 2);
      selectMarketingBudgetStatement.setLong(2, 2);
      try (ResultSet resultSet =
          selectMarketingBudgetStatement.executeQuery()) {
        while (resultSet.next()) {
          album2Budget = resultSet.getLong("MarketingBudget");
        }
      }
      // The transaction will only be committed if this condition still holds
      // at the time of commit. Otherwise, the transaction will be aborted.
      final long transfer = 200000;
      if (album2Budget >= transfer) {
        long album1Budget = 0;
        // Re-use the existing PreparedStatement for selecting the
        // MarketingBudget to get the budget for Album 1.
        // Bind the query parameters to SingerId=1 and AlbumId=1.
        selectMarketingBudgetStatement.setLong(1, 1);
        selectMarketingBudgetStatement.setLong(2, 1);
        try (ResultSet resultSet =
            selectMarketingBudgetStatement.executeQuery()) {
          while (resultSet.next()) {
            album1Budget = resultSet.getLong("MarketingBudget");
          }
        }

        // Transfer part of the marketing budget of Album 2 to Album 1.
        album1Budget += transfer;
        album2Budget -= transfer;
        String updateSql =
            "UPDATE Albums "
                + "SET MarketingBudget = ? "
                + "WHERE SingerId = ? and AlbumId = ?";
        try (PreparedStatement updateStatement =
            connection.prepareStatement(updateSql)) {
          // Update Album 1.
          int paramIndex = 0;
          updateStatement.setLong(++paramIndex, album1Budget);
          updateStatement.setLong(++paramIndex, 1);
          updateStatement.setLong(++paramIndex, 1);
          // Create a DML batch by calling addBatch on
          // the current PreparedStatement.
          updateStatement.addBatch();

          // Update Album 2 in the same DML batch.
          paramIndex = 0;
          updateStatement.setLong(++paramIndex, album2Budget);
          updateStatement.setLong(++paramIndex, 2);
          updateStatement.setLong(++paramIndex, 2);
          updateStatement.addBatch();

          // Execute both DML statements in one batch.
          updateStatement.executeBatch();
        }
      }
    }
    // Commit the current transaction.
    connection.commit();
    System.out.println(
        "Transferred marketing budget from Album 2 to Album 1");
  }
}

PostgreSQL

static void writeWithTransactionUsingDmlPostgreSQL(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    // Set AutoCommit=false to enable transactions.
    connection.setAutoCommit(false);

    // Transfer marketing budget from one album to another. We do it in a
    // transaction to ensure that the transfer is atomic. There is no need
    // to explicitly start the transaction. The first statement on the
    // connection will start a transaction when AutoCommit=false.
    String selectMarketingBudgetSql =
        "SELECT marketing_budget "
            + "from albums "
            + "WHERE singer_id = ? and album_id = ?";
    long album2Budget = 0;
    try (PreparedStatement selectMarketingBudgetStatement =
        connection.prepareStatement(selectMarketingBudgetSql)) {
      // Bind the query parameters to SingerId=2 and AlbumId=2.
      selectMarketingBudgetStatement.setLong(1, 2);
      selectMarketingBudgetStatement.setLong(2, 2);
      try (ResultSet resultSet =
          selectMarketingBudgetStatement.executeQuery()) {
        while (resultSet.next()) {
          album2Budget = resultSet.getLong("marketing_budget");
        }
      }
      // The transaction will only be committed if this condition still holds
      // at the time of commit. Otherwise, the transaction will be aborted.
      final long transfer = 200000;
      if (album2Budget >= transfer) {
        long album1Budget = 0;
        // Re-use the existing PreparedStatement for selecting the
        // marketing_budget to get the budget for Album 1.
        // Bind the query parameters to SingerId=1 and AlbumId=1.
        selectMarketingBudgetStatement.setLong(1, 1);
        selectMarketingBudgetStatement.setLong(2, 1);
        try (ResultSet resultSet =
            selectMarketingBudgetStatement.executeQuery()) {
          while (resultSet.next()) {
            album1Budget = resultSet.getLong("marketing_budget");
          }
        }

        // Transfer part of the marketing budget of Album 2 to Album 1.
        album1Budget += transfer;
        album2Budget -= transfer;
        String updateSql =
            "UPDATE albums "
                + "SET marketing_budget = ? "
                + "WHERE singer_id = ? and album_id = ?";
        try (PreparedStatement updateStatement =
            connection.prepareStatement(updateSql)) {
          // Update Album 1.
          int paramIndex = 0;
          updateStatement.setLong(++paramIndex, album1Budget);
          updateStatement.setLong(++paramIndex, 1);
          updateStatement.setLong(++paramIndex, 1);
          // Create a DML batch by calling addBatch
          // on the current PreparedStatement.
          updateStatement.addBatch();

          // Update Album 2 in the same DML batch.
          paramIndex = 0;
          updateStatement.setLong(++paramIndex, album2Budget);
          updateStatement.setLong(++paramIndex, 2);
          updateStatement.setLong(++paramIndex, 2);
          updateStatement.addBatch();

          // Execute both DML statements in one batch.
          updateStatement.executeBatch();
        }
      }
    }
    // Commit the current transaction.
    connection.commit();
    System.out.println(
        "Transferred marketing budget from Album 2 to Album 1");
  }
}

次のコマンドでサンプルを実行します。

GoogleSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
writewithtransactionusingdml test-instance example-db

PostgreSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
writewithtransactionusingdmlpg test-instance example-db

トランザクションタグとリクエストタグ

Spanner でトランザクションとクエリのトラブルシューティングを行うには、トランザクションタグとリクエストタグを使用します。TRANSACTION_TAG および STATEMENT_TAG セッション変数を使用すると、JDBC でトランザクションタグとリクエストタグを設定できます。

GoogleSQL

static void tags(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    // Set AutoCommit=false to enable transactions.
    connection.setAutoCommit(false);
    // Set the TRANSACTION_TAG session variable to set a transaction tag
    // for the current transaction.
    connection
        .createStatement()
        .execute("SET TRANSACTION_TAG='example-tx-tag'");

    // Set the STATEMENT_TAG session variable to set the request tag
    // that should be included with the next SQL statement.
    connection
        .createStatement()
        .execute("SET STATEMENT_TAG='query-marketing-budget'");
    long marketingBudget = 0L;
    long singerId = 1L;
    long albumId = 1L;
    try (PreparedStatement statement = connection.prepareStatement(
        "SELECT MarketingBudget "
        + "FROM Albums "
        + "WHERE SingerId=? AND AlbumId=?")) {
      statement.setLong(1, singerId);
      statement.setLong(2, albumId);
      try (ResultSet albumResultSet = statement.executeQuery()) {
        while (albumResultSet.next()) {
          marketingBudget = albumResultSet.getLong(1);
        }
      }
    }
    // Reduce the marketing budget by 10% if it is more than 1,000.
    final long maxMarketingBudget = 1000L;
    final float reduction = 0.1f;
    if (marketingBudget > maxMarketingBudget) {
      marketingBudget -= (long) (marketingBudget * reduction);
      connection
          .createStatement()
          .execute("SET STATEMENT_TAG='reduce-marketing-budget'");
      try (PreparedStatement statement = connection.prepareStatement(
          "UPDATE Albums SET MarketingBudget=? "
              + "WHERE SingerId=? AND AlbumId=?")) {
        int paramIndex = 0;
        statement.setLong(++paramIndex, marketingBudget);
        statement.setLong(++paramIndex, singerId);
        statement.setLong(++paramIndex, albumId);
        statement.executeUpdate();
      }
    }

    // Commit the current transaction.
    connection.commit();
    System.out.println("Reduced marketing budget");
  }
}

PostgreSQL

static void tagsPostgreSQL(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    // Set AutoCommit=false to enable transactions.
    connection.setAutoCommit(false);
    // Set the TRANSACTION_TAG session variable to set a transaction tag
    // for the current transaction.
    connection
        .createStatement()
        .execute("set spanner.transaction_tag='example-tx-tag'");

    // Set the STATEMENT_TAG session variable to set the request tag
    // that should be included with the next SQL statement.
    connection
        .createStatement()
        .execute("set spanner.statement_tag='query-marketing-budget'");
    long marketingBudget = 0L;
    long singerId = 1L;
    long albumId = 1L;
    try (PreparedStatement statement = connection.prepareStatement(
        "select marketing_budget "
            + "from albums "
            + "where singer_id=? and album_id=?")) {
      statement.setLong(1, singerId);
      statement.setLong(2, albumId);
      try (ResultSet albumResultSet = statement.executeQuery()) {
        while (albumResultSet.next()) {
          marketingBudget = albumResultSet.getLong(1);
        }
      }
    }
    // Reduce the marketing budget by 10% if it is more than 1,000.
    final long maxMarketingBudget = 1000L;
    final float reduction = 0.1f;
    if (marketingBudget > maxMarketingBudget) {
      marketingBudget -= (long) (marketingBudget * reduction);
      connection
          .createStatement()
          .execute("set spanner.statement_tag='reduce-marketing-budget'");
      try (PreparedStatement statement = connection.prepareStatement(
          "update albums set marketing_budget=? "
              + "where singer_id=? AND album_id=?")) {
        int paramIndex = 0;
        statement.setLong(++paramIndex, marketingBudget);
        statement.setLong(++paramIndex, singerId);
        statement.setLong(++paramIndex, albumId);
        statement.executeUpdate();
      }
    }

    // Commit the current transaction.
    connection.commit();
    System.out.println("Reduced marketing budget");
  }
}

次のコマンドでサンプルを実行します。

GoogleSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
tags test-instance example-db

PostgreSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
tagspg test-instance example-db

読み取り専用トランザクションを使用したデータの取得

同じタイムスタンプで複数の読み取りを実行する場合について考えます。読み取り専用トランザクションは、トランザクションの commit 履歴で整合性のあるプレフィックスを監視しているため、アプリケーションは常に整合性のあるデータを取得できます。java.sql.Connection で ReadOnly=true と AutoCommit=false を設定するか、SET TRANSACTION READ ONLY SQL ステートメントを使用して、読み取り専用トランザクションを実行します。

同じ読み取り専用トランザクションでクエリと読み取りを実行する方法を次に示します。

GoogleSQL

static void readOnlyTransaction(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    // Set AutoCommit=false to enable transactions.
    connection.setAutoCommit(false);
    // This SQL statement instructs the JDBC driver to use
    // a read-only transaction.
    connection.createStatement().execute("SET TRANSACTION READ ONLY");

    try (ResultSet resultSet =
        connection
            .createStatement()
            .executeQuery(
                "SELECT SingerId, AlbumId, AlbumTitle "
                    + "FROM Albums "
                    + "ORDER BY SingerId, AlbumId")) {
      while (resultSet.next()) {
        System.out.printf(
            "%d %d %s\n",
            resultSet.getLong("SingerId"),
            resultSet.getLong("AlbumId"),
            resultSet.getString("AlbumTitle"));
      }
    }
    try (ResultSet resultSet =
        connection
            .createStatement()
            .executeQuery(
                "SELECT SingerId, AlbumId, AlbumTitle "
                    + "FROM Albums "
                    + "ORDER BY AlbumTitle")) {
      while (resultSet.next()) {
        System.out.printf(
            "%d %d %s\n",
            resultSet.getLong("SingerId"),
            resultSet.getLong("AlbumId"),
            resultSet.getString("AlbumTitle"));
      }
    }
    // End the read-only transaction by calling commit().
    connection.commit();
  }
}

PostgreSQL

static void readOnlyTransactionPostgreSQL(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    // Set AutoCommit=false to enable transactions.
    connection.setAutoCommit(false);
    // This SQL statement instructs the JDBC driver to use
    // a read-only transaction.
    connection.createStatement().execute("set transaction read only");

    try (ResultSet resultSet =
        connection
            .createStatement()
            .executeQuery(
                "SELECT singer_id, album_id, album_title "
                    + "FROM albums "
                    + "ORDER BY singer_id, album_id")) {
      while (resultSet.next()) {
        System.out.printf(
            "%d %d %s\n",
            resultSet.getLong("singer_id"),
            resultSet.getLong("album_id"),
            resultSet.getString("album_title"));
      }
    }
    try (ResultSet resultSet =
        connection
            .createStatement()
            .executeQuery(
                "SELECT singer_id, album_id, album_title "
                    + "FROM albums "
                    + "ORDER BY album_title")) {
      while (resultSet.next()) {
        System.out.printf(
            "%d %d %s\n",
            resultSet.getLong("singer_id"),
            resultSet.getLong("album_id"),
            resultSet.getString("album_title"));
      }
    }
    // End the read-only transaction by calling commit().
    connection.commit();
  }
}

次のコマンドでサンプルを実行します。

GoogleSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
readonlytransaction test-instance example-db

PostgreSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
readonlytransactionpg test-instance example-db

次のような出力が表示されます。

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

パーティション分割クエリと Data Boost

partitionQuery API は、クエリをより小さな部品またはパーティションに分割し、複数のマシンを使用してパーティションを同時にフェッチします。各パーティションはパーティショントークンによって識別されます。PartitionQuery API は、データベース全体のエクスポートやスキャンなどの一括オペレーションのみを目的としているため、標準クエリ API よりもレイテンシが高くなります。

Data Boost を使用すると、プロビジョニングされた Spanner インスタンス上の既存のワークロードへの影響がほぼゼロの状態で、分析クエリとデータエクスポートを実行できます。 Data Boost はパーティション分割クエリのみをサポートしています。

GoogleSQL

static void dataBoost(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    // This enables Data Boost for all partitioned queries on this connection.
    connection.createStatement().execute("SET DATA_BOOST_ENABLED=TRUE");

    // Run a partitioned query. This query will use Data Boost.
    try (ResultSet resultSet =
        connection
            .createStatement()
            .executeQuery(
                "RUN PARTITIONED QUERY "
                    + "SELECT SingerId, FirstName, LastName "
                    + "FROM Singers")) {
      while (resultSet.next()) {
        System.out.printf(
            "%d %s %s\n",
            resultSet.getLong("SingerId"),
            resultSet.getString("FirstName"),
            resultSet.getString("LastName"));
      }
    }
  }
}

PostgreSQL

static void dataBoostPostgreSQL(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    // This enables Data Boost for all partitioned queries on this connection.
    connection
        .createStatement()
        .execute("set spanner.data_boost_enabled=true");

    // Run a partitioned query. This query will use Data Boost.
    try (ResultSet resultSet =
        connection
            .createStatement()
            .executeQuery(
                "run partitioned query "
                    + "select singer_id, first_name, last_name "
                    + "from singers")) {
      while (resultSet.next()) {
        System.out.printf(
            "%d %s %s\n",
            resultSet.getLong("singer_id"),
            resultSet.getString("first_name"),
            resultSet.getString("last_name"));
      }
    }
  }
}

次のコマンドでサンプルを実行します。

GoogleSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
databoost test-instance example-db

PostgreSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
databoostpg test-instance example-db

パーティション分割クエリの実行と JDBC ドライバでの Data Boost の使用の詳細については、以下をご覧ください。

パーティション化された DML

パーティション分割されたデータ操作言語（DML）は、次のタイプの一括更新と一括削除用に設計されています。

定期的なクリーンアップとガベージコレクション
デフォルト値での新しい列のバックフィリング

* { GoogleSQL }

static void partitionedDml(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    // Enable Partitioned DML on this connection.
    connection
        .createStatement()
        .execute("SET AUTOCOMMIT_DML_MODE='PARTITIONED_NON_ATOMIC'");
    // Back-fill a default value for the MarketingBudget column.
    long lowerBoundUpdateCount =
        connection
            .createStatement()
            .executeUpdate("UPDATE Albums "
                + "SET MarketingBudget=0 "
                + "WHERE MarketingBudget IS NULL");
    System.out.printf("Updated at least %d albums\n", lowerBoundUpdateCount);
  }
}

PostgreSQL

static void partitionedDmlPostgreSQL(
    final String project,
    final String instance,
    final String database,
    final Properties properties) throws SQLException {
  try (Connection connection =
      DriverManager.getConnection(
          String.format(
              "jdbc:cloudspanner:/projects/%s/instances/%s/databases/%s",
              project, instance, database),
          properties)) {
    // Enable Partitioned DML on this connection.
    connection
        .createStatement()
        .execute("set spanner.autocommit_dml_mode='partitioned_non_atomic'");
    // Back-fill a default value for the MarketingBudget column.
    long lowerBoundUpdateCount =
        connection
            .createStatement()
            .executeUpdate("update albums "
                + "set marketing_budget=0 "
                + "where marketing_budget is null");
    System.out.printf("Updated at least %d albums\n", lowerBoundUpdateCount);
  }
}

次のコマンドでサンプルを実行します。

GoogleSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
pdml test-instance example-db

PostgreSQL

java -jar target/jdbc-snippets/jdbc-samples.jar \
pdmlpg test-instance example-db

AUTOCOMMIT_DML_MODE の詳細については、以下をご覧ください。

クリーンアップ

このチュートリアルで使用したリソースについて Cloud 請求先アカウントに課金されないようにするため、作成したデータベースとインスタンスを削除します。

データベースの削除

インスタンスを削除すると、それに含まれるすべてのデータベースが自動的に削除されます。このステップでは、インスタンスを削除しないでデータベースを削除する方法を示します（インスタンスの料金は引き続き発生します）。

コマンドラインから

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

Google Cloud コンソールの使用

Google Cloud コンソールで、[Spanner インスタンス] ページに移動します。

インスタンスページに移動
インスタンスをクリックします。
削除するデータベースをクリックします。
[データベースの詳細] ページで [削除] をクリックします。
データベースを削除することを確認し、[削除] をクリックします。

インスタンスの削除

インスタンスを削除すると、そのインスタンスで作成されたすべてのデータベースが自動的に削除されます。

コマンドラインから

gcloud spanner instances delete test-instance

Google Cloud コンソールの使用

Google Cloud コンソールで、[Spanner インスタンス] ページに移動します。

インスタンスページに移動
インスタンスをクリックします。
[削除] をクリックします。
インスタンスを削除することを確認し、[削除] をクリックします。

次のステップ

Spanner を Spring Data JPA（GoogleSQL 言語）と統合する方法を確認する。
Spanner を Spring Data JPA（PostgreSQL 言語）と統合する方法を確認する。
Spanner を Hibernate ORM（GoogleSQL 言語）と統合する方法を確認する。
Spanner を Hibernate ORM（PostgreSQL 言語）と統合する方法を確認する。
JDBC セッション管理コマンド（GoogleSQL）の詳細を確認する。
JDBC セッション管理コマンド（PostgreSQL）の詳細を確認する。

仮想マシンインスタンスで Spanner にアクセスする方法を確認する。
クライアントライブラリを使用して Cloud サービスに対する認証を行うで、承認と認証情報について学習する。
Spanner のスキーマ設計のベストプラクティスを確認する。

JDBC で Spanner を使ってみる

目標

費用

始める前に

ローカル JDBC 環境を準備する

インスタンスを作成する

サンプル ファイルの確認

データベースの作成

GoogleSQL

PostgreSQL

GoogleSQL

PostgreSQL

JDBC 接続を作成する

GoogleSQL

PostgreSQL

JDBC ドライバをエミュレータに接続する

GoogleSQL

PostgreSQL

DML でのデータの書き込み

GoogleSQL

PostgreSQL

GoogleSQL

PostgreSQL

DML バッチでのデータの書き込み

GoogleSQL

PostgreSQL

GoogleSQL

PostgreSQL

ミューテーションを使用してデータを書き込む

GoogleSQL

PostgreSQL

GoogleSQL

PostgreSQL

SQL を使用したデータのクエリ

コマンドラインから

GoogleSQL

PostgreSQL

Spanner JDBC ドライバを使用する

GoogleSQL

PostgreSQL

GoogleSQL

PostgreSQL

SQL パラメータを使用したクエリ

GoogleSQL

PostgreSQL

GoogleSQL

PostgreSQL

データベース スキーマの更新

列の追加

コマンドラインから

GoogleSQL

PostgreSQL

Spanner JDBC ドライバを使用する

GoogleSQL

PostgreSQL

GoogleSQL

PostgreSQL

DDL バッチを実行する

GoogleSQL

PostgreSQL

GoogleSQL

PostgreSQL

新しい列へのデータの書き込み

GoogleSQL

PostgreSQL

GoogleSQL

PostgreSQL

GoogleSQL

PostgreSQL

GoogleSQL

PostgreSQL

データの更新

GoogleSQL

PostgreSQL

GoogleSQL

PostgreSQL

トランザクション タグとリクエストタグ

GoogleSQL

PostgreSQL

GoogleSQL

サンプルファイルの確認

データベーススキーマの更新

トランザクションタグとリクエストタグ