Lernziele
In dieser Anleitung werden Sie durch die folgenden Schritte mit dem Spanner-JDBC-Treiber geführt:
- Spanner-Instanz und ‑Datenbank erstellen
- SQL-Abfragen für Daten in der Datenbank schreiben, lesen und ausführen
- Datenbankschema aktualisieren
- Daten mit einer Lese-Schreib-Transaktion aktualisieren
- Sekundären Index für die Datenbank hinzufügen
- Mit dem Index Daten lesen und SQL-Abfragen ausführen
- Daten über eine schreibgeschützte Transaktion abrufen
Kosten
In dieser Anleitung wird Spanner verwendet, eine kostenpflichtige Komponente vonGoogle Cloud. Informationen zu den Kosten für die Verwendung von Spanner finden Sie unter Preise.
Hinweise
Führen Sie die unter Einrichten beschriebenen Schritte aus. Dazu gehören das Erstellen und Einrichten eines standardmäßigen Google Cloud -Projekts, das Aktivieren der Abrechnung, das Aktivieren der Cloud Spanner API und das Einrichten von OAuth 2.0 zum Abrufen von Anmeldedaten für die Authentifizierung zur Verwendung der Cloud Spanner API.
Sie müssen insbesondere gcloud auth
application-default login
ausführen, um die lokale Entwicklungsumgebung mit Anmeldedaten für die Authentifizierung einzurichten.
Lokale JDBC-Umgebung vorbereiten
Installieren Sie Folgendes auf dem Entwicklungscomputer, sofern nicht bereits vorhanden:
- Java 8 JDK (herunterladen).
- Maven 3 (herunterladen).
Klonen Sie das Repository der Beispiel-App auf Ihren lokalen Computer:
git clone https://github.com/googleapis/java-spanner-jdbc.git
Wechseln Sie in das Verzeichnis, das den Spanner-Beispielcode enthält:
cd java-spanner-jdbc/samples/snippets
Instanz erstellen
Wenn Sie Spanner zum ersten Mal verwenden, müssen Sie eine Instanz erstellen. Dabei handelt es sich um eine Zuordnung von Ressourcen, die von Spanner-Datenbanken verwendet werden. Wenn Sie eine Instanz erstellen, müssen Sie eine Instanzkonfiguration auswählen. Abhängig davon werden der Speicherort Ihrer Daten sowie die Anzahl der zu verwendenden Knoten festgelegt. Anhand der Knotenanzahl wird dann die Menge der Bereitstellungs- und Speicherressourcen in Ihrer Instanz festgelegt.
Führen Sie den folgenden Befehl aus, um eine Spanner-Instanz in der Region us-central1
mit nur einem Knoten zu erstellen:
gcloud spanner instances create test-instance --config=regional-us-central1 \
--description="Test Instance" --nodes=1
Dadurch wird eine Instanz mit diesen Properties erstellt:
- Instanz-ID
test-instance
- Anzeigename
Test Instance
- Instanzkonfiguration
regional-us-central1
– Bei regionalen Konfigurationen werden Daten in nur einer Region gespeichert, während sie bei multiregionalen Konfigurationen auf mehrere Regionen verteilt werden. Weitere Informationen finden Sie unter Instanzen.) - Knotenanzahl 1 –
node_count
entspricht der Anzahl der Bereitstellungs- und Speicherressourcen in der Instanz, die für Datenbanken zur Verfügung stehen. Weitere Informationen finden Sie unter Knoten und Verarbeitungseinheiten.)
Hier sollten Sie dies sehen:
Creating instance...done.
Beispieldateien ansehen
Das Beispiel-Repository enthält ein Beispiel für die Verwendung von Spanner mit JDBC.
Mit der Dateipom.xml
wird der Spanner-JDBC-Treiber den abhängigen Komponenten des Projekts hinzugefügt und das Assembly-Plug-in konfiguriert, um eine ausführbare JAR-Datei mit der in dieser Anleitung definierten Java-Klasse zu erstellen.
Erstellen Sie das Beispiel aus dem Verzeichnis samples/snippets
:
mvn package -DskipTests
Datenbank erstellen
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
Hier sollten Sie dies sehen:
Created database [projects/my-project/instances/test-instance/databases/example-db]
GoogleSQL
PostgreSQL
Im nächsten Schritt werden Daten in die Datenbank geschrieben.
JDBC-Verbindung erstellen
Zum Ausführen von Lese- oder Schreibvorgängen müssen Sie einenConnection
erstellen. Alle Interaktionen mit Spanner müssen über einen Connection
erfolgen. Der Datenbankname und andere Eigenschaften werden in der JDBC-Verbindungs-URL und im java.util.Properties
-Set angegeben.
GoogleSQL
PostgreSQL
Eine vollständige Liste der unterstützten Properties finden Sie unter Eigenschaften der Verbindungs-URL.
Jede Connection
belegt Ressourcen. Daher empfiehlt es sich, Verbindungen entweder zu schließen, wenn sie nicht mehr benötigt werden, oder einen Verbindungspool zu verwenden, um Verbindungen in Ihrer Anwendung wiederzuverwenden.
Weitere Informationen finden Sie in der Javadoc-Referenz für Connection
.
JDBC-Treiber mit dem Emulator verbinden
Sie haben zwei Möglichkeiten, den JDBC-Treiber mit dem Spanner-Emulator zu verbinden:
- Umgebungsvariable
SPANNER_EMULATOR_HOST
festlegen: Damit wird der JDBC-Treiber angewiesen, eine Verbindung zum Emulator herzustellen. Die Spanner-Instanz und ‑Datenbank in der JDBC-Verbindungs-URL müssen bereits auf dem Emulator vorhanden sein. - Fügen Sie der Verbindungs-URL
autoConfigEmulator=true
hinzu: Dadurch wird der JDBC-Treiber angewiesen, eine Verbindung zum Emulator herzustellen und die Spanner-Instanz und ‑Datenbank in der JDBC-Verbindungs-URL automatisch zu erstellen, falls diese nicht vorhanden sind.
In diesem Beispiel wird gezeigt, wie Sie die Option „Verbindungs-URL“ von autoConfigEmulator=true
verwenden.
GoogleSQL
PostgreSQL
Daten mit DML schreiben
Sie können Daten mit der Datenbearbeitungssprache (Data Manipulation Language, DML) in eine Lese-Schreib-Transaktion einfügen.
Mit der Methode PreparedStatement.executeUpdate()
können Sie eine DML-Anweisung ausführen.
GoogleSQL
PostgreSQL
Führen Sie das Beispiel mit diesem Befehl aus:
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
Hier sollten Sie dies sehen:
4 records inserted.
Daten mit einem DML-Batch schreiben
Mit den MethodenPreparedStatement#addBatch()
und PreparedStatement#executeBatch()
können Sie mehrere DML-Anweisungen in einem Batch ausführen.
GoogleSQL
PostgreSQL
Führen Sie das Beispiel mit diesem Befehl aus:
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
Hier sollten Sie dies sehen:
3 records inserted.
Daten mit Mutationen schreiben
Sie können Daten auch mithilfe von Mutationen einfügen.
Daten werden mit einem Mutation
-Objekt geschrieben.
Ein Mutation
-Objekt ist ein Container für Mutationsvorgänge. Eine Mutation
stellt eine Folge von Einfügungs-, Aktualisierungs- und Löschvorgängen dar, die Spanner in kleinstmöglichen Schritten auf verschiedene Zeilen und Tabellen in einer Spanner-Datenbank anwendet.
Die Methode newInsertBuilder()
in der Klasse Mutation
erstellt eine INSERT
-Mutation, die eine neue Zeile in eine Tabelle einfügt. Wenn die Zeile bereits vorhanden ist, kann der Schreibvorgang nicht durchgeführt werden. In diesem Fall können Sie alternativ mit der Methode newInsertOrUpdateBuilder
die Mutation INSERT_OR_UPDATE
erstellen, um Spaltenwerte zu aktualisieren.
write()
in der CloudSpannerJdbcConnection
-Schnittstelle schreibt die Mutationen. Alle Mutationen in einem einzelnen Batch werden in kleinstmöglichen Schritten angewendet.
Sie können die CloudSpannerJdbcConnection
-Schnittstelle aus einer Spanner-JDBC-Connection
-Verbindung entpacken.
Dieser Code zeigt, wie die Daten mithilfe von Mutationen geschrieben werden:
GoogleSQL
PostgreSQL
Führen Sie das Beispiel mit diesem Befehl aus:
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
Hier sollten Sie dies sehen:
Inserted 10 rows.
Daten mit SQL abfragen
Spanner unterstützt eine SQL-Oberfläche zum Lesen von Daten, auf die Sie in der Befehlszeile mit der Google Cloud CLI oder programmatisch mit dem Spanner JDBC-Treiber zugreifen können.
Über die Befehlszeile
Führen Sie die folgende SQL-Anweisung aus, damit Sie die Werte aller Spalten aus der Tabelle Albums
lesen können:
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'
Das Ergebnis sollte so aussehen:
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-Treiber verwenden
Als Alternative zum Ausführen einer SQL-Anweisung in der Befehlszeile können Sie die gleiche SQL-Anweisung programmgesteuert mithilfe des Spanner-JDBC-Treibers ausführen.
Zum Ausführen der SQL-Abfrage werden die folgenden Methoden und Klassen verwendet:- Die Methode
createStatement()
in derConnection
-Benutzeroberfläche: Mit dieser Methode können Sie ein neues Anweisungsobjekt zum Ausführen einer SQL-Anweisung erstellen. - Die Methode
executeQuery(String)
der KlasseStatement
: Verwenden Sie diese Methode, um eine Abfrage für eine Datenbank auszuführen. - Die Klasse
Statement
: Mit dieser Klasse können Sie einen SQL-String ausführen. - Die Klasse
ResultSet
: Mit dieser Klasse können Sie auf die von SQL-Anweisung zurückgegebenen Daten zugreifen.
So geben Sie die Abfrage aus und greifen auf die Daten zu:
GoogleSQL
PostgreSQL
Führen Sie das Beispiel mit diesem Befehl aus:
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
Sie sollten folgendes Ergebnis sehen:
1 1 Total Junk
1 2 Go, Go, Go
2 1 Green
2 2 Forever Hold Your Peace
2 3 Terrified
Abfrage mit einem SQL-Parameter
Wenn in Ihrer Anwendung eine häufig ausgeführte Abfrage vorhanden ist, können Sie die Leistung durch Parameterisierung verbessern. Die resultierende parametrische Abfrage kann zwischengespeichert und wiederverwendet werden, wodurch die Kompilierungskosten reduziert werden. Weitere Informationen finden Sie unter Häufig ausgeführte Abfragen durch Abfrageparameter beschleunigen.
Im Folgenden finden Sie ein Beispiel für die Verwendung eines Parameters in der WHERE
-Klausel zum Abfragen von Datensätzen, die einen bestimmten Wert für LastName
enthalten.
Verwenden Sie java.sql.PreparedStatement
, um eine Abfrage mit einem Parameter auszuführen.
GoogleSQL
PostgreSQL
Führen Sie das Beispiel mit diesem Befehl aus:
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
Sie sollten folgendes Ergebnis sehen:
12 Melissa Garcia
Datenbankschema aktualisieren
Beispiel: Sie müssen eine neue Spalte namens MarketingBudget
zur Tabelle Albums
hinzufügen. Damit einer vorhandenen Tabelle eine neue Spalte hinzugefügt werden kann, muss das Datenbankschema aktualisiert werden. Spanner unterstützt Schemaaktualisierungen für Datenbanken, ohne dass die Traffic-Bereitstellung unterbrochen werden muss. Bei einer Schemaaktualisierung muss die Datenbank nicht offline geschaltet und es müssen keine ganzen Tabellen oder Spalten gesperrt werden. Sie können während der Aktualisierung weiter Daten in die Datenbank schreiben. Weitere Informationen zu unterstützten Schemaaktualisierungen und zur Leistung während der Schemaänderung finden Sie unter Schemaaktualisierungen vornehmen.
Spalte hinzufügen
Sie können eine Spalte in der Befehlszeile mithilfe der Google Cloud CLI oder programmatisch mithilfe des Spanner JDBC-Treibers hinzufügen.
Über die Befehlszeile
Verwenden Sie den folgenden Befehl ALTER TABLE
, um die neue Spalte zur Tabelle hinzuzufügen:
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'
Hier sollten Sie dies sehen:
Schema updating...done.
Spanner-JDBC-Treiber verwenden
Verwenden Sie die Methodeexecute(String)
der Klasse java.sql.Statement
, um das Schema zu ändern:
GoogleSQL
PostgreSQL
Führen Sie das Beispiel mit diesem Befehl aus:
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
Hier sollten Sie dies sehen:
Added MarketingBudget column.
DDL-Batch ausführen
Wir empfehlen, mehrere Schemaänderungen in einem Batch auszuführen. Verwenden Sie die Methode addBatch(String)
von java.sql.Statement
, um einem Batch mehrere DDL-Anweisungen hinzuzufügen.
GoogleSQL
PostgreSQL
Führen Sie das Beispiel mit diesem Befehl aus:
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
Hier sollten Sie dies sehen:
Added Venues and Concerts tables.
Daten in die neue Spalte schreiben
Mit dem folgenden Code werden Daten in die neue Spalte geschrieben. Er legt für MarketingBudget
den Wert 100000
für den Zeilenschlüssel fest, der durch Albums(1, 1)
angegeben wird, und er legt 500000
für den Zeilenschlüssel fest, der durch Albums(2, 2)
angegeben wird.
GoogleSQL
PostgreSQL
Führen Sie das Beispiel mit diesem Befehl aus:
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
Die Ausgabe sollte in etwa so aussehen:
Updated albums
Sie können auch eine SQL-Abfrage oder einen Leseaufruf ausführen, um die Werte abzurufen, die Sie gerade geschrieben haben.
Mit diesem Code können Sie die Abfrage ausführen:
GoogleSQL
PostgreSQL
Führen Sie zum Ausführen dieser Abfrage den folgenden Befehl aus:
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
Hier sollten Sie dies sehen:
1 1 100000
1 2 null
2 1 null
2 2 500000
2 3 null
Daten aktualisieren
Sie können Daten mit DML in einer Lese-Schreib-Transaktion aktualisieren.
Legen Sie AutoCommit=false
fest, um Lese-Schreib-Transaktionen in JDBC auszuführen.
GoogleSQL
PostgreSQL
Führen Sie das Beispiel mit diesem Befehl aus:
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
Transaktions- und Anfrage-Tags
Verwenden Sie Transaktions- und Anfrage-Tags, um Probleme mit Transaktionen und Abfragen in Spanner zu beheben. Sie können Transaktions- und Anfrage-Tags in JDBC mit den Sitzungsvariablen TRANSACTION_TAG
und STATEMENT_TAG
festlegen.
GoogleSQL
PostgreSQL
Führen Sie das Beispiel mit diesem Befehl aus:
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
Daten mit schreibgeschützten Transaktionen abrufen
Angenommen, Sie möchten mehr als einen Lesevorgang mit demselben Zeitstempel ausführen. Bei schreibgeschützten Transaktionen wird ein gleichbleibendes Präfix des Commit-Verlaufs der Transaktionen beibehalten, damit die Anwendung immer konsistente Daten erhält.
Legen Sie ReadOnly=true
und AutoCommit=false
für eine java.sql.Connection
fest oder verwenden Sie die SQL-Anweisung SET TRANSACTION READ ONLY
, um eine Lesetransaktion auszuführen.
So werden eine Abfrage und ein Lesevorgang in derselben schreibgeschützten Transaktion ausgeführt:
GoogleSQL
PostgreSQL
Führen Sie das Beispiel mit diesem Befehl aus:
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
Die Ausgabe sollte etwa so aussehen:
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
Partitionierte Abfragen und Data Boost
Die partitionQuery
API unterteilt eine Abfrage in kleinere Teile oder Partitionen und verwendet mehrere Maschinen, um die Partitionen parallel abzurufen. Jede Partition wird durch ein Partitionstoken identifiziert. Die PartitionQuery API hat eine höhere Latenz als die Standardabfrage-API, da sie nur für Bulk-Vorgänge wie den Export oder das Scannen der gesamten Datenbank vorgesehen ist.
Mit Data Boost können Sie Analyseabfragen und Datenexporte nahezu ohne Auswirkungen auf vorhandene Arbeitslasten auf der bereitgestellten Spanner-Instanz ausführen. Data Boost unterstützt nur partitionierte Abfragen.
GoogleSQL
PostgreSQL
Führen Sie das Beispiel mit diesem Befehl aus:
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
Weitere Informationen zum Ausführen partitionierter Abfragen und zur Verwendung von Data Boost mit dem JDBC-Treiber finden Sie unter:
- GoogleSQL: Data Boost und Anweisungen für partitionierte Abfragen
- PostgreSQL: Data Boost und partitionierte Abfrageanweisungen
Partitionierte DML
Die partitionierte Datenbearbeitungssprache (DML) wurde für die folgenden Arten von Bulk-Aktualisierungen und -Löschvorgängen entwickelt:
- Regelmäßige und automatische Speicherbereinigungsvorgänge.
- Backfilling neuer Spalten mit Standardwerten.
PostgreSQL
Führen Sie das Beispiel mit diesem Befehl aus:
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
Weitere Informationen zu AUTOCOMMIT_DML_MODE
finden Sie unter:
Bereinigen
Löschen Sie die Datenbank und die erstellte Instanz, um zu vermeiden, dass Ihrem Cloud-Rechnungskonto die in dieser Anleitung verwendeten Ressourcen in Rechnung gestellt werden.
Datenbank löschen
Wenn Sie eine Instanz löschen, werden alle darin enthaltenen Datenbanken automatisch gelöscht. In diesem Schritt wird gezeigt, wie eine Datenbank gelöscht wird, ohne eine Instanz zu löschen (dabei fallen weiterhin Gebühren für die Instanz an).
Über die Befehlszeile
gcloud spanner databases delete example-db --instance=test-instance
Über die Google Cloud -Konsole
Rufen Sie in der Google Cloud -Console die Seite Spanner-Instanzen auf.
Klicken Sie auf die Instanz.
Klicken Sie auf die Datenbank, die Sie löschen möchten.
Klicken Sie auf der Seite Datenbankdetails auf Löschen.
Bestätigen Sie, dass die Datenbank gelöscht werden soll, und klicken Sie auf Löschen.
Instanz löschen
Beim Löschen einer Instanz werden alle Datenbanken, die in der Instanz erstellt wurden, automatisch gelöscht.
Über die Befehlszeile
gcloud spanner instances delete test-instance
Über die Google Cloud -Konsole
Rufen Sie in der Google Cloud -Console die Seite Spanner-Instanzen auf.
Klicken Sie auf die Instanz.
Klicken Sie auf Löschen.
Bestätigen Sie, dass die Instanz gelöscht werden soll, und klicken Sie auf Löschen.
Nächste Schritte
- Weitere Informationen zur Einbindung von Spanner in Spring Data JPA (GoogleSQL-Dialekt)
- Weitere Informationen zur Integration von Spanner mit Spring Data JPA (PostgreSQL-Dialekt)
- Weitere Informationen zur Einbindung von Spanner in Hibernate ORM (GoogleSQL-Dialekt)
- Weitere Informationen zur Integration von Spanner mit Hibernate ORM (PostgreSQL-Dialekt)
- Weitere Informationen zu JDBC-Befehlen zur Sitzungsverwaltung (GoogleSQL)
- Weitere Informationen zu JDBC-Befehlen zur Sitzungsverwaltung (PostgreSQL)
Weitere Informationen zum Zugriff auf Spanner mit einer VM-Instanz
Informationen zu Anmeldedaten für die Autorisierung und Authentifizierung finden Sie unter Mithilfe von Clientbibliotheken bei Cloud-Diensten authentifizieren.