使用 GoogleSQL for Bigtable 開發應用程式

您可以使用 Bigtable 適用的 GoogleSQL，從應用程式執行查詢，將運算函式卸載至 Bigtable。這樣一來，用戶端處理作業的需求就會減少。GoogleSQL 是符合 ANSI 標準的結構化查詢語言，適用於 Bigtable 和其他 Google Cloud 服務。如要進一步瞭解 GoogleSQL for Bigtable 的其他用途，請參閱 GoogleSQL for Bigtable 總覽。

事前準備

請確認您已具備以下條件：

範例情境

本指南中的範例使用範例 weather-data 表格，您可以透過Google Cloud 控制台的免費試用執行個體存取該表格。假設資料表儲存來自不同氣象站的資訊，這些氣象站以 station_id 識別。每個測站都會在名為「temp_f」的資料欄中，以華氏溫度記錄溫度。您可以使用 SQL 查詢，直接在 Bigtable 中將這些溫度轉換為攝氏溫度，然後將結果傳回應用程式，不必在應用程式中計算溫度。如要進一步瞭解如何查詢天氣資料表，請參閱「查詢範例資料」。

最佳做法

如要提升效能及資源用量，開發應用程式時請考慮下列最佳做法：

  • 重複使用用戶端：為應用程式建立單一 BigtableDataClient。用戶端會處理 gRPC 管道管理作業，並專為高並行設計。建議您在應用程式啟動後建立這個用戶端一次，然後重複用於每個查詢。
  • 使用參數化查詢：使用 PreparedStatement 將查詢邏輯與資料值分開。這可讓 Bigtable 快取執行計畫，並防止 SQL 注入。
  • 重複使用預先準備好的陳述式：每個 SQL 字串只呼叫 PreparedStatement 一次。在多個要求中儲存及重複使用陳述式。

建立 Bigtable 用戶端

如要處理應用程式與 Bigtable 之間的連線，請建立 BigtableDataClient。以下範例說明如何在應用程式中共用單一用戶端例項，有效管理連線：

BigtableDataSettings settings = BigtableDataSettings.newBuilder()
    .setProject(PROJECT_ID)
    .setInstance(INSTANCE_ID)
    .build();

// The client is thread-safe and should be reused.
try (BigtableDataClient dataClient = BigtableDataClient.create(settings)) {
    System.out.println("Connected to: " + INSTANCE_ID);
}

準備查詢

建議您使用參數化查詢，而非直接將資料放入 SQL 字串。在 Bigtable 的 GoogleSQL 中，參數化查詢等同於預先準備的陳述式。這樣一來，您就能將查詢邏輯與資料值分開。

以下範例說明如何使用參數預留位置 (例如 @sid) 定義 GoogleSQL 查詢。然後指定 SQL 字串和每個參數的型別，建立 PreparedStatement，以便下次更快執行查詢：

Map<String, SqlType<?>> paramTypes = new HashMap<>();
paramTypes.put("sid", SqlType.string());

String sql = "SELECT " +
             "ROUND((CAST(CAST(weather['temp_f'] AS STRING) AS INT64) - 32) * 5 / 9, 2) AS temp_celsius " +
             "FROM " + TABLE_NAME + " WHERE station_id = @sid LIMIT 1";

// Create and reuse the PreparedStatement.
PreparedStatement preparedStatement = dataClient.prepareStatement(sql, paramTypes);

執行查詢

提供參數值並執行查詢。以下範例說明如何使用 PreparedStatement 將值繫結至參數，以建立 BoundStatement。接著執行查詢，並逐一查看結果，列印 ResultSet，也就是攝氏溫度：

BoundStatement boundStatement = preparedStatement.bind()
    .setStringParam("sid", stationId)
    .build();

try (ResultSet resultSet = dataClient.executeQuery(boundStatement)) {
    while (resultSet.next()) {
        System.out.println("Temp: " + resultSet.getDouble("temp_celsius"));
    }
}

檢查資料結構

開發或探索 SQL 時，建議您探索與資料表相關聯的中繼資料，瞭解資料結構。由於 Bigtable 具有彈性結構定義，如果您使用 SELECT * 查詢，查詢結果可能會因資料而異。因此建議您不要在正式環境應用程式中使用 SELECT * 查詢。

以下範例會查看結果集的中繼資料 (例如資料欄名稱和類型)，然後將這些資料傳回給用戶端，與資料無關。這樣一來，您就能先取得資料欄資訊，然後建立應用程式中處理資料所需的資料結構。

ResultSetMetadata metadata = resultSet.getMetadata();
System.out.print("Columns: ");
metadata.getColumnsList().forEach(col -> System.out.print(col.getName() + " "));
System.out.println();

使用資料欄系列

Bigtable 會將資料儲存在資料欄系列中。GoogleSQL 會將這些系列傳回為名稱和值的清單，也就是資料欄限定符和值的對應。讀取資料欄系列時，Bigtable 會傳回 SqlType.Map 型別。從具有記錄的資料表讀取資料欄系列時 (例如 SELECT column FROM my_table(with_history=>true))，Bigtable 會傳回 SqlType.historicalMap() 型別，這是資料欄限定符的地圖，以及儲存格時間戳記和值的陣列。如需更多 SqlType 類型範例，請參閱 SqlType。

下列範例說明如何一次取得整組資料欄，而非一次取得一個資料欄。程式碼會將資料欄系列儲存在對應中，方便您逐一查看所有名稱和值：

Map<String, SqlType<?>> paramTypes = new HashMap<>();
paramTypes.put("keyPrefix", SqlType.bytes());
String sql = String.format("SELECT weather FROM %s WHERE STARTS_WITH(_key, @keyPrefix)", TABLE_NAME);
PreparedStatement preparedStatement = dataClient.prepareStatement(sql, paramTypes);
BoundStatement boundStatement = preparedStatement.bind()
   .setBytesParam("keyPrefix", ByteString.copyFromUtf8(key))
   .build();


try (ResultSet resultSet = dataClient.executeQuery(boundStatement)) {
   while (resultSet.next()) {
     SqlType.Map<ByteString, ByteString> mapType = SqlType.mapOf(SqlType.bytes(), SqlType.bytes());
     Map<ByteString, ByteString> weatherValues = resultSet.getMap("weather", mapType);
     for (Map.Entry<ByteString, ByteString> entry : weatherValues.entrySet()) {
       System.out.printf("%s = %s\n",
         entry.getKey().toStringUtf8(),
         entry.getValue().toStringUtf8());
   }
 }
}

後續步驟