Lernziele
In dieser Anleitung werden Sie durch die folgenden Schritte mit dem Spanner-Datenbank-/SQL-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 derGoogle Cloud. Informationen zu den Kosten für die Verwendung von Spanner finden Sie unter Preise.
Hinweise
Führen Sie die unter Einrichten beschriebenen Schritte aus, die das Erstellen und Festlegen eines standardmäßigen Google Cloud-Projekts, das Aktivieren der Rechnungsstellung, das Aktivieren der Cloud Spanner API und das Einrichten von OAuth 2.0 umfassen, um Anmeldedaten für die Authentifizierung für die Verwendung der Cloud Spanner API zu erhalten.
Sie müssen insbesondere gcloud auth
application-default login
ausführen, um die lokale Entwicklungsumgebung mit Anmeldedaten für die Authentifizierung einzurichten.
Lokale Datenbank-/SQL-Umgebung vorbereiten
Laden Sie Go auf Ihren Entwicklungscomputer herunter und installieren Sie es, falls es noch nicht installiert ist.
Klonen Sie das Beispiel-Repository auf Ihren lokalen Computer:
git clone https://github.com/googleapis/go-sql-spanner.git
Wechseln Sie in das Verzeichnis, das den Spanner-Beispielcode enthält:
cd go-sql-spanner/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 database/sql.
Sehen Sie sich die Dateigetting_started_guide.go
genauer an. Darin wird die Verwendung von Spanner dargestellt. Der Code zeigt, wie eine neue Datenbank erstellt und verwendet wird. In den Daten wird das Beispielschema verwendet, das auf der Seite Schema und Datenmodell dargestellt ist.
Datenbank erstellen
gcloud spanner databases create example-db --instance=test-instance
Hier sollten Sie dies sehen:
Creating database...done.
Tabellen erstellen
Mit dem folgenden Code werden zwei Tabellen in der Datenbank erstellt.
Führen Sie das Beispiel mit dem folgenden Befehl aus:
go run getting_started_guide.go createtables projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
Im nächsten Schritt werden Daten in die Datenbank geschrieben.
Verbindung herstellen
Zum Ausführen von Lese- oder Schreibvorgängen müssen Sie einensql.DB
erstellen. sql.DB
enthält einen Verbindungspool, der für die Interaktion mit Spanner verwendet werden kann. Der Datenbankname und andere Verbindungseigenschaften werden im Namen der Datenbank-/SQL-Datenquelle angegeben.
Daten mit DML schreiben
Sie können Daten mit der Datenbearbeitungssprache (Data Manipulation Language, DML) in eine Lese-Schreib-Transaktion einfügen.
Für das Ausführen einer DML-Anweisung verwenden Sie die Funktion ExecContext
.
Führen Sie das Beispiel mit dem folgenden Befehl aus:
go run getting_started_guide.go dmlwrite projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
Das Ergebnis zeigt Folgendes:
4 records inserted.
Daten mit Mutationen schreiben
Sie können Daten auch mithilfe von Mutationen einfügen.
Eine Mutation
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 anwenden kann.
Verwenden Sie Mutation.InsertOrUpdate()
, um die Mutation INSERT_OR_UPDATE
zu erstellen. Damit wird eine neue Zeile hinzugefügt oder Spaltenwerte aktualisiert, falls die Zeile bereits vorhanden ist. Alternativ können Sie die Methode Mutation.Insert()
zum Erstellen der Mutation INSERT
verwenden, mit der eine neue Zeile hinzugefügt wird.
conn.Raw
, um einen Verweis auf die zugrunde liegende Spanner-Verbindung abzurufen. Mit der Funktion SpannerConn.Apply
werden Mutationen in kleinstmöglichen Schritten auf die Datenbank angewendet.
Der folgende Code zeigt, wie die Daten mithilfe von Mutationen geschrieben werden:
Führen Sie das folgende Beispiel mit dem Argument write
aus:
go run getting_started_guide.go write projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
Daten mit SQL abfragen
Spanner unterstützt eine SQL-Oberfläche zum Lesen von Daten, auf die Sie in der Befehlszeile mit der Google Cloud CLI oder programmatisch mit dem Spanner-Datenbank-/SQL-Treiber zugreifen können.
Über die Befehlszeile
Führen Sie die folgende SQL-Anweisung aus, damit Sie die Werte aller Spalten aus der Tabelle Albums
lesen können:
gcloud spanner databases execute-sql example-db --instance=test-instance \
--sql='SELECT SingerId, AlbumId, AlbumTitle FROM Albums'
Das Ergebnis sollte so aussehen:
SingerId AlbumId AlbumTitle
1 1 Total Junk
1 2 Go, Go, Go
2 1 Green
2 2 Forever Hold Your Peace
2 3 Terrified
Spanner-Datenbank-/SQL-Treiber verwenden
Als Alternative zum Ausführen einer SQL-Anweisung in der Befehlszeile können Sie die gleiche SQL-Anweisung programmgesteuert mithilfe des Spanner-Datenbank-/SQL-Treibers ausführen.
Die folgenden Funktionen und Strukturen werden zum Ausführen einer SQL-Abfrage verwendet:- Die Funktion
QueryContext
imDB
-Typ: Mit dieser Funktion können Sie eine SQL-Anweisung ausführen, die Zeilen zurückgibt, z. B. eine Abfrage oder eine DML-Anweisung mit einerTHEN RETURN
-Klausel. - Das
Rows
-Objekt: Mit diesem Objekt können Sie auf die von einer SQL-Anweisung zurückgegebenen Daten zugreifen.
Im folgenden Beispiel wird die QueryContext
-Funktion verwendet:
Führen Sie das Beispiel mit dem folgenden Befehl aus:
go run getting_started_guide.go query projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
Das Ergebnis zeigt Folgendes:
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.
Der Spanner-Datenbank-/SQL-Treiber unterstützt sowohl Positions- als auch benannte Abfrageparameter. Ein ?
in einer SQL-Anweisung gibt einen Positionsabfrageparameter an. Übergeben Sie die Werte der Abfrageparameter als zusätzliche Argumente an die Funktion QueryContext
. Beispiel:
Führen Sie das Beispiel mit dem folgenden Befehl aus:
go run getting_started_guide.go querywithparameter projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
Das Ergebnis zeigt Folgendes:
12 Melissa Garcia
Datenbankschema aktualisieren
Beispiel: Sie müssen eine neue Spalte namens MarketingBudget
zur Tabelle Albums
hinzufügen. Damit einer vorhandenen Tabelle eine neue Spalte hinzugefügt werden kann, muss das Datenbankschema aktualisiert werden. Spanner unterstützt Schemaaktualisierungen für Datenbanken, ohne dass die Traffic-Bereitstellung unterbrochen werden muss. Bei einer Schemaaktualisierung muss die Datenbank nicht offline geschaltet und es müssen keine ganzen Tabellen oder Spalten gesperrt werden. Sie können während der Aktualisierung weiter Daten in die Datenbank schreiben. Weitere Informationen zu unterstützten Schemaaktualisierungen und zur Leistung während der Schemaänderung finden Sie unter Schemaaktualisierungen vornehmen.
Spalte hinzufügen
Sie können eine Spalte in der Befehlszeile mithilfe der Google Cloud CLI oder programmatisch mithilfe des Spanner-Datenbank-/SQL-Treibers hinzufügen.
Über die Befehlszeile
Verwenden Sie den folgenden Befehl ALTER TABLE
, um die neue Spalte zur Tabelle hinzuzufügen:
gcloud spanner databases ddl update example-db --instance=test-instance \
--ddl='ALTER TABLE Albums ADD COLUMN MarketingBudget INT64'
Hier sollten Sie dies sehen:
Schema updating...done.
Spanner-Datenbank-/SQL-Treiber verwenden
Verwenden Sie die FunktionExecContext
, um das Schema zu ändern:
Führen Sie das Beispiel mit dem folgenden Befehl aus:
go run getting_started_guide.go addcolumn projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
Das Ergebnis zeigt Folgendes:
Added MarketingBudget column.
DDL-Batch ausführen
Wir empfehlen, mehrere Schemaänderungen in einem Batch auszuführen. Verwenden Sie die Befehle START BATCH DDL
und RUN BATCH
, um einen DDL-Batch auszuführen. Im folgenden Beispiel werden zwei Tabellen in einem Batch erstellt:
Führen Sie das Beispiel mit dem folgenden Befehl aus:
go run getting_started_guide.go ddlbatch projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
Das Ergebnis zeigt Folgendes:
Added Venues and Concerts tables.
Daten in die neue Spalte schreiben
Mit dem folgenden Code werden Daten in die neue Spalte geschrieben. Er legt für MarketingBudget
den Wert 100000
für den Zeilenschlüssel fest, der durch Albums(1, 1)
angegeben wird, und er legt 500000
für den Zeilenschlüssel fest, der durch Albums(2, 2)
angegeben wird.
Führen Sie das Beispiel mit dem folgenden Befehl aus:
go run getting_started_guide.go update projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
Das Ergebnis zeigt Folgendes:
Updated 2 albums
Sie können auch eine SQL-Abfrage ausführen, um die Werte abzurufen, die Sie gerade geschrieben haben.
Im folgenden Beispiel wird die QueryContext
-Funktion verwendet, um eine Abfrage auszuführen:
Führen Sie zum Ausführen dieser Abfrage den folgenden Befehl aus:
go run getting_started_guide.go querymarketingbudget projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
Hier sollten Sie dies sehen:
1 1 100000
1 2 null
2 1 null
2 2 500000
2 3 null
Daten aktualisieren
Sie können Daten mit DML in einer Lese-Schreib-Transaktion aktualisieren.
Rufen Sie DB.BeginTx
auf, um Lese-/Schreibtransaktionen in database/sql auszuführen.
Führen Sie das Beispiel mit dem folgenden Befehl aus:
go run getting_started_guide.go writewithtransactionusingdml projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
Transaktions- und Anfrage-Tags
Verwenden Sie Transaktions- und Anfrage-Tags, um Probleme mit Transaktionen und Abfragen in Spanner zu beheben. Du kannst der spannerdriver.BeginReadWriteTransaction
-Funktion zusätzliche Transaktionsoptionen übergeben.
Verwenden Sie spannerdriver.ExecOptions
, um zusätzliche Abfrageoptionen für eine SQL-Anweisung zu übergeben. Beispiel:
Führen Sie das Beispiel mit dem folgenden Befehl aus:
go run getting_started_guide.go tags projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
Daten mit schreibgeschützten Transaktionen abrufen
Angenommen, Sie möchten mehr als einen Lesevorgang mit demselben Zeitstempel ausführen. Bei schreibgeschützten Transaktionen wird ein gleichbleibendes Präfix des Commit-Verlaufs der Transaktionen beibehalten, damit die Anwendung immer konsistente Daten erhält.
Setzen Sie das Feld TxOptions.ReadOnly
auf true
, um eine schreibgeschützte Transaktion auszuführen.
So werden eine Abfrage und ein Lesevorgang in derselben schreibgeschützten Transaktion ausgeführt:
Führen Sie das Beispiel mit dem folgenden Befehl aus:
go run getting_started_guide.go readonlytransaction projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
Das Ergebnis zeigt Folgendes:
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 standardmäßige query 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.
Im folgenden Beispiel wird gezeigt, wie eine partitionierte Abfrage mit Data Boost mit dem database/sql-Treiber ausgeführt wird:
Führen Sie das Beispiel mit dem folgenden Befehl aus:
go run getting_started_guide.go databoost projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
Partitionierte DML
Die partitionierte Datenbearbeitungssprache (DML) wurde für die folgenden Arten von Bulk-Aktualisierungen und -Löschvorgängen entwickelt:
- Regelmäßige und automatische Speicherbereinigungsvorgänge.
- Backfilling neuer Spalten mit Standardwerten.
Führen Sie das Beispiel mit dem folgenden Befehl aus:
go run getting_started_guide.go pdml projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
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
Google Cloud Console verwenden
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
Google Cloud Console verwenden
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 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.