目標
本教學課程將逐步引導您使用 Spanner 資料庫/SQL 驅動程式完成下列步驟:
- 建立 Spanner 執行個體和資料庫。
- 對資料庫中的資料進行寫入和讀取,以及執行 SQL 查詢。
- 更新資料庫結構定義。
- 使用讀取/寫入交易來更新資料。
- 將次要索引新增至資料庫。
- 使用索引對資料執行讀取作業和 SQL 查詢。
- 使用唯讀交易擷取資料。
費用
本教學課程使用 Spanner,這是Google Cloud的計費元件。如要瞭解 Spanner 的使用費用,請參閱「定價」一文。
事前準備
完成「設定」一文中說明的步驟,包含建立與設定預設的 Google Cloud 專案、啟用計費功能、啟用 Cloud Spanner API 和設定 OAuth 2.0 以取得使用 Cloud Spanner API 的驗證憑證。
特別提醒您,請務必執行 gcloud auth
application-default login
來設定本機開發環境的驗證憑證。
準備本機資料庫/SQL 環境
如果開發電腦尚未安裝 Go,請下載並安裝。
將範例存放區複製到本機電腦中:
git clone https://github.com/googleapis/go-sql-spanner.git
變更為包含 Spanner 範例程式碼的目錄:
cd go-sql-spanner/snippets
建立執行個體
首次使用 Spanner 時,您必須建立執行個體,這是 Spanner 資料庫會使用的資源分配單位。建立執行個體時,請選擇「執行個體設定」以決定資料儲存的位置,再選擇要使用的節點數量以決定執行個體的服務和儲存空間資源量。
執行下列指令,在 us-central1
地區使用 1 個節點建立 Spanner 執行個體:
gcloud spanner instances create test-instance --config=regional-us-central1 \
--description="Test Instance" --nodes=1
請注意,如此將建立具備下列特性的執行個體:
- 執行個體 ID
test-instance
- 顯示名稱
Test Instance
- 執行個體設定
regional-us-central1
(地區設定會將資料儲存在一個地區,而多地區設定則會讓資料散佈在多個地區。詳情請參閱「關於執行個體」一文。 - 節點數量 1 (
node_count
與執行個體中的資料庫可用的服務和儲存空間資源數量相對應。詳情請參閱「節點和處理單元」一節)。
畫面上會顯示下列訊息:
Creating instance...done.
瀏覽範例檔案
範例存放區中有一項範例,說明如何搭配資料庫/SQL 使用 Spanner。
請查看getting_started_guide.go
檔案,瞭解如何使用 Spanner。該檔案中的程式碼會顯示如何建立及使用新資料庫。這份資料會使用結構定義與資料模型頁面中顯示的範例結構定義。建立資料庫
gcloud spanner databases create example-db --instance=test-instance
畫面上會顯示下列訊息:
Creating database...done.
製作表格
以下程式碼會在資料庫中建立兩個資料表。
使用下列指令執行範例:
go run getting_started_guide.go createtables projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
下一個步驟是將資料寫入資料庫。
建立連線
您必須先建立sql.DB
,才能執行讀取或寫入作業。sql.DB
包含可用於與 Spanner 互動的連線集區。資料庫名稱和其他連線屬性會在資料庫/SQL 資料來源名稱中指定。
使用 DML 寫入資料
您可以使用資料操縱語言 (DML) 在讀寫交易中插入資料。
您可以使用 ExecContext
函式執行 DML 陳述式。
使用下列指令執行範例:
go run getting_started_guide.go dmlwrite projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
結果顯示:
4 records inserted.
使用變異寫入資料
您也可以使用變異來插入資料。
Mutation
是變異作業的容器。Mutation
代表一系列的插入、更新和刪除作業,Spanner 會以整體化的方式,將這些作業套用到 Spanner 資料庫中不同的資料列和資料表。
使用 Mutation.InsertOrUpdate()
建構 INSERT_OR_UPDATE
變異,這個方法會新增資料列,或更新已存在的資料列的資料欄值。或者,您也可以使用 Mutation.Insert()
方法建構 INSERT
變異,以便新增資料列。
conn.Raw
函式取得底層 Spanner 連線的參照。SpannerConn.Apply
函式會以不可分割的形式將變異套用到資料庫。
以下程式碼顯示如何使用變異寫入資料:
使用 write
引數執行以下範例:
go run getting_started_guide.go write projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
使用 SQL 查詢資料
Spanner 支援可用於讀取資料的 SQL 介面。您可以透過 Google Cloud CLI 在指令列上存取這個介面,也可以透過程式輔助方式使用 Spanner 資料庫/SQL 驅動程式存取這個介面。
使用指令列
執行下列 SQL 陳述式,從 Albums
資料表讀取所有資料欄的值:
gcloud spanner databases execute-sql example-db --instance=test-instance \
--sql='SELECT SingerId, AlbumId, AlbumTitle FROM Albums'
結果應為:
SingerId AlbumId AlbumTitle
1 1 Total Junk
1 2 Go, Go, Go
2 1 Green
2 2 Forever Hold Your Peace
2 3 Terrified
使用 Spanner 資料庫/SQL 驅動程式
除了在指令列上執行 SQL 陳述式外,您也可以使用 Spanner 資料庫/SQL 驅動程式,以程式輔助方式發出相同的 SQL 陳述式。
您可以使用下列函式和結構體執行 SQL 查詢:DB
結構體中的QueryContext
函式:使用此函式執行會傳回資料列的 SQL 陳述式,例如含有THEN RETURN
子句的查詢或 DML 陳述式。Rows
結構體:使用這個結構體存取 SQL 陳述式傳回的資料。
以下範例使用 QueryContext
函式:
使用下列指令執行���例:
go run getting_started_guide.go query projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
結果顯示:
1 1 Total Junk
1 2 Go, Go, Go
2 1 Green
2 2 Forever Hold Your Peace
2 3 Terrified
使用 SQL 參數執行查詢
如果應用程式有經常執行的查詢,您可以透過參數化來提升效能。系統可快取並重新使用產生的參數查詢,減少編譯的成本。詳情請參閱「使用查詢參數,針對經常執行的查詢加快速度」。
以下範例說明如何在 WHERE
子句中使用參數,查詢包含 LastName
特定值的記錄。
Spanner 資料庫/SQL 驅動程式支援位置和命名的查詢參數。SQL 陳述式中的 ?
表示位置查詢參數。將查詢參數值做為額外引數傳遞至 QueryContext
函式。例如:
使用下列指令執行範例:
go run getting_started_guide.go querywithparameter projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
結果顯示:
12 Melissa Garcia
更新資料庫結構定義
假設您需要新增名稱為 MarketingBudget
的新資料欄到 Albums
資料表,必須先更新資料庫結構定義,才能新增新資料欄到現有的資料表。Spanner 可在資料庫持續處理流量時,支援資料庫的結構定義更新作業。結構定義更新作業不需要讓資料庫離線,也不會鎖定整個資料表或資料欄;您可以在結構定義更新期間持續將資料���入資料庫。詳情請參閱進行結構定義更新一文中支援的結構定義更新和結構定義變更效能。
新增資料欄
您可以使用 Google Cloud CLI 在指令列上新增資料欄,或是使用程式輔助方式透過 Spanner 資料庫/SQL 驅動程式新增資料欄。
使用指令列
使用下列 ALTER TABLE
指令,在資料表中新增資料欄:
gcloud spanner databases ddl update example-db --instance=test-instance \
--ddl='ALTER TABLE Albums ADD COLUMN MarketingBudget INT64'
畫面上會顯示下列訊息:
Schema updating...done.
使用 Spanner 資料庫/SQL 驅動程式
使用ExecContext
函式修改結構定義:
使用下列指令執行範例:
go run getting_started_guide.go addcolumn projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
結果顯示:
Added MarketingBudget column.
執行 DDL 批次
建議您一次執行多項結構定義修改作業。使用 START BATCH DDL
和 RUN BATCH
指令執行 DDL 批次。以下範例會在一個批次中建立兩個資料表:
使用下列指令執行範例:
go run getting_started_guide.go ddlbatch projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
結果顯示:
Added Venues and Concerts tables.
寫入資料到新資料欄
以下程式碼會將資料寫入新資料欄,並在 Albums(1, 1)
和 Albums(2, 2)
這兩個索引鍵表示的資料列中將 MarketingBudget
分別設為 100000
和 500000
。
使用下列指令執行範例:
go run getting_started_guide.go update projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
結果顯示:
Updated 2 albums
您也可以執行 SQL 查詢,藉此擷取剛寫入的值。
以下範例使用 QueryContext
函式執行查詢:
如要執行這項查詢,請執行下列指令:
go run getting_started_guide.go querymarketingbudget projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
畫面上會顯示下列訊息:
1 1 100000
1 2 null
2 1 null
2 2 500000
2 3 null
更新資料
您可以在讀寫交易中使用 DML 來更新資料。
呼叫 DB.BeginTx
即可在資料庫/SQL 中執行讀寫交易。
使用下列指令執行範例:
go run getting_started_guide.go writewithtransactionusingdml projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
交易標記和要求標記
使用交易標記和要求標記排解 Spanner 中的交易和查詢問題。您可以將其他交易選項傳遞至 spannerdriver.BeginReadWriteTransaction
函式。
使用 spannerdriver.ExecOptions
傳遞 SQL 陳述式的其他查詢選項。例如:
使用下列指令執行範例:
go run getting_started_guide.go tags projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
使用唯讀交易擷取資料
假設您想要在相同時間戳記執行一次以上的讀取作業。唯讀交易會觀察出交易修訂記錄中一致的前置字串,讓應用程式取得的資料始終保持一致。將 TxOptions.ReadOnly
欄位設為 true
,即可執行唯讀交易。
以下顯示如何執行查詢,並在同一個唯讀交易中執行讀取作業:
使用下列指令執行範例:
go run getting_started_guide.go readonlytransaction projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
結果顯示:
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
分區查詢和 Data Boost
partitionQuery
API 會將查詢分成較小的片段 (稱為「分區」),並使用多部機器平行擷取分區。每個分區都會由分區權杖識別。partitionQuery API 的延遲時間比標準 query API 還要長,因為它只適用於匯出或掃描整個資料庫等大量作業。
Data Boost 可讓您執行分析查詢和資料匯出作業,對已佈建 Spanner 執行個體的現有工作負載幾乎不會造成影響。Data Boost 僅支援分區查詢。
以下範例說明如何使用資料庫/SQL 驅動程式搭配 Data Boost 執行分割查詢:
使用下列指令執行範例:
go run getting_started_guide.go databoost projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
分區 DML
分區資料操縱語言 (DML) 是專為下列類型的大量更新和刪除作業而設計:
- 定期清理和垃圾收集。
- 對具有預設值的新資料欄進行補充作業。
使用下列指令執行範例:
go run getting_started_guide.go pdml projects/$GCLOUD_PROJECT/instances/test-instance/databases/example-db
清除所用資源
如要避免系統向您的 Cloud Billing 帳戶收取您在本教學課程中所用資源的額外費用,請捨棄資料庫並刪除您建立的執行個體。
刪除資料庫
您刪除執行個體時,也會自動刪除其中所有資料庫。這個步驟將示範如何在保留執行個體的情況下刪除資料庫 (您仍須支付執行個體費用)。
使用指令列
gcloud spanner databases delete example-db --instance=test-instance
使用 Google Cloud 主控台
前往 Google Cloud 控制台的「Spanner 執行個體」頁面。
點選執行個體。
點選您要刪除的資料庫。
在「Database details」(資料庫詳細資料) 頁面,按一下 [Delete] (刪除)。
確認您要刪除資料庫,然後按一下 [Delete] (刪除)。
刪除執行個體
您刪除執行個體時,也會自動捨棄您在其中建立的所有資料庫。
使用指令列
gcloud spanner instances delete test-instance
使用 Google Cloud 主控台
前往 Google Cloud 控制台的「Spanner 執行個體」頁面。
點選執行個體。
按一下 [Delete] (刪除)。
確認您要刪除執行個體,然後按一下 [Delete] (刪除)。
後續步驟
瞭解如何透過虛擬機器執行個體存取 Spanner。
請參閱「使用用戶端程式庫驗證 Cloud 服務」一文,進一步瞭解授權和驗證憑證。
進一步瞭解 Spanner 的結構定義設計最佳做法。