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Esegui la migrazione da PostgreSQL a Spanner (dialetto GoogleSQL)

Questa pagina fornisce indicazioni per eseguire la migrazione di un database PostgreSQL open source in Spanner.

La migrazione prevede le seguenti attività:

Mappare uno schema PostgreSQL a uno schema Spanner.
Creazione di un'istanza, un database e uno schema Spanner.
Refactoring dell'applicazione in modo che funzioni con il database Spanner.
Migrazione dei dati.
È in corso la verifica del nuovo sistema e lo stato di produzione.

Questa pagina fornisce anche alcuni schemi di esempio che utilizzano le tabelle del database PostgreSQL di MusicBrainz.

Mappare lo schema PostgreSQL a Spanner

Il primo passaggio per spostare un database da PostgreSQL a Spanner consiste nel determinare le modifiche dello schema da apportare. Utilizza pg_dump per creare istruzioni DDL (Data Definition Language) che definiscono gli oggetti nel database PostgreSQL, quindi modifica le istruzioni come descritto nelle sezioni seguenti. Dopo aver aggiornato le istruzioni DDL, utilizzale per creare il database in un'istanza Spanner.

Tipi di dati

La tabella seguente descrive la mappatura dei tipi di dati PostgreSQL ai tipi di dati Spanner. Aggiorna i tipi di dati nelle istruzioni DDL dai tipi di dati PostgreSQL ai tipi di dati Spanner.

PostgreSQL	Spanner
`Bigint` `int8`	`INT64`
`Bigserial` `serial8`	`INT64` Nota: Spanner non dispone della funzionalità di incremento automatico.
`bit [ (n) ]`	`ARRAY<BOOL>`
`bit varying [ (n) ]` `varbit [ (n) ]`	`ARRAY<BOOL>`
`Boolean` `bool`	`BOOL`
`box`	`ARRAY<FLOAT64>`
`bytea`	`BYTES`
`character [ (n) ]` `char [ (n) ]`	`STRING`
`character varying [ (n) ]` `varchar [ (n) ]`	`STRING`
`cidr`	`STRING`, utilizzando la notazione CIDR standard.
`circle`	`ARRAY<FLOAT64>`
`date`	`DATE`
`double precision` `float8`	`FLOAT64`
`inet`	`STRING`
`Integer` `int` `int4`	`INT64`
`interval[ fields ] [ (p) ]`	`INT64` se il valore viene memorizzato in millisecondi o `STRING` se viene memorizzato in un formato di intervallo definito dall'applicazione.
`json`	`STRING`
`jsonb`	`JSON`
`line`	`ARRAY<FLOAT64>`
`lseg`	`ARRAY<FLOAT64>`
`macaddr`	`STRING`, utilizzando la notazione standard dell'indirizzo MAC.
`money`	`INT64` o `STRING` per numeri con precisione arbitraria.
`numeric [ (p, s) ]` `decimal [ (p, s) ]`	In PostgreSQL, i tipi di dati `NUMERIC` e `DECIMAL` supportano fino a 2¹⁷ cifre di precisione e 2¹⁴-1 di scala, come definito nella dichiarazione della colonna. Il tipo di dati `NUMERIC` di Spanner supporta fino a 38 cifre di precisione e 9 cifre decimali di scala. Se hai bisogno di una maggiore precisione, consulta l'articolo Archiviazione di dati numerici di precisione arbitraria per meccanismi alternativi.
`path`	`ARRAY<FLOAT64>`
`pg_lsn`	Questo tipo di dati è specifico di PostgreSQL, quindi non esiste un equivalente in Spanner.
`point`	`ARRAY<FLOAT64>`
`polygon`	`ARRAY<FLOAT64>`
`Real` `float4`	`FLOAT64`
`Smallint` `int2`	`INT64`
`Smallserial` `serial2`	`INT64`
`Serial` `serial4`	`INT64`
`text`	`STRING`
`time [ (p) ] [ without time zone ]`	`STRING`, utilizzando la notazione `HH:MM:SS.sss`.
`time [ (p) ] with time zone` `timetz`	`STRING`, utilizzando la notazione `HH:MM:SS.sss+ZZZZ`. In alternativa, può essere suddiviso in due colonne, una di tipo `TIMESTAMP` e un'altra contenente il fuso orario.
`timestamp [ (p) ] [ without time zone ]`	Nessun equivalente. Puoi archiviare come `STRING` o `TIMESTAMP` a tua discrezione.
`timestamp [ (p) ] with time zone` `timestamptz`	`TIMESTAMP`
`tsquery`	Nessun equivalente. Definisci un meccanismo di archiviazione nell'applicazione.
`tsvector`	Nessun equivalente. Definisci un meccanismo di archiviazione nella tua applicazione.
`txid_snapshot`	Nessun equivalente. Definisci un meccanismo di archiviazione nella tua applicazione.
`uuid`	`STRING` o `BYTES`
`xml`	`STRING`

Chiavi primarie

Per le tabelle del database Spanner che aggiungi spesso, evita utilizzando chiavi primarie che aumentano o diminuiscono in modo monotonico, causa hotspot durante le scritture. Modifica invece le istruzioni DDL CREATE TABLE. in modo da usare strategie di chiave primaria supportate. Se utilizzi una funzionalità PostgreSQL come una funzione o un tipo di dati UUID, dati SERIAL colonna IDENTITY o sequenza, puoi utilizzare strategie di migrazione delle chiavi generate automaticamente che consigliamo.

Tieni presente che, dopo aver designato la chiave primaria, non puoi aggiungere o rimuovere una colonna della chiave primaria né modificare un valore della chiave primaria in un secondo momento senza eliminare e ricreare la tabella. Per ulteriori informazioni su come designare la chiave primaria, consulta Schema e modello di dati - chiavi principali.

Durante la migrazione, potrebbe essere necessario mantenere alcune di numeri interi. Se hai bisogno di mantenere questi tipi di chiavi in un con molte operazioni su queste chiavi, potete evitare di creare hotspot far precedere la chiave esistente da un numero pseudo-casuale. Questa tecnica consente a Spanner di ridistribuire le righe. Per ulteriori informazioni sull'utilizzo di questo approccio, consulta Che cosa devono sapere i DBA su Spanner, parte 1: chiavi e indici.

Chiavi esterne e integrità referenziale

Scopri di più sul supporto delle chiavi esterne in Spanner.

Indici

PostgreSQL Indici b-tree sono simili agli indici secondari in Spanner. In un database Spanner utilizzi gli indici secondari per indicizzare le colonne più comunemente cercate per migliorare le prestazioni e per sostituire eventuali vincoli UNIQUE specificati nelle tabelle. Ad esempio, se il tuo DDL PostgreSQL contiene questa affermazione:

 CREATE TABLE customer (
    id CHAR (5) PRIMARY KEY,
    first_name VARCHAR (50),
    last_name VARCHAR (50),
    email VARCHAR (50) UNIQUE
 );

Dovresti utilizzare questa istruzione nel DDL di Spanner:

CREATE TABLE customer (
   id STRING(5),
   first_name STRING(50),
   last_name STRING(50),
   email STRING(50)
   ) PRIMARY KEY (id);

CREATE UNIQUE INDEX customer_emails ON customer(email);

Puoi trovare gli indici per qualsiasi tabella PostgreSQL eseguendo il comando \di meta-comando in psql.

Dopo aver determinato gli indici che ti servono, aggiungi Estratti conto CREATE INDEX per crearle. Segui le indicazioni alla pagina Creazione degli indici.

Spanner implementa gli indici come tabelle, pertanto l'indicizzazione delle colonne con incrementi monotonici (come quelle contenenti dati TIMESTAMP) può causare un hotspot. Per ulteriori informazioni sui metodi per evitare gli hotspot, consulta Informazioni per i DBA su Spanner, parte 1: chiavi e indici.

Controlla i vincoli

Scopri di più sul supporto dei vincoli CHECK in Spanner.

Altri oggetti di database

Devi creare la funzionalità dei seguenti oggetti nella logica dell'applicazione:

Visualizzazioni
Trigger
Stored procedure
Funzioni definite dall'utente
Colonne che utilizzano i tipi di dati serial come generatori di sequenze

Tieni presente i seguenti suggerimenti durante la migrazione di questa funzionalità nella logica dell'applicazione:

Devi eseguire la migrazione di tutte le istruzioni SQL che utilizzi dal dialetto SQL di PostgreSQL al dialetto GoogleSQL.
Se utilizzi cursori, puoi rielaborare la query in modo da utilizzare offset e limiti.

Creare l'istanza di Spanner

Dopo aver aggiornato le istruzioni DDL in modo che siano conformi ai requisiti dello schema Spanner, utilizzale per creare il database in Spanner.

Crea un'istanza di Spanner. Segui le indicazioni in Istanze per determinare la configurazione regionale e la capacità di calcolo corrette per supportare obiettivi di rendimento.
Crea il database utilizzando la console Google Cloud oppure gcloud Strumento a riga di comando:

Console

Vai alla pagina Istanze
Fai clic sul nome dell'istanza in cui vuoi creare il database di esempio per aprire la pagina Dettagli istanza.
Fai clic su Crea database.
Digita un nome per il database e fai clic su Continua.
Nella sezione Definire lo schema del database, attiva/disattiva il controllo Modifica come testo.
Copia e incolla le istruzioni DDL nel campo Istruzioni DDL.
Fai clic su Crea.

gcloud

Installa gcloud CLI.

Usa il comando gcloud spanner databases create per crea il database:

gcloud spanner databases create DATABASE_NAME --instance=INSTANCE_NAME
--ddl='DDL1' --ddl='DDL2'

DATABASE_NAME è il nome del tuo database.
INSTANCE_NAME è l'istanza Spanner che hai creato.
DDLn sono le tue istruzioni DDL modificate.

Dopo aver creato il database, segui le istruzioni riportate in Applicare i ruoli IAM per creare account utente e concedere le autorizzazioni all'istanza e al database Spanner.

Esegui il refactoring dei livelli di accesso ai dati e alle applicazioni

Oltre al codice necessario per sostituire gli oggetti del database precedenti, devi aggiungere la logica dell'applicazione per gestire le seguenti funzionalità:

Hashing delle chiavi primarie per le scritture, per le tabelle con tassi di scrittura elevati per chiavi sequenziali.
Convalida dei dati non già coperti dai vincoli CHECK.
Controlli di integrità referenziali non ancora coperti da chiavi esterne, tabella interleaving o logica dell'applicazione, incluse le funzionalità gestite nello schema PostgreSQL.

Ti consigliamo di utilizzare la seguente procedura per il refactoring:

Trova tutto il codice dell'applicazione che accede al database e ristrutturalo in un unico modulo o libreria. In questo modo, sai esattamente quale codice accede al database e, di conseguenza, quale codice deve essere modificato.
Scrivi il codice che esegue letture e scritture sull'istanza Spanner, fornendo funzionalità parallele al codice originale che legge e scrive in PostgreSQL. Durante le scritture, aggiorna l'intera riga, non solo le colonne che sono state modificate, per assicurarti che i dati in Spanner siano identici a quelli in PostgreSQL.
Scrivi un codice che sostituisca la funzionalità degli oggetti di database e che non sono disponibili in Spanner.

Migrazione dei dati

Dopo aver creato il database Spanner e aver sottoposto a refactoring il codice dell'applicazione, puoi eseguire la migrazione dei dati a Spanner.

Utilizza PostgreSQL COPY per eseguire il dump dei dati in file .csv.
Carica i file .csv su Cloud Storage.
1. Crea un bucket Cloud Storage.
2. Nella console di Cloud Storage, fai clic sul nome del bucket per aprirlo nel browser del bucket.
3. Fai clic su Carica file.
4. Passa alla directory contenente i file .csv e selezionali.
5. Fai clic su Apri.
Crea un'applicazione per importare i dati in Spanner. Questa applicazione potrebbe utilizzare Dataflow o le librerie client direttamente. Assicurati di seguire le indicazioni in Best practice per il caricamento collettivo dei dati per ottenere con le migliori prestazioni.

Test

Testa tutte le funzioni dell'applicazione sull'istanza Spanner per verificare che funzionino come previsto. Esegui carichi di lavoro a livello di produzione per garantire il rendimento sia più adatto alle tue esigenze. Aggiornare la capacità di calcolo in base alle necessità per raggiungere i tuoi obiettivi di rendimento.

Passare al nuovo sistema

Dopo aver completato il test iniziale dell'applicazione, attiva il nuovo sistema utilizzando uno dei seguenti processi. La migrazione offline è il modo più semplice per eseguire la migrazione. Tuttavia, questo approccio rende l'applicazione non disponibile per un determinato periodo di tempo e non fornisce un percorso di rollback se in un secondo momento riscontri problemi con i dati. A eseguire una migrazione offline:

Elimina tutti i dati nel database Spanner.
Arresta l'applicazione che ha come target il database PostgreSQL.
Esporta tutti i dati dal database PostgreSQL e importali nel database Spanner come descritto in Eseguire la migrazione dei dati.
Avvia l'applicazione che ha come target il database Spanner.

La migrazione live è possibile e richiede modifiche significative all'applicazione per per supportare la migrazione.

Esempi di migrazione dello schema

Questi esempi mostrano le istruzioni CREATE TABLE per diverse tabelle in Database PostgreSQL di MusicBrainz schema. Ogni esempio include sia lo schema PostgreSQL sia lo schema Spanner.

tabella artist_credit

Versione PostgreSQL:

CREATE TABLE artist_credit (
  id SERIAL,
  name VARCHAR NOT NULL,
  artist_count SMALLINT NOT NULL,
  ref_count INTEGER DEFAULT 0,
  created TIMESTAMP WITH TIME ZONE DEFAULT NOW()
);

Versione Spanner:

CREATE TABLE artist_credit (
  hashed_id STRING(4),
  id INT64,
  name STRING(MAX) NOT NULL,
  artist_count INT64 NOT NULL,
  ref_count INT64,
  created TIMESTAMP OPTIONS (
     allow_commit_timestamp = true
  ),
) PRIMARY KEY(hashed_id, id);

tabella registrazione

Versione PostgreSQL:

CREATE TABLE recording (
  id SERIAL,
  gid UUID NOT NULL,
  name VARCHAR NOT NULL,
  artist_credit INTEGER NOT NULL, -- references artist_credit.id
  length INTEGER CHECK (length IS NULL OR length > 0),
  comment VARCHAR(255) NOT NULL DEFAULT '',
  edits_pending INTEGER NOT NULL DEFAULT 0 CHECK (edits_pending >= 0),
  last_updated TIMESTAMP WITH TIME ZONE DEFAULT NOW(),
  video BOOLEAN NOT NULL DEFAULT FALSE
);

Versione Spanner:

CREATE TABLE recording (
  hashed_id STRING(36),
  id INT64,
  gid STRING(36) NOT NULL,
  name STRING(MAX) NOT NULL,
  artist_credit_hid STRING(36) NOT NULL,
  artist_credit_id INT64 NOT NULL,
  length INT64,
  comment STRING(255) NOT NULL,
  edits_pending INT64 NOT NULL,
  last_updated TIMESTAMP OPTIONS (
     allow_commit_timestamp = true
  ),
  video BOOL NOT NULL,
) PRIMARY KEY(hashed_id, id);

tabella alias registrazione

Versione PostgreSQL:

CREATE TABLE recording_alias (
  id SERIAL, --PK
  recording INTEGER NOT NULL, -- references recording.id
  name VARCHAR NOT NULL,
  locale TEXT,
  edits_pending INTEGER NOT NULL DEFAULT 0 CHECK (edits_pending >=0),
  last_updated TIMESTAMP WITH TIME ZONE DEFAULT NOW(),
  type INTEGER, -- references recording_alias_type.id
  sort_name VARCHAR NOT NULL,
  begin_date_year SMALLINT,
  begin_date_month SMALLINT,
  begin_date_day SMALLINT,
  end_date_year SMALLINT,
  end_date_month SMALLINT,
  end_date_day SMALLINT,
  primary_for_locale BOOLEAN NOT NULL DEFAULT false,
  ended BOOLEAN NOT NULL DEFAULT FALSE
  -- CHECK constraint skipped for brevity
);

Versione Spanner:

CREATE TABLE recording_alias (
  hashed_id STRING(36)  NOT NULL,
  id INT64  NOT NULL,
  alias_id INT64,
  name STRING(MAX)  NOT NULL,
  locale STRING(MAX),
  edits_pending INT64  NOT NULL,
  last_updated TIMESTAMP NOT NULL OPTIONS (
     allow_commit_timestamp = true
  ),
  type INT64,
  sort_name STRING(MAX)  NOT NULL,
  begin_date_year INT64,
  begin_date_month INT64,
  begin_date_day INT64,
  end_date_year INT64,
  end_date_month INT64,
  end_date_day INT64,
  primary_for_locale BOOL NOT NULL,
  ended BOOL NOT NULL,
) PRIMARY KEY(hashed_id, id, alias_id),
 INTERLEAVE IN PARENT recording ON DELETE NO ACTION;