PHP で Cloud Spanner を使ってみる

目標

このチュートリアルでは、PHP 用の Cloud Spanner クライアント ライブラリを使用するステップを詳しく説明します。

  • Cloud 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。

料金

このチュートリアルで使用する Cloud Spanner は、Google Cloud の有料コンポーネントです。Cloud Spanner を使用する料金については、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。

ローカルの PHP 環境を準備する

  1. サービス アカウントの手順に沿って、アプリケーションのデフォルト認証情報としてサービス アカウントを設定します。この手順に沿って、サービス アカウント キー ファイル（JSON 形式）と GOOGLE_APPLICATION_CREDENTIALS 環境変数の両方を取得する必要があります。これにより、Cloud Spanner API の認証を受けられるようになります。

  2. 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。

  3. 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/GoogleCloudPlatform/php-docs-samples

    あるいは、zip 形式のサンプルをダウンロードして、ファイルを抽出することもできます。

  4. Cloud 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 php-docs-samples/spanner

  5. 依存関係をインストールします。

    composer install

    これにより、PHP 用の Cloud Spanner クライアント ライブラリがインストールされます。このライブラリをプロジェクトに追加するには、composer require google/cloud-spanner を実行します。

インスタンスの作成

Cloud Spanner を最初に使用するときは、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、Cloud 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 Cloud 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、ノード数をご覧ください。）

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、PHP での Cloud Spanner の使用方法を示すサンプルがあります。

src/create_database.php および src/add_column.php の関数を見ると、データベースの作成方法とデータベース スキーマの変更方法を確認できます。データで使用されているスキーマ例の詳細は、スキーマとデータモデルのページをご覧ください。

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。

php spanner.php create-database test-instance example-db

以下のように表示されます。

Created database example-db on instance test-instance

これで Cloud Spanner データベースが作成されました。データベースを作成したコードは次のとおりです。

use Google\Cloud\Spanner\SpannerClient;

/**
 * Creates a database and tables for sample data.
 * Example:
 * ```
 * create_database($instanceId, $databaseId);
 * ```
 *
 * @param string $instanceId The Spanner instance ID.
 * @param string $databaseId The Spanner database ID.
 */
function create_database($instanceId, $databaseId)
{
    $spanner = new SpannerClient();
    $instance = $spanner->instance($instanceId);

    if (!$instance->exists()) {
        throw new \LogicException("Instance $instanceId does not exist");
    }

    $operation = $instance->createDatabase($databaseId, ['statements' => [
        'CREATE TABLE Singers (
            SingerId     INT64 NOT NULL,
            FirstName    STRING(1024),
            LastName     STRING(1024),
            SingerInfo   BYTES(MAX)
        ) 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'
    ]]);

    print('Waiting for operation to complete...' . PHP_EOL);
    $operation->pollUntilComplete();

    printf('Created database %s on instance %s' . PHP_EOL,
        $databaseId, $instanceId);
}

コードでは、基本的な音楽アプリケーション用の 2 つのテーブル Singers と Albums も定義されています。これらのテーブルはこのページ全体で使用されています。まだスキーマ例を見ていない場合は確認してください。

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。

データベース クライアントの作成

読み取りと書き込みを行うには、Google\Cloud\Spanner\Database のインスタンスを取得する必要があります。

# Includes the autoloader for libraries installed with composer
require __DIR__ . '/vendor/autoload.php';

# Imports the Google Cloud client library
use Google\Cloud\Spanner\SpannerClient;

# Your Google Cloud Platform project ID
$projectId = 'YOUR_PROJECT_ID';

# Instantiates a client
$spanner = new SpannerClient([
    'projectId' => $projectId
]);

# Your Cloud Spanner instance ID.
$instanceId = 'your-instance-id';

# Get a Cloud Spanner instance by ID.
$instance = $spanner->instance($instanceId);

# Your Cloud Spanner database ID.
$databaseId = 'your-database-id';

# Get a Cloud Spanner database by ID.
$database = $instance->database($databaseId);

# Execute a simple SQL statement.
$results = $database->execute('SELECT "Hello World" as test');

foreach ($results as $row) {
    print($row['test'] . PHP_EOL);
}

Database はデータベース接続と考えることができます。Cloud Spanner とのすべてのやり取りは Database を経由する必要があります。通常はアプリケーション開始時に Database を作成し、読み取り、書き込み、トランザクションの実行に Database を再利用します。各クライアントは Cloud Spanner のリソースを使用します。

同じアプリで複数のクライアントを作成する場合は、Database::close を呼び出し、必要がなくなったらすぐにクライアントのリソース（ネットワーク接続を含む）をクリーンアップする必要があります。

詳細については、Database のリファレンスをご覧ください。

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。

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

use Google\Cloud\Spanner\SpannerClient;
use Google\Cloud\Spanner\Transaction;

/**
 * Inserts sample data into the given database with a DML statement.
 *
 * The database and table must already exist and can be created using
 * `create_database`.
 * Example:
 * ```
 * insert_data($instanceId, $databaseId);
 * ```
 *
 * @param string $instanceId The Spanner instance ID.
 * @param string $databaseId The Spanner database ID.
 */
function write_data_with_dml($instanceId, $databaseId)
{
    $spanner = new SpannerClient();
    $instance = $spanner->instance($instanceId);
    $database = $instance->database($databaseId);

    $database->runTransaction(function (Transaction $t) use ($spanner) {
        $rowCount = $t->executeUpdate(
            'INSERT Singers (SingerId, FirstName, LastName) VALUES '
            . "(12, 'Melissa', 'Garcia'), "
            . "(13, 'Russell', 'Morales'), "
            . "(14, 'Jacqueline', 'Long'), "
            . "(15, 'Dylan', 'Shaw')");
        $t->commit();
        printf('Inserted %d row(s).' . PHP_EOL, $rowCount);
    });
}

write-data-with-dml コマンドを使用してサンプルを実行します。

php spanner.php write-data-with-dml test-instance example-db

以下のように表示されます。

Inserted 4 row(s).

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 Database::insertBatch メソッドを使用します。insertBatch はテーブルに新しい行を追加します。1 つのバッチ内の挿入はすべてアトミックに適用されます。

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。

use Google\Cloud\Spanner\SpannerClient;

/**
 * Inserts sample data into the given database.
 *
 * The database and table must already exist and can be created using
 * `create_database`.
 * Example:
 * ```
 * insert_data($instanceId, $databaseId);
 * ```
 *
 * @param string $instanceId The Spanner instance ID.
 * @param string $databaseId The Spanner database ID.
 */
function insert_data($instanceId, $databaseId)
{
    $spanner = new SpannerClient();
    $instance = $spanner->instance($instanceId);
    $database = $instance->database($databaseId);

    $operation = $database->transaction(['singleUse' => true])
        ->insertBatch('Singers', [
            ['SingerId' => 1, 'FirstName' => 'Marc', 'LastName' => 'Richards'],
            ['SingerId' => 2, 'FirstName' => 'Catalina', 'LastName' => 'Smith'],
            ['SingerId' => 3, 'FirstName' => 'Alice', 'LastName' => 'Trentor'],
            ['SingerId' => 4, 'FirstName' => 'Lea', 'LastName' => 'Martin'],
            ['SingerId' => 5, 'FirstName' => 'David', 'LastName' => 'Lomond'],
        ])
        ->insertBatch('Albums', [
            ['SingerId' => 1, 'AlbumId' => 1, 'AlbumTitle' => 'Total Junk'],
            ['SingerId' => 1, 'AlbumId' => 2, 'AlbumTitle' => 'Go, Go, Go'],
            ['SingerId' => 2, 'AlbumId' => 1, 'AlbumTitle' => 'Green'],
            ['SingerId' => 2, 'AlbumId' => 2, 'AlbumTitle' => 'Forever Hold Your Peace'],
            ['SingerId' => 2, 'AlbumId' => 3, 'AlbumTitle' => 'Terrified']
        ])
        ->commit();

    print('Inserted data.' . PHP_EOL);
}

insert-data コマンドを使用してサンプルを実行します。

php spanner.php insert-data test-instance example-db

以下のように表示されます。

Inserted data.

SQL を使用したデータのクエリ

Cloud Spanner では、データの読み取り用にネイティブ 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 PHP 用の Cloud Spanner クライアント ライブラリを使用します。

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。

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

PHP 用の Cloud Spanner クライアント ライブラリの使用

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、PHP 用の Cloud Spanner クライアント ライブラリを使用して同じ 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 クエリを実行するには、Database::execute() を使用します。

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。

use Google\Cloud\Spanner\SpannerClient;

/**
 * Queries sample data from the database using SQL.
 * Example:
 * ```
 * query_data($instanceId, $databaseId);
 * ```
 *
 * @param string $instanceId The Spanner instance ID.
 * @param string $databaseId The Spanner database ID.
 */
function query_data($instanceId, $databaseId)
{
    $spanner = new SpannerClient();
    $instance = $spanner->instance($instanceId);
    $database = $instance->database($databaseId);

    $results = $database->execute(
        'SELECT SingerId, AlbumId, AlbumTitle FROM Albums'
    );

    foreach ($results as $row) {
        printf('SingerId: %s, AlbumId: %s, AlbumTitle: %s' . PHP_EOL,
            $row['SingerId'], $row['AlbumId'], $row['AlbumTitle']);
    }
}

query-data コマンドを使用してサンプルを実行します。

php spanner.php query-data test-instance example-db

次のような結果が表示されます。

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

結果の順序はこのとおりとは限りません。結果の順序を確実にする必要がある場合は、SQL ベスト プラクティスに記載のとおり ORDER BY 句を使用します。

SQL パラメータを使用したクエリ

サポートされている SQL 型を使用して、SQL ステートメントにカスタム値を追加できます。

ここでは、WHERE 句でパラメータとして @lastName を使用し、LastName に特定の値を含むレコードを取得します。

use Google\Cloud\Spanner\SpannerClient;

/**
 * Queries sample data from the database using SQL with a parameter.
 * Example:
 * ```
 * query_data_with_parameter($instanceId, $databaseId);
 * ```
 *
 * @param string $instanceId The Spanner instance ID.
 * @param string $databaseId The Spanner database ID.
 */
function query_data_with_parameter($instanceId, $databaseId)
{
    $spanner = new SpannerClient();
    $instance = $spanner->instance($instanceId);
    $database = $instance->database($databaseId);

    $results = $database->execute(
        'SELECT SingerId, FirstName, LastName FROM Singers ' .
        'WHERE LastName = @lastName',
        ['parameters' => ['lastName' => 'Garcia']]
    );

    foreach ($results as $row) {
        printf('SingerId: %s, FirstName: %s, LastName: %s' . PHP_EOL,
            $row['SingerId'], $row['FirstName'], $row['LastName']);
    }
}

query-data-with-parameter コマンドを使用してサンプルを実行します。

php spanner.php query-data-with-parameter test-instance example-db

次のような結果が表示されます。

SingerId: 12, FirstName: Melissa, LastName: Garcia

読み取り API を使用したデータの読み込み

Cloud Spanner の SQL インターフェースに加えて、Cloud Spanner は読み取りインターフェースもサポートしています。

Database::read() を使用して、データベースから行を読み取ります。読み取るキーおよびキー範囲のコレクションを定義するには、KeySet オブジェクトを使用します。

データを読み取る方法を次に示します。

use Google\Cloud\Spanner\SpannerClient;

/**
 * Reads sample data from the database.
 * Example:
 * ```
 * read_data($instanceId, $databaseId);
 * ```
 *
 * @param string $instanceId The Spanner instance ID.
 * @param string $databaseId The Spanner database ID.
 */
function read_data($instanceId, $databaseId)
{
    $spanner = new SpannerClient();
    $instance = $spanner->instance($instanceId);
    $database = $instance->database($databaseId);

    $keySet = $spanner->keySet(['all' => true]);
    $results = $database->read(
        'Albums',
        $keySet,
        ['SingerId', 'AlbumId', 'AlbumTitle']
    );

    foreach ($results->rows() as $row) {
        printf('SingerId: %s, AlbumId: %s, AlbumTitle: %s' . PHP_EOL,
            $row['SingerId'], $row['AlbumId'], $row['AlbumTitle']);
    }
}

read-data コマンドを使用してサンプルを実行します。

php spanner.php read-data test-instance example-db

次のような出力が表示されます。

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

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。Cloud Spanner は、トラフィック提供中のデータベースへのスキーマの更新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、テーブル全体や列がロックされないため、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、プログラムから PHP 用の Cloud Spanner クライアント ライブラリを利用します。

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。

gcloud spanner databases ddl update example-db --instance=test-instance \
    --ddl='ALTER TABLE Albums ADD COLUMN MarketingBudget INT64'

以下のように表示されます。

Schema updating...done.

PHP 用の Cloud Spanner クライアント ライブラリの使用

スキーマを変更するには、Database::updateDdl を使用します。

use Google\Cloud\Spanner\SpannerClient;

/**
 * Adds a new column to the Albums table in the example database.
 * Example:
 * ```
 * add_column($instanceId, $databaseId);
 * ```
 *
 * @param string $instanceId The Spanner instance ID.
 * @param string $databaseId The Spanner database ID.
 */
function add_column($instanceId, $databaseId)
{
    $spanner = new SpannerClient();
    $instance = $spanner->instance($instanceId);
    $database = $instance->database($databaseId);

    $operation = $database->updateDdl(
        'ALTER TABLE Albums ADD COLUMN MarketingBudget INT64'
    );

    print('Waiting for operation to complete...' . PHP_EOL);
    $operation->pollUntilComplete();

    printf('Added the MarketingBudget column.' . PHP_EOL);
}

add-column コマンドを使用してサンプルを実行します。

php spanner.php add-column test-instance example-db

以下のように表示されます。

Added the MarketingBudget column.

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。

use Google\Cloud\Spanner\SpannerClient;

/**
 * Updates sample data in the database.
 *
 * This updates the `MarketingBudget` column which must be created before
 * running this sample. You can add the column by running the `add_column`
 * sample or by running this DDL statement against your database:
 *
 *     ALTER TABLE Albums ADD COLUMN MarketingBudget INT64
 *
 * Example:
 * ```
 * update_data($instanceId, $databaseId);
 * ```
 *
 * @param string $instanceId The Spanner instance ID.
 * @param string $databaseId The Spanner database ID.
 */
function update_data($instanceId, $databaseId)
{
    $spanner = new SpannerClient();
    $instance = $spanner->instance($instanceId);
    $database = $instance->database($databaseId);

    $operation = $database->transaction(['singleUse' => true])
        ->updateBatch('Albums', [
            ['SingerId' => 1, 'AlbumId' => 1, 'MarketingBudget' => 100000],
            ['SingerId' => 2, 'AlbumId' => 2, 'MarketingBudget' => 500000],
        ])
        ->commit();

    print('Updated data.' . PHP_EOL);
}

update-data コマンドを使用してサンプルを実行します。

php spanner.php update-data test-instance example-db

以下のように表示されます。

Updated data.

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。

use Google\Cloud\Spanner\SpannerClient;

/**
 * Queries sample data from the database using SQL.
 * This sample uses the `MarketingBudget` column. You can add the column
 * by running the `add_column` sample or by running this DDL statement against
 * your database:
 *
 *      ALTER TABLE Albums ADD COLUMN MarketingBudget INT64
 *
 * Example:
 * ```
 * query_data_with_new_column($instanceId, $databaseId);
 * ```
 *
 * @param string $instanceId The Spanner instance ID.
 * @param string $databaseId The Spanner database ID.
 */
function query_data_with_new_column($instanceId, $databaseId)
{
    $spanner = new SpannerClient();
    $instance = $spanner->instance($instanceId);
    $database = $instance->database($databaseId);

    $results = $database->execute(
        'SELECT SingerId, AlbumId, MarketingBudget FROM Albums'
    );

    foreach ($results as $row) {
        printf('SingerId: %s, AlbumId: %s, MarketingBudget: %d' . PHP_EOL,
            $row['SingerId'], $row['AlbumId'], $row['MarketingBudget']);
    }
}

このクエリを実行するには、query-data-with-new-column 引数を使用してサンプルを実行します。

php spanner.php query-data-with-new-column test-instance example-db

以下のように表示されます。

SingerId: 1, AlbumId: 1, MarketingBudget: 100000
SingerId: 1, AlbumId: 2, MarketingBudget: 0
SingerId: 2, AlbumId: 1, MarketingBudget: 0
SingerId: 2, AlbumId: 2, MarketingBudget: 500000
SingerId: 2, AlbumId: 3, MarketingBudget: 0

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。

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

use Google\Cloud\Spanner\SpannerClient;
use Google\Cloud\Spanner\Transaction;

/**
 * Performs a read-write transaction to update two sample records in the
 * database.
 *
 * This will transfer 200,000 from the `MarketingBudget` field for the second
 * Album to the first Album. If the `MarketingBudget` for the second Album is
 * too low, it will raise an exception.
 *
 * Before running this sample, you will need to run the `update_data` sample
 * to populate the fields.
 * Example:
 * ```
 * write_data_with_dml_transaction($instanceId, $databaseId);
 * ```
 *
 * @param string $instanceId The Spanner instance ID.
 * @param string $databaseId The Spanner database ID.
 */
function write_data_with_dml_transaction($instanceId, $databaseId)
{
    $spanner = new SpannerClient();
    $instance = $spanner->instance($instanceId);
    $database = $instance->database($databaseId);

    $database->runTransaction(function (Transaction $t) use ($spanner) {
        // Transfer marketing budget from one album to another. We do it in a transaction to
        // ensure that the transfer is atomic.
        $transferAmount = 200000;

        $results = $t->execute(
            'SELECT MarketingBudget from Albums WHERE SingerId = 2 and AlbumId = 2'
        );
        $resultsRow = $results->rows()->current();
        $album2budget = $resultsRow['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.
        if ($album2budget >= $transferAmount) {
            $results = $t->execute(
                'SELECT MarketingBudget from Albums WHERE SingerId = 1 and AlbumId = 1'
            );
            $resultsRow = $results->rows()->current();
            $album1budget = $resultsRow['MarketingBudget'];

            $album2budget -= $transferAmount;
            $album1budget += $transferAmount;

            // Update the albums
            $t->executeUpdate(
                'UPDATE Albums '
                . 'SET MarketingBudget = @AlbumBudget '
                . 'WHERE SingerId = 1 and AlbumId = 1',
                [
                    'parameters' => [
                        'AlbumBudget' => $album1budget
                    ]
                ]
            );
            $t->executeUpdate(
                'UPDATE Albums '
                . 'SET MarketingBudget = @AlbumBudget '
                . 'WHERE SingerId = 2 and AlbumId = 2',
                [
                    'parameters' => [
                        'AlbumBudget' => $album2budget
                    ]
                ]
            );

            $t->commit();

            print('Transaction complete.' . PHP_EOL);
        }
    });
}

write-data-with-dml-transaction コマンドを使用してサンプルを実行します。

php spanner.php write-data-with-dml-transaction test-instance example-db

以下のように表示されます。

Transaction complete.

セカンダリ インデックスの使用

Albums から AlbumTitle の値が特定の範囲内にある行すべてを取得すると仮定します。SQL ステートメントまたは読み取り呼び出しを使用して AlbumTitle 列からすべての値を読み取り、基準を満たしていない行を破棄することもできますが、このようなテーブル全体のスキャンは割高です（特に、行数が多いテーブルの場合）。代わりに、テーブルにセカンダリ インデックスを作成することにより、主キー以外の列を検索するときの行の取得速度を上げることができます。

既存のテーブルにセカンダリ インデックスを追加するには、スキーマの更新が必要です。他のスキーマの更新と同様に、Cloud Spanner ではデータベースがトラフィックを提供している間にインデックスを追加できます。Cloud Spanner では、インデックスに既存のデータが自動的にバックフィルされます。バックフィルには数分かかることがありますが、このプロセスの間に、データベースをオフラインにしたり、インデックス化対象のテーブルへの書き込みを控えたりする必要はありません。詳細については、インデックスのバックフィリングをご覧ください。

セカンダリ インデックスを追加すると、インデックス効果で実行速度が上がりそうな SQL クエリに対してそのセカンダリ インデックスが自動的に使用されるようになります。読み取りインターフェースを使用する場合は、使用するインデックスを指定する必要があります。

セカンダリ インデックスの追加

インデックスを追加するには、コマンドラインで gcloud CLI を使用するか、PHP 用の Cloud Spanner クライアント ライブラリを使用してプログラムによって行います。

コマンドラインから

データベースにインデックスを追加するには、次の CREATE INDEX コマンドを使用します。

gcloud spanner databases ddl update example-db --instance=test-instance \
    --ddl='CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle ON Albums(AlbumTitle)'

以下のように表示されます。

Schema updating...done.

PHP 用の Cloud Spanner クライアント ライブラリの使用

インデックスを追加するには、Database::updateDdl を使用します。

use Google\Cloud\Spanner\SpannerClient;

/**
 * Adds a simple index to the example database.
 * Example:
 * ```
 * create_index($instanceId, $databaseId);
 * ```
 *
 * @param string $instanceId The Spanner instance ID.
 * @param string $databaseId The Spanner database ID.
 */
function create_index($instanceId, $databaseId)
{
    $spanner = new SpannerClient();
    $instance = $spanner->instance($instanceId);
    $database = $instance->database($databaseId);

    $operation = $database->updateDdl(
        'CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle ON Albums(AlbumTitle)'
    );

    print('Waiting for operation to complete...' . PHP_EOL);
    $operation->pollUntilComplete();

    printf('Added the AlbumsByAlbumTitle index.' . PHP_EOL);
}

create-index コマンドを使用してサンプルを実行します。

php spanner.php create-index test-instance example-db

インデックスの追加には数分かかる場合があります。インデックスが追加されると、次のように表示されます。

Added the AlbumsByAlbumTitle index.

インデックスを使用して読み取りを行う

SQL クエリの場合、Cloud Spanner により適切なインデックスが自動的に使用されます。読み取りインターフェースでは、リクエストでインデックスを指定する必要があります。

読み取りインターフェースでインデックスを使用するには、Database::read メソッドを使用します。

use Google\Cloud\Spanner\SpannerClient;

/**
 * Reads sample data from the database using an index.
 *
 * The index must exist before running this sample. You can add the index
 * by running the `add_index` sample or by running this DDL statement against
 * your database:
 *
 *     CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle ON Albums(AlbumTitle)
 *
 * Example:
 * ```
 * read_data_with_index($instanceId, $databaseId);
 * ```
 *
 * @param string $instanceId The Spanner instance ID.
 * @param string $databaseId The Spanner database ID.
 */
function read_data_with_index($instanceId, $databaseId)
{
    $spanner = new SpannerClient();
    $instance = $spanner->instance($instanceId);
    $database = $instance->database($databaseId);

    $keySet = $spanner->keySet(['all' => true]);
    $results = $database->read(
        'Albums',
        $keySet,
        ['AlbumId', 'AlbumTitle'],
        ['index' => 'AlbumsByAlbumTitle']
    );

    foreach ($results->rows() as $row) {
        printf('AlbumId: %s, AlbumTitle: %s' . PHP_EOL,
            $row['AlbumId'], $row['AlbumTitle']);
    }
}

read-data-with-index コマンドを使用してサンプルを実行します。

php spanner.php read-data-with-index test-instance example-db

以下のように表示されます。

AlbumId: 2, AlbumTitle: Forever Hold your Peace
AlbumId: 2, AlbumTitle: Go, Go, Go
AlbumId: 1, AlbumTitle: Green
AlbumId: 3, AlbumTitle: Terrified
AlbumId: 1, AlbumTitle: Total Junk

STORING 句を使用してインデックスを追加する

上記の読み取り例では、MarketingBudget 列の読み取りが含まれていませんでした。これは、Cloud Spanner の読み取りインターフェースが、インデックスとデータテーブルを結合してインデックスに格納されていない値を検索する機能をサポートしていないためです。

MarketingBudget のコピーをインデックスに格納する AlbumsByAlbumTitle の代替定義を作成します。

コマンドラインから

gcloud spanner databases ddl update example-db --instance=test-instance \
    --ddl='CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle2 ON Albums(AlbumTitle) STORING (MarketingBudget)'

インデックスの追加には数分かかる場合があります。インデックスが追加されると、次のように表示されます。

Schema updating...done.

PHP 用の Cloud Spanner クライアント ライブラリの使用

Database::updateDdl を使用し、STORING 句を指定してインデックスを追加します。

use Google\Cloud\Spanner\SpannerClient;

/**
 * Adds an storing index to the example database.
 *
 * This sample uses the `MarketingBudget` column. You can add the column
 * by running the `add_column` sample or by running this DDL statement against
 * your database:
 *
 *     ALTER TABLE Albums ADD COLUMN MarketingBudget INT64
 *
 * Example:
 * ```
 * create_storing_index($instanceId, $databaseId);
 * ```
 *
 * @param string $instanceId The Spanner instance ID.
 * @param string $databaseId The Spanner database ID.
 */
function create_storing_index($instanceId, $databaseId)
{
    $spanner = new SpannerClient();
    $instance = $spanner->instance($instanceId);
    $database = $instance->database($databaseId);

    $operation = $database->updateDdl(
        'CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle2 ON Albums(AlbumTitle) ' .
        'STORING (MarketingBudget)'
    );

    print('Waiting for operation to complete...' . PHP_EOL);
    $operation->pollUntilComplete();

    printf('Added the AlbumsByAlbumTitle2 index.' . PHP_EOL);
}

create-storing-index コマンドを使用してサンプルを実行します。

php spanner.php create-storing-index test-instance example-db

以下のように表示されます。

Added the AlbumsByAlbumTitle2 index.

これで、インデックス AlbumsByAlbumTitle2 から AlbumId、AlbumTitle、MarketingBudget 列をすべて取得する読み取りを実行できるようになりました。

use Google\Cloud\Spanner\SpannerClient;

/**
 * Reads sample data from the database using an index with a storing
 * clause.
 *
 * The index must exist before running this sample. You can add the index
 * by running the `add_storing_index` sample or by running this DDL statement
 * against your database:
 *
 *     CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle2 ON Albums(AlbumTitle)
 *     STORING (MarketingBudget)
 *
 * Example:
 * ```
 * read_data_with_storing_index($instanceId, $databaseId);
 * ```
 *
 * @param string $instanceId The Spanner instance ID.
 * @param string $databaseId The Spanner database ID.
 */
function read_data_with_storing_index($instanceId, $databaseId)
{
    $spanner = new SpannerClient();
    $instance = $spanner->instance($instanceId);
    $database = $instance->database($databaseId);

    $keySet = $spanner->keySet(['all' => true]);
    $results = $database->read(
        'Albums',
        $keySet,
        ['AlbumId', 'AlbumTitle', 'MarketingBudget'],
        ['index' => 'AlbumsByAlbumTitle2']
    );

    foreach ($results->rows() as $row) {
        printf('AlbumId: %s, AlbumTitle: %s, MarketingBudget: %d' . PHP_EOL,
            $row['AlbumId'], $row['AlbumTitle'], $row['MarketingBudget']);
    }
}

read-data-with-storing-index コマンドを使用してサンプルを実行します。

php spanner.php read-data-with-storing-index test-instance example-db

次のような出力が表示されます。

AlbumId: 2, AlbumTitle: Forever Hold your Peace, MarketingBudget: 300000
AlbumId: 2, AlbumTitle: Go, Go, Go, MarketingBudget: 0
AlbumId: 1, AlbumTitle: Green, MarketingBudget: 0
AlbumId: 3, AlbumTitle: Terrified, MarketingBudget: 0
AlbumId: 1, AlbumTitle: Total Junk, MarketingBudget: 300000

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。読み取り専用トランザクションを実行するには、Snapshot オブジェクトを使用します。Database::snapshot メソッドを使用して Snapshot オブジェクトを取得します。

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。

use Google\Cloud\Spanner\SpannerClient;

/**
 * Reads data inside of a read-only transaction.
 *
 * Within the read-only transaction, or "snapshot", the application sees
 * consistent view of the database at a particular timestamp.
 * Example:
 * ```
 * read_only_transaction($instanceId, $databaseId);
 * ```
 *
 * @param string $instanceId The Spanner instance ID.
 * @param string $databaseId The Spanner database ID.
 */
function read_only_transaction($instanceId, $databaseId)
{
    $spanner = new SpannerClient();
    $instance = $spanner->instance($instanceId);
    $database = $instance->database($databaseId);

    $snapshot = $database->snapshot();
    $results = $snapshot->execute(
        'SELECT SingerId, AlbumId, AlbumTitle FROM Albums'
    );
    print('Results from the first read:' . PHP_EOL);
    foreach ($results as $row) {
        printf('SingerId: %s, AlbumId: %s, AlbumTitle: %s' . PHP_EOL,
            $row['SingerId'], $row['AlbumId'], $row['AlbumTitle']);
    }

    // Perform another read using the `read` method. Even if the data
    // is updated in-between the reads, the snapshot ensures that both
    // return the same data.
    $keySet = $spanner->keySet(['all' => true]);
    $results = $database->read(
        'Albums',
        $keySet,
        ['SingerId', 'AlbumId', 'AlbumTitle']
    );

    print('Results from the second read:' . PHP_EOL);
    foreach ($results->rows() as $row) {
        printf('SingerId: %s, AlbumId: %s, AlbumTitle: %s' . PHP_EOL,
            $row['SingerId'], $row['AlbumId'], $row['AlbumTitle']);
    }
}

read-only-transaction コマンドを使用してサンプルを実行します。

php spanner.php read-only-transaction test-instance example-db

次のような出力が表示されます。

Results from first read:
SingerId: 2, AlbumId: 2, AlbumTitle: Forever Hold Your Peace
SingerId: 1, AlbumId: 2, AlbumTitle: Go, Go, Go
SingerId: 2, AlbumId: 1, AlbumTitle: Green
SingerId: 2, AlbumId: 3, AlbumTitle: Terrified
SingerId: 1, AlbumId: 1, AlbumTitle: Total Junk
Results from second read:
SingerId: 1, AlbumId: 1, AlbumTitle: Total Junk
SingerId: 1, AlbumId: 2, AlbumTitle: Go, Go, Go
SingerId: 2, AlbumId: 1, AlbumTitle: Green
SingerId: 2, AlbumId: 2, AlbumTitle: Forever Hold Your Peace
SingerId: 2, AlbumId: 3, AlbumTitle: Terrified

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

Cloud Console を使用する

  1. Google Cloud Console で、Cloud Spanner の [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

  2. インスタンスをクリックします。

  3. 削除するデータベースをクリックします。

  4. [データベースの詳細] ページで [削除] をクリックします。

  5. 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

Cloud Console を使用する

  1. Google Cloud Console で、Cloud Spanner の [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

  2. インスタンスをクリックします。

  3. [削除] をクリックします。

  4. 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