תחילת העבודה עם Spanner ב-C#‎

מטרות

במדריך הזה נסביר איך לבצע את השלבים הבאים באמצעות ספריית הלקוח Spanner ל-C#:

  • יוצרים מכונה ומסד נתונים ב-Spanner.
  • לכתוב, לקרוא ולהריץ שאילתות SQL על נתונים במסד הנתונים.
  • מעדכנים את הסכימה של מסד הנתונים.
  • עדכון נתונים באמצעות טרנזקציה של קריאה וכתיבה.
  • מוסיפים אינדקס משני למסד הנתונים.
  • השימוש באינדקס מאפשר לקרוא ולהריץ שאילתות SQL על נתונים.
  • אחזור נתונים באמצעות טרנזקציה לקריאה בלבד.

עלויות

במדריך הזה נעשה שימוש ב-Spanner, שהוא רכיב בתשלום שלGoogle Cloud. מידע על עלות השימוש ב-Spanner מופיע בקטע תמחור.

לפני שמתחילים

צריך לבצע את השלבים שמפורטים במאמר הגדרה, שכוללים יצירה והגדרה של פרויקט ברירת מחדל Google Cloud , הפעלת החיוב, הפעלת Cloud Spanner API והגדרת OAuth 2.0 כדי לקבל אישורי אימות לשימוש ב-Cloud Spanner API.

בפרט, חשוב להריץ את הפקודה gcloud auth application-default login כדי להגדיר את סביבת הפיתוח המקומית עם פרטי אימות.

הכנת סביבת C# ‎ מקומית

  1. מגדירים את משתנה הסביבה PROJECT_ID למזהה הפרויקט ב- Google Cloud .

    1. קודם כול, מגדירים את PROJECT_ID לסשן הנוכחי של PowerShell:

      $env:PROJECT_ID = "MY_PROJECT_ID"
    2. לאחר מכן, מגדירים את PROJECT_ID לכל התהליכים שנוצרו אחרי הפקודה הזו:

      [Environment]::SetEnvironmentVariable("PROJECT_ID", "MY_PROJECT_ID", "User")
  2. מורידים את פרטי הכניסה.

    1. נכנסים לדף Credentials במסוף Google Cloud .

      לדף Credentials

    2. לוחצים על Create credentials ובוחרים באפשרות Service account key.

    3. בקטע 'חשבון שירות', בוחרים באפשרות חשבון שירות ברירת המחדל של Compute Engine, ומשאירים את האפשרות JSON מסומנת בקטע 'סוג המפתח'. לוחצים על יצירה. קובץ JSON יורד למחשב.

  3. מגדירים פרטי כניסה. כדי להגדיר את GOOGLE_APPLICATION_CREDENTIALS כך שיצביע על מפתח ה-JSON של קובץ בשם FILENAME.json בספריית ההורדות של CURRENT_USER, שנמצא בכונן C, מריצים את הפקודות הבאות:

    1. קודם כול, כדי להגדיר את GOOGLE_APPLICATION_CREDENTIALS עבור סשן PowerShell הזה:

      $env:GOOGLE_APPLICATION_CREDENTIALS = "C:\Users\CURRENT_USER\Downloads\FILENAME.json"
    2. לאחר מכן, כדי להגדיר את GOOGLE_APPLICATION_CREDENTIALS לכל התהליכים שנוצרו אחרי הפקודה הזו:

      [Environment]::SetEnvironmentVariable("GOOGLE_APPLICATION_CREDENTIALS", "C:\Users\CURRENT_USER\Downloads\FILENAME.json", "User")
  4. משכפלים את מאגר האפליקציה לדוגמה ומעבירים אותו למכונה המקומית:

    git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/dotnet-docs-samples
    

    אפשרות נוספת היא להוריד את הדוגמה כקובץ ZIP ולחלץ אותה.

  5. פותחים את Spanner.sln, שנמצא בספרייה dotnet-docs-samples\spanner\api של המאגר שהורדתם, באמצעות Visual Studio 2017 ואילך, ואז בונים אותו.

  6. עוברים לספרייה במאגר שהורדתם שמכילה את האפליקציה שעברה קומפילציה. לדוגמה:

    cd dotnet-docs-samples\spanner\api\Spanner
    

יצירת מופע

בפעם הראשונה שמשתמשים ב-Spanner, צריך ליצור מופע, שהוא הקצאה של משאבים שמשמשים מסדי נתונים של Spanner. כשיוצרים מופע, בוחרים הגדרת מופע, שקובעת איפה הנתונים מאוחסנים, וגם את מספר הצמתים לשימוש, שקובע את כמות משאבי ההגשה והאחסון במופע.

במאמר יצירת מכונה מוסבר איך ליצור מכונת Spanner באמצעות אחת מהשיטות הבאות. אפשר לתת למופע שם test-instance כדי להשתמש בו עם נושאים אחרים במסמך הזה שמפנים למופע בשם test-instance.

  • ‫Google Cloud CLI
  • מסוף Google Cloud
  • ספריית לקוח (C++‎,‏ C#‎,‏ Go,‏ Java,‏ Node.js,‏ PHP,‏ Python או Ruby)

עיון בקבצים לדוגמה

מאגר הדוגמאות מכיל דוגמה שמראה איך להשתמש ב-Spanner עם C#.

אפשר לעיין במאגר Spanner .NET ב-GitHub כדי לראות איך יוצרים מסד נתונים ומשנים סכימת מסד נתונים. הנתונים משתמשים בסכימה לדוגמה שמוצגת בדף סכימה ומודל נתונים.

יצירת מסד נתונים

הפרטים שמוצגים הם:

הקוד הבא יוצר מסד נתונים ושתי טבלאות במסד הנתונים.

GoogleSQL


using Google.Cloud.Spanner.Data;
using System.Threading.Tasks;

public class CreateDatabaseAsyncSample
{
    public async Task CreateDatabaseAsync(string projectId, string instanceId, string databaseId)
    {
        string connectionString = $"Data Source=projects/{projectId}/instances/{instanceId}";

        using var connection = new SpannerConnection(connectionString);
        var createDatabase = $"CREATE DATABASE `{databaseId}`";
        // Define create table statement for table #1.
        var createSingersTable =
            @"CREATE TABLE Singers (
                SingerId INT64 NOT NULL,
                FirstName STRING(1024),
                LastName STRING(1024),
                ComposerInfo BYTES(MAX),
                FullName STRING(2048) AS (ARRAY_TO_STRING([FirstName, LastName], "" "")) STORED
            ) PRIMARY KEY (SingerId)";
        // Define create table statement for table #2.
        var createAlbumsTable =
            @"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";

        using var createDbCommand = connection.CreateDdlCommand(createDatabase, createSingersTable, createAlbumsTable);
        await createDbCommand.ExecuteNonQueryAsync();
    }
}

PostgreSQL


using Google.Cloud.Spanner.Admin.Database.V1;
using Google.Cloud.Spanner.Common.V1;
using System;
using System.Threading.Tasks;

public class CreateDatabaseAsyncPostgresSample
{
    public async Task CreateDatabaseAsyncPostgres(string projectId, string instanceId, string databaseId)
    {
        DatabaseAdminClient databaseAdminClient = await DatabaseAdminClient.CreateAsync();

        // Create the CreateDatabaseRequest with PostgreSQL dialect and execute it.
        // There cannot be Extra DDL statements while creating PostgreSQL.
        var createDatabaseRequest = new CreateDatabaseRequest
        {
            ParentAsInstanceName = InstanceName.FromProjectInstance(projectId, instanceId),
            CreateStatement = $"CREATE DATABASE \"{databaseId}\"",
            DatabaseDialect = DatabaseDialect.Postgresql
        };

        var createOperation = await databaseAdminClient.CreateDatabaseAsync(createDatabaseRequest);

        // Wait until the operation has finished.
        Console.WriteLine("Waiting for the database to be created.");
        var completedResponse = await createOperation.PollUntilCompletedAsync();
        if (completedResponse.IsFaulted)
        {
            Console.WriteLine($"Error while creating PostgreSQL database: {completedResponse.Exception}");
            throw completedResponse.Exception;
        }

        // PostgreSQL Database is created. Now, we can create the tables.
        // Define create table statement for table #1 in PostgreSQL syntax.
        var createSingersTable = @"CREATE TABLE Singers (
            SingerId bigint NOT NULL PRIMARY KEY,
            FirstName varchar(1024),
            LastName varchar(1024),
            Rating numeric,
            SingerInfo bytea,
            FullName character varying(2048) GENERATED ALWAYS AS (FirstName || ' ' || LastName) STORED)";

        // Define create table statement for table #2 in PostgreSQL syntax.
        var createAlbumsTable = @"CREATE TABLE Albums (
            AlbumId bigint NOT NULL PRIMARY KEY,
            SingerId bigint NOT NULL REFERENCES Singers (SingerId),
            AlbumTitle text,
            MarketingBudget BIGINT)";

        DatabaseName databaseName = DatabaseName.FromProjectInstanceDatabase(projectId, instanceId, databaseId);

        // Create UpdateDatabaseRequest to create the tables. 
        var updateDatabaseRequest = new UpdateDatabaseDdlRequest
        {
            DatabaseAsDatabaseName = databaseName,
            Statements = { createSingersTable, createAlbumsTable }
        };

        var updateOperation = await databaseAdminClient.UpdateDatabaseDdlAsync(updateDatabaseRequest);
        // Wait until the operation has finished.
        Console.WriteLine("Waiting for the tables to be created.");
        var updateResponse = await updateOperation.PollUntilCompletedAsync();
        if (updateResponse.IsFaulted)
        {
            Console.WriteLine($"Error while updating database: {updateResponse.Exception}");
            throw updateResponse.Exception;
        }
    }
}

השלב הבא הוא כתיבת נתונים למסד הנתונים.

יצירת לקוח מסד נתונים

לפני שתוכלו לבצע פעולות קריאה או כתיבה, תצטרכו ליצור SpannerConnection:


using Google.Cloud.Spanner.Data;
using System;
using System.Threading.Tasks;

namespace GoogleCloudSamples.Spanner
{
    public class QuickStart
    {
        static async Task MainAsync()
        {
            string projectId = "YOUR-PROJECT-ID";
            string instanceId = "my-instance";
            string databaseId = "my-database";
            string connectionString =
                $"Data Source=projects/{projectId}/instances/{instanceId}/"
                + $"databases/{databaseId}";
            // Create connection to Cloud Spanner.
            using (var connection = new SpannerConnection(connectionString))
            {
                // Execute a simple SQL statement.
                var cmd = connection.CreateSelectCommand(
                    @"SELECT ""Hello World"" as test");
                using (var reader = await cmd.ExecuteReaderAsync())
                {
                    while (await reader.ReadAsync())
                    {
                        Console.WriteLine(
                            reader.GetFieldValue<string>("test"));
                    }
                }
            }
        }
        public static void Main(string[] args)
        {
            MainAsync().Wait();
        }
    }
}

אפשר לחשוב על SpannerConnection כעל חיבור למסד נתונים: כל האינטראקציות עם Spanner חייבות לעבור דרך SpannerConnection.

מידע נוסף זמין במאמר בנושא SpannerConnection.

כתיבת נתונים באמצעות DML

אפשר להוסיף נתונים באמצעות שפת טיפול בנתונים (DML) בעסקת קריאה-כתיבה.

משתמשים ב-ExecuteNonQueryAsync() method כדי להריץ פקודת DML.


using Google.Cloud.Spanner.Data;
using System;
using System.Threading.Tasks;

public class WriteUsingDmlCoreAsyncSample
{
    public async Task<int> WriteUsingDmlCoreAsync(string projectId, string instanceId, string databaseId)
    {
        string connectionString = $"Data Source=projects/{projectId}/instances/{instanceId}/databases/{databaseId}";

        using var connection = new SpannerConnection(connectionString);
        await connection.OpenAsync();

        SpannerCommand cmd = connection.CreateDmlCommand(
            "INSERT Singers (SingerId, FirstName, LastName) VALUES "
               + "(12, 'Melissa', 'Garcia'), "
               + "(13, 'Russell', 'Morales'), "
               + "(14, 'Jacqueline', 'Long'), "
               + "(15, 'Dylan', 'Shaw')");
        int rowCount = await cmd.ExecuteNonQueryAsync();

        Console.WriteLine($"{rowCount} row(s) inserted...");
        return rowCount;
    }
}

מריצים את הדוגמה באמצעות הארגומנט writeUsingDml.

dotnet run writeUsingDml $env:PROJECT_ID test-instance example-db

הפרטים שמוצגים הם:

4 row(s) inserted...

כתיבת נתונים באמצעות מוטציות

אפשר גם להוסיף נתונים באמצעות מוטציות.

אפשר להוסיף נתונים באמצעות השיטה connection.CreateInsertCommand() שיוצרת SpannerCommand חדש כדי להוסיף שורות לטבלה. השיטה SpannerCommand.ExecuteNonQueryAsync() מוסיפה שורות חדשות לטבלה.

בדוגמת הקוד הזו אפשר לראות איך להוסיף נתונים באמצעות מוטציות:


using Google.Cloud.Spanner.Data;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Threading.Tasks;

public class InsertDataAsyncSample
{
    public class Singer
    {
        public int SingerId { get; set; }
        public string FirstName { get; set; }
        public string LastName { get; set; }
    }

    public class Album
    {
        public int SingerId { get; set; }
        public int AlbumId { get; set; }
        public string AlbumTitle { get; set; }
    }

    public async Task InsertDataAsync(string projectId, string instanceId, string databaseId)
    {
        string connectionString = $"Data Source=projects/{projectId}/instances/{instanceId}/databases/{databaseId}";
        List<Singer> singers = new List<Singer>
        {
            new Singer { SingerId = 1, FirstName = "Marc", LastName = "Richards" },
            new Singer { SingerId = 2, FirstName = "Catalina", LastName = "Smith" },
            new Singer { SingerId = 3, FirstName = "Alice", LastName = "Trentor" },
            new Singer { SingerId = 4, FirstName = "Lea", LastName = "Martin" },
            new Singer { SingerId = 5, FirstName = "David", LastName = "Lomond" },
        };
        List<Album> albums = new List<Album>
        {
            new Album { SingerId = 1, AlbumId = 1, AlbumTitle = "Total Junk" },
            new Album { SingerId = 1, AlbumId = 2, AlbumTitle = "Go, Go, Go" },
            new Album { SingerId = 2, AlbumId = 1, AlbumTitle = "Green" },
            new Album { SingerId = 2, AlbumId = 2, AlbumTitle = "Forever Hold your Peace" },
            new Album { SingerId = 2, AlbumId = 3, AlbumTitle = "Terrified" },
        };

        // Create connection to Cloud Spanner.
        using var connection = new SpannerConnection(connectionString);
        await connection.OpenAsync();

        await connection.RunWithRetriableTransactionAsync(async transaction =>
        {
            await Task.WhenAll(singers.Select(singer =>
            {
                // Insert rows into the Singers table.
                using var cmd = connection.CreateInsertCommand("Singers", new SpannerParameterCollection
                {
                        { "SingerId", SpannerDbType.Int64, singer.SingerId },
                        { "FirstName", SpannerDbType.String, singer.FirstName },
                        { "LastName", SpannerDbType.String, singer.LastName }
                });
                cmd.Transaction = transaction;
                return cmd.ExecuteNonQueryAsync();
            }));

            await Task.WhenAll(albums.Select(album =>
            {
                // Insert rows into the Albums table.
                using var cmd = connection.CreateInsertCommand("Albums", new SpannerParameterCollection
                {
                        { "SingerId", SpannerDbType.Int64, album.SingerId },
                        { "AlbumId", SpannerDbType.Int64, album.AlbumId },
                        { "AlbumTitle", SpannerDbType.String,album.AlbumTitle }
                });
                cmd.Transaction = transaction;
                return cmd.ExecuteNonQueryAsync();
            }));
        });
        Console.WriteLine("Data inserted.");
    }
}

מריצים את הדוגמה באמצעות הארגומנט insertSampleData.

dotnet run insertSampleData $env:PROJECT_ID test-instance example-db

הפרטים שמוצגים הם:

Inserted data.

הרצת שאילתות על נתונים באמצעות SQL

‫Spanner תומך בממשק SQL לקריאת נתונים, שאפשר לגשת אליו בשורת הפקודה באמצעות Google Cloud CLI או באופן פרוגרמטי באמצעות ספריית הלקוח של Spanner ל-C#.

בשורת הפקודה

מריצים את הצהרת ה-SQL הבאה כדי לקרוא את הערכים של כל העמודות מהטבלה Albums:

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

התוצאה:

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

שימוש בספריית הלקוח של Spanner ל-C#‎

בנוסף להרצת הצהרת SQL בשורת הפקודה, אפשר להנפיק את אותה הצהרת SQL באופן פרוגרמטי באמצעות ספריית הלקוח של Spanner ל-C#‎.

משתמשים ב-ExecuteReaderAsync() כדי להריץ את שאילתת ה-SQL.


using Google.Cloud.Spanner.Data;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading.Tasks;

public class QuerySampleDataAsyncSample
{
    public class Album
    {
        public int SingerId { get; set; }
        public int AlbumId { get; set; }
        public string AlbumTitle { get; set; }
    }

    public async Task<List<Album>> QuerySampleDataAsync(string projectId, string instanceId, string databaseId)
    {
        string connectionString = $"Data Source=projects/{projectId}/instances/{instanceId}/databases/{databaseId}";

        var albums = new List<Album>();
        using var connection = new SpannerConnection(connectionString);
        using var cmd = connection.CreateSelectCommand("SELECT SingerId, AlbumId, AlbumTitle FROM Albums");

        using var reader = await cmd.ExecuteReaderAsync();
        while (await reader.ReadAsync())
        {
            albums.Add(new Album
            {
                AlbumId = reader.GetFieldValue<int>("AlbumId"),
                SingerId = reader.GetFieldValue<int>("SingerId"),
                AlbumTitle = reader.GetFieldValue<string>("AlbumTitle")
            });
        }
        return albums;
    }
}

כך מריצים את השאילתה וניגשים לנתונים:

dotnet run querySampleData $env:PROJECT_ID test-instance example-db

אמורה להתקבל התוצאה הבאה:

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

שאילתה באמצעות פרמטר SQL

אם באפליקציה יש שאילתה שמופעלת לעיתים קרובות, אפשר לשפר את הביצועים שלה על ידי שימוש בפרמטרים. אפשר לשמור במטמון את השאילתה הפרמטרית שמתקבלת ולעשות בה שימוש חוזר, וכך להפחית את עלויות הקומפילציה. מידע נוסף זמין במאמר שימוש בפרמטרים של שאילתות כדי להריץ במהירות שאילתות שמופעלות לעיתים קרובות.

הנה דוגמה לשימוש בפרמטר בקטע WHERE כדי לשלוח שאילתה לגבי רשומות שמכילות ערך ספציפי של LastName.

GoogleSQL


using Google.Cloud.Spanner.Data;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading.Tasks;

public class QueryWithParameterAsyncSample
{
    public class Singer
    {
        public int SingerId { get; set; }
        public string FirstName { get; set; }
        public string LastName { get; set; }
    }

    public async Task<List<Singer>> QueryWithParameterAsync(string projectId, string instanceId, string databaseId)
    {
        string connectionString = $"Data Source=projects/{projectId}/instances/{instanceId}/databases/{databaseId}";

        using var connection = new SpannerConnection(connectionString);
        using var cmd = connection.CreateSelectCommand(
            $"SELECT SingerId, FirstName, LastName FROM Singers WHERE LastName = @lastName",
            new SpannerParameterCollection { { "lastName", SpannerDbType.String, "Garcia" } });

        var singers = new List<Singer>();
        using var reader = await cmd.ExecuteReaderAsync();
        while (await reader.ReadAsync())
        {
            singers.Add(new Singer
            {
                SingerId = reader.GetFieldValue<int>("SingerId"),
                FirstName = reader.GetFieldValue<string>("FirstName"),
                LastName = reader.GetFieldValue<string>("LastName")
            });
        }
        return singers;
    }
}

PostgreSQL


using Google.Cloud.Spanner.Data;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading.Tasks;

public class QueryUsingParametersAsyncPostgresSample
{
    public async Task<List<Singer>> QueryUsingParametersAsyncPostgres(string projectId, string instanceId, string databaseId)
    {
        string connectionString = $"Data Source=projects/{projectId}/instances/{instanceId}/databases/{databaseId}";

        using var connection = new SpannerConnection(connectionString);
        await connection.OpenAsync();

        using var cmd = connection.CreateSelectCommand("SELECT SingerId, FirstName, LastName FROM Singers WHERE LastName LIKE $1",
            new SpannerParameterCollection
            {
                {"p1", SpannerDbType.String, "N%" }
            });

        var list = new List<Singer>();
        using var reader = await cmd.ExecuteReaderAsync();
        while (await reader.ReadAsync())
        {
            list.Add(new Singer
            {
                // See https://www.postgresql.org/docs/current/sql-syntax-lexical.html#SQL-SYNTAX-IDENTIFIERS
                // to understand why column names are in lower case.
                Id = reader.GetFieldValue<long>("singerid"),
                FirstName = reader.GetFieldValue<string>("firstname"),
                LastName = reader.GetFieldValue<string>("lastname")
            });
        }

        return list;
    }

    public struct Singer
    {
        public long Id { get; set; }

        public string FirstName { get; set; }

        public string LastName { get; set; }
    }
}

כך מריצים את השאילתה עם פרמטר וניגשים לנתונים:

dotnet run queryWithParameter $env:PROJECT_ID test-instance example-db

אמורה להתקבל התוצאה הבאה:

SingerId : 12 FirstName : Melissa LastName : Garcia

עדכון הסכימה של מסד הנתונים

נניח שאתם רוצים להוסיף עמודה חדשה בשם MarketingBudget לטבלה Albums. כדי להוסיף עמודה חדשה לטבלה קיימת, צריך לעדכן את סכימת מסד הנתונים. מערכת Spanner תומכת בעדכוני סכימה במסד נתונים בזמן שמסד הנתונים ממשיך לשרת תנועה. עדכוני סכימה לא מחייבים להעביר את מסד הנתונים למצב אופליין, והם לא נועלים טבלאות או עמודות שלמות. אתם יכולים להמשיך לכתוב נתונים למסד הנתונים במהלך עדכון הסכימה. מידע נוסף על עדכוני סכימה נתמכים ועל ביצועים של שינויים בסכימה זמין במאמר ביצוע עדכונים בסכימה.

הוספת עמודה

אפשר להוסיף עמודה בשורת הפקודה באמצעות Google Cloud CLI או באופן פרוגרמטי באמצעות ספריית הלקוח של Spanner ל-C#.

בשורת הפקודה

כדי להוסיף את העמודה החדשה לטבלה, משתמשים בפקודה ALTER TABLE הבאה:

GoogleSQL

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

PostgreSQL

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

הפרטים שמוצגים הם:

Schema updating...done.

שימוש בספריית הלקוח של Spanner ל-C#‎

משתמשים ב-CreateDdlCommand() כדי לשנות את הסכימה:

GoogleSQL


using Google.Cloud.Spanner.Data;
using System;
using System.Threading.Tasks;

public class AddColumnAsyncSample
{
    public async Task AddColumnAsync(string projectId, string instanceId, string databaseId)
    {
        string connectionString = $"Data Source=projects/{projectId}/instances/{instanceId}/databases/{databaseId}";
        string alterStatement = "ALTER TABLE Albums ADD COLUMN MarketingBudget INT64";

        using var connection = new SpannerConnection(connectionString);
        using var updateCmd = connection.CreateDdlCommand(alterStatement);
        await updateCmd.ExecuteNonQueryAsync();
        Console.WriteLine("Added the MarketingBudget column.");
    }
}

PostgreSQL


using Google.Cloud.Spanner.Data;
using System;
using System.Threading.Tasks;

public class AddColumnAsyncPostgresSample
{
    public async Task AddColumnAsyncPostgres(string projectId, string instanceId, string databaseId)
    {
        // PostgreSQL database with Singers table already exists.
        // Alter the Singers table.
        string connectionString = $"Data Source=projects/{projectId}/instances/{instanceId}/databases/{databaseId}";
        string alterStatement = "ALTER TABLE Singers ADD COLUMN Age INTEGER";

        using var connection = new SpannerConnection(connectionString);
        using var updateCmd = connection.CreateDdlCommand(alterStatement);
        await updateCmd.ExecuteNonQueryAsync();
        Console.WriteLine("Added the Age column in Singers table.");
    }
}

מריצים את הדוגמה באמצעות הפקודה addColumn.

dotnet run addColumn $env:PROJECT_ID test-instance example-db

הפרטים שמוצגים הם:

Added the MarketingBudget column.

כתיבת נתונים בעמודה החדשה

הקוד הבא כותב נתונים בעמודה החדשה. הפונקציה מגדירה את MarketingBudget ל-100000 בשורה עם מפתח Albums(1, 1), ול-500000 בשורה עם מפתח Albums(2, 2).


using Google.Cloud.Spanner.Data;
using System;
using System.Threading.Tasks;

public class UpdateDataAsyncSample
{
    public async Task<int> UpdateDataAsync(string projectId, string instanceId, string databaseId)
    {
        string connectionString = $"Data Source=projects/{projectId}/instances/{instanceId}/databases/{databaseId}";

        using var connection = new SpannerConnection(connectionString);

        var rowCount = 0;
        SpannerCommand cmd = connection.CreateDmlCommand(
            "UPDATE Albums SET MarketingBudget = @MarketingBudget "
            + "WHERE SingerId = 1 and AlbumId = 1");
        cmd.Parameters.Add("MarketingBudget", SpannerDbType.Int64, 100000);
        rowCount += await cmd.ExecuteNonQueryAsync();

        cmd = connection.CreateDmlCommand(
            "UPDATE Albums SET MarketingBudget = @MarketingBudget "
            + "WHERE SingerId = 2 and AlbumId = 2");
        cmd.Parameters.Add("MarketingBudget", SpannerDbType.Int64, 500000);
        rowCount += await cmd.ExecuteNonQueryAsync();

        Console.WriteLine("Data Updated.");
        return rowCount;
    }
}

מריצים את הדוגמה באמצעות הפקודה writeDataToNewColumn.

dotnet run writeDataToNewColumn $env:PROJECT_ID test-instance example-db

הפרטים שמוצגים הם:

Updated data.

אפשר גם להריץ שאילתת SQL כדי לאחזר את הערכים שכתבתם.

הנה הקוד להרצת השאילתה:


using Google.Cloud.Spanner.Data;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading.Tasks;

public class QueryNewColumnAsyncSample
{
    public class Album
    {
        public int SingerId { get; set; }
        public int AlbumId { get; set; }
        public long MarketingBudget { get; set; }
    }

    public async Task<List<Album>> QueryNewColumnAsync(string projectId, string instanceId, string databaseId)
    {
        string connectionString = $"Data Source=projects/{projectId}/instances/{instanceId}/databases/{databaseId}";

        var albums = new List<Album>();
        using var connection = new SpannerConnection(connectionString);
        using var cmd = connection.CreateSelectCommand("SELECT * FROM Albums");
        using var reader = await cmd.ExecuteReaderAsync();
        while (await reader.ReadAsync())
        {
            albums.Add(new Album
            {
                SingerId = reader.GetFieldValue<int>("SingerId"),
                AlbumId = reader.GetFieldValue<int>("AlbumId"),
                MarketingBudget = reader.IsDBNull(reader.GetOrdinal("MarketingBudget")) ? 0 : reader.GetFieldValue<long>("MarketingBudget")
            });
        }
        return albums;
    }
}

כדי להריץ את השאילתה הזו, מריצים את הדוגמה באמצעות הארגומנט queryNewColumn.

dotnet run queryNewColumn $env:PROJECT_ID test-instance example-db

הפרטים שמוצגים הם:

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

עדכון נתונים

אפשר לעדכן נתונים באמצעות DML בעסקת קריאה-כתיבה.

משתמשים ב-ExecuteNonQueryAsync() method כדי להריץ פקודת DML.

GoogleSQL


using Google.Cloud.Spanner.Data;
using System;
using System.Threading.Tasks;

public class WriteWithTransactionUsingDmlCoreAsyncSample
{
    public async Task<int> WriteWithTransactionUsingDmlCoreAsync(string projectId, string instanceId, string databaseId)
    {
        // This sample transfers 200,000 from the MarketingBudget
        // field of the second Album to the first Album. Make sure to run
        // the AddColumnAsyncSample and WriteDataToNewColumnAsyncSample first,
        // in that order.
        string connectionString = $"Data Source=projects/{projectId}/instances/{instanceId}/databases/{databaseId}";

        decimal transferAmount = 200000;
        decimal secondBudget = 0;

        // Create connection to Cloud Spanner.
        using var connection = new SpannerConnection(connectionString);
        await connection.OpenAsync();

        // Create a readwrite transaction that we'll assign
        // to each SpannerCommand.
        using var transaction = await connection.BeginTransactionAsync();
        // Create statement to select the second album's data.
        var cmdLookup = connection.CreateSelectCommand("SELECT * FROM Albums WHERE SingerId = 2 AND AlbumId = 2");
        cmdLookup.Transaction = transaction;
        // Execute the select query.
        using var reader1 = await cmdLookup.ExecuteReaderAsync();
        while (await reader1.ReadAsync())
        {
            // Read the second album's budget.
            secondBudget = reader1.GetFieldValue<decimal>("MarketingBudget");
            // Confirm second Album's budget is sufficient and
            // if not raise an exception. Raising an exception
            // will automatically roll back the transaction.
            if (secondBudget < transferAmount)
            {
                throw new Exception($"The second album's budget {secondBudget} is less than the amount to transfer.");
            }
        }

        // Update second album to remove the transfer amount.
        secondBudget -= transferAmount;
        SpannerCommand cmd = connection.CreateDmlCommand("UPDATE Albums SET MarketingBudget = @MarketingBudget  WHERE SingerId = 2 and AlbumId = 2");
        cmd.Parameters.Add("MarketingBudget", SpannerDbType.Int64, secondBudget);
        cmd.Transaction = transaction;
        var rowCount = await cmd.ExecuteNonQueryAsync();

        // Update first album to add the transfer amount.
        cmd = connection.CreateDmlCommand("UPDATE Albums SET MarketingBudget = MarketingBudget + @MarketingBudgetIncrement WHERE SingerId = 1 and AlbumId = 1");
        cmd.Parameters.Add("MarketingBudgetIncrement", SpannerDbType.Int64, transferAmount);
        cmd.Transaction = transaction;
        rowCount += await cmd.ExecuteNonQueryAsync();

        await transaction.CommitAsync();

        Console.WriteLine("Transaction complete.");
        return rowCount;
    }
}

PostgreSQL


using Google.Cloud.Spanner.Data;
using Google.Cloud.Spanner.V1;
using System;
using System.Threading.Tasks;

public class UpdateUsingDmlAsyncPostgresSample
{
    public async Task<int> UpdateUsingDmlAsyncPostgres(string projectId, string instanceId, string databaseId)
    {
        string connectionString = $"Data Source=projects/{projectId}/instances/{instanceId}/databases/{databaseId}";

        using var connection = new SpannerConnection(connectionString);
        await connection.OpenAsync();

        using var cmd = connection.CreateDmlCommand("UPDATE Singers SET Rating = $1 WHERE SingerId = 11", 
            new SpannerParameterCollection 
            {
                { "p1", SpannerDbType.PgNumeric, PgNumeric.Parse("4.0") }
            });

        var rowCount = await cmd.ExecuteNonQueryAsync();

        Console.WriteLine($"{rowCount} row(s) updated...");
        return rowCount;
    }
}

מריצים את הדוגמה באמצעות הארגומנט writeWithTransactionUsingDml.

dotnet run writeWithTransactionUsingDml $env:PROJECT_ID test-instance example-db

הפרטים שמוצגים הם:

Transaction complete.

שימוש באינדקס משני

נניח שרוצים לאחזר את כל השורות של Albums שיש להן ערכים של AlbumTitle בטווח מסוים. אפשר לקרוא את כל הערכים מהעמודה AlbumTitle באמצעות הצהרת SQL או קריאת קובץ, ואז להשליך את השורות שלא עומדות בקריטריונים. אבל סריקה מלאה של הטבלה היא פעולה יקרה, במיוחד בטבלאות עם הרבה שורות. במקום זאת, אפשר להאיץ את אחזור השורות כשמחפשים לפי עמודות שאינן מפתח ראשי, על ידי יצירת אינדקס משני בטבלה.

כדי להוסיף אינדקס משני לטבלה קיימת, צריך לעדכן את הסכימה. בדומה לעדכוני סכימה אחרים, Spanner תומך בהוספת אינדקס בזמן שהמסד נתונים ממשיך להעביר תנועה. ‫Spanner ממלא באופן אוטומטי את האינדקס בנתונים הקיימים. יכול להיות שיחלפו כמה דקות עד שהמילוי יסתיים, אבל לא צריך להעביר את מסד הנתונים למצב אופליין או להימנע מכתיבה לטבלה המאונדקסת במהלך התהליך הזה. פרטים נוספים זמינים במאמר בנושא הוספת אינדקס משני.

אחרי שמוסיפים אינדקס משני, Spanner משתמש בו באופן אוטומטי לשאילתות SQL שסביר שיפעלו מהר יותר עם האינדקס. אם משתמשים בממשק הקריאה, צריך לציין את האינדקס שרוצים להשתמש בו.

הוספת אינדקס משני

אפשר להוסיף אינדקס בשורת הפקודה באמצעות ה-CLI של gcloud או באופן פרוגרמטי באמצעות ספריית הלקוח של Spanner ל-C#.

בשורת הפקודה

משתמשים בפקודה CREATE INDEX הבאה כדי להוסיף אינדקס למסד הנתונים:

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

הפרטים שמוצגים הם:

Schema updating...done.

שימוש בספריית הלקוח של Spanner עבור C#‎

כדי להוסיף אינדקס, משתמשים ב-CreateDdlCommand():


using Google.Cloud.Spanner.Data;
using System;
using System.Threading.Tasks;

public class AddIndexAsyncSample
{
    public async Task AddIndexAsync(string projectId, string instanceId, string databaseId)
    {
        string connectionString = $"Data Source=projects/{projectId}/instances/{instanceId}/databases/{databaseId}";
        string createStatement = "CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle ON Albums(AlbumTitle)";

        using var connection = new SpannerConnection(connectionString);
        using var createCmd = connection.CreateDdlCommand(createStatement);
        await createCmd.ExecuteNonQueryAsync();
        Console.WriteLine("Added the AlbumsByAlbumTitle index.");
    }
}

מריצים את הדוגמה באמצעות הפקודה addIndex.

  dotnet run addIndex $env:PROJECT_ID test-instance example-db

הוספת אינדקס יכולה להימשך כמה דקות. אחרי שהאינדקס יתווסף, יוצגו לכם:

  Added the AlbumsByAlbumTitle index.

הוספת אינדקס לקריאות של אינדקס בלבד

יכול להיות ששמתם לב שבדוגמה הקודמת של קריאה לא נכללת קריאה של העמודה MarketingBudget. הסיבה לכך היא שממשק הקריאה של Spanner לא תומך באפשרות של צירוף אינדקס לטבלת נתונים כדי לחפש ערכים שלא מאוחסנים באינדקס.

יוצרים הגדרה חלופית של AlbumsByAlbumTitle ששומרת עותק של MarketingBudget באינדקס.

בשורת הפקודה

GoogleSQL

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

PostgreSQL

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

הוספת אינדקס יכולה להימשך כמה דקות. אחרי שמוסיפים את האינדקס, אמורים לראות:

Schema updating...done.

שימוש בספריית הלקוח של Spanner עבור C#‎

משתמשים בפקודה CreateDdlCommand() כדי להוסיף אינדקס עם פסקה STORING:


using Google.Cloud.Spanner.Data;
using System;
using System.Threading.Tasks;

public class AddStoringIndexAsyncSample
{
    public async Task AddStoringIndexAsync(string projectId, string instanceId, string databaseId)
    {
        string connectionString = $"Data Source=projects/{projectId}/instances/{instanceId}/databases/{databaseId}";
        string createStatement = "CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle2 ON Albums(AlbumTitle) STORING (MarketingBudget)";

        using var connection = new SpannerConnection(connectionString);
        using var createCmd = connection.CreateDdlCommand(createStatement);
        await createCmd.ExecuteNonQueryAsync();
        Console.WriteLine("Added the AlbumsByAlbumTitle2 index.");
    }
}

מריצים את הדוגמה באמצעות הפקודה addStoringIndex.

dotnet run addStoringIndex $env:PROJECT_ID test-instance example-db

הפרטים שמוצגים הם:

Added the AlbumsByAlbumTitle2 index.

עכשיו אפשר להריץ קריאה שמביאה את כל העמודות AlbumId, AlbumTitle ו-MarketingBudget מהאינדקס AlbumsByAlbumTitle2:

כדי לקרוא נתונים באמצעות אינדקס האחסון שיצרתם, מריצים שאילתה שמציינת במפורש את האינדקס:


using Google.Cloud.Spanner.Data;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading.Tasks;

public class QueryDataWithStoringIndexAsyncSample
{
    public class Album
    {
        public int AlbumId { get; set; }
        public string AlbumTitle { get; set; }
        public long? MarketingBudget { get; set; }
    }

    public async Task<List<Album>> QueryDataWithStoringIndexAsync(string projectId, string instanceId, string databaseId)
    {
        string connectionString = $"Data Source=projects/{projectId}/instances/{instanceId}/databases/{databaseId}";

        using var connection = new SpannerConnection(connectionString);
        var cmd = connection.CreateSelectCommand(
            "SELECT AlbumId, AlbumTitle, MarketingBudget FROM Albums@ "
            + "{FORCE_INDEX=AlbumsByAlbumTitle2}");

        var albums = new List<Album>();
        using var reader = await cmd.ExecuteReaderAsync();
        while (await reader.ReadAsync())
        {
            albums.Add(new Album
            {
                AlbumId = reader.GetFieldValue<int>("AlbumId"),
                AlbumTitle = reader.GetFieldValue<string>("AlbumTitle"),
                MarketingBudget = reader.IsDBNull(reader.GetOrdinal("MarketingBudget")) ? 0 : reader.GetFieldValue<long>("MarketingBudget")
            });
        }
        return albums;
    }
}

מריצים את הדוגמה באמצעות הפקודה queryDataWithStoringIndex.

dotnet run queryDataWithStoringIndex $env:PROJECT_ID test-instance example-db

הפלט אמור להיראות כך:

AlbumId : 2 AlbumTitle : Forever Hold your Peace MarketingBudget : 300000
AlbumId : 2 AlbumTitle : Go, Go, Go MarketingBudget : 300000

אחזור נתונים באמצעות טרנזקציות לקריאה בלבד

נניח שרוצים לבצע יותר מקריאה אחת באותה חותמת זמן. עסקאות לקריאה בלבד מתבססות על קידומת עקבית של היסטוריית אישור העסקאות, כך שהאפליקציה תמיד מקבלת נתונים עקביים. כדי להריץ עסקאות לקריאה בלבד, משתמשים ב-TransactionScope() של .NET framework יחד עם OpenAsReadOnlyAsync().

בדוגמה הבאה מוצג איך להריץ שאילתה ולבצע קריאה באותה טרנזקציה לקריאה בלבד:

‫‎.NET Standard 2.0


using Google.Cloud.Spanner.Data;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading.Tasks;
using System.Transactions;

public class QueryDataWithTransactionAsyncSample
{
    public class Album
    {
        public int SingerId { get; set; }
        public int AlbumId { get; set; }
        public string AlbumTitle { get; set; }
    }

    public async Task<List<Album>> QueryDataWithTransactionAsync(string projectId, string instanceId, string databaseId)
    {
        string connectionString = $"Data Source=projects/{projectId}/instances/{instanceId}/databases/{databaseId}";

        var albums = new List<Album>();
        using TransactionScope scope = new TransactionScope(TransactionScopeAsyncFlowOption.Enabled);
        using var connection = new SpannerConnection(connectionString);

        // Opens the connection so that the Spanner transaction included in the TransactionScope
        // is read-only TimestampBound.Strong.
        await connection.OpenAsync(SpannerTransactionCreationOptions.ReadOnly, options: null, cancellationToken: default);
        using var cmd = connection.CreateSelectCommand("SELECT SingerId, AlbumId, AlbumTitle FROM Albums");

        // Read #1.
        using (var reader = await cmd.ExecuteReaderAsync())
        {
            while (await reader.ReadAsync())
            {
                Console.WriteLine("SingerId : " + reader.GetFieldValue<string>("SingerId")
                    + " AlbumId : " + reader.GetFieldValue<string>("AlbumId")
                    + " AlbumTitle : " + reader.GetFieldValue<string>("AlbumTitle"));
            }
        }

        // Read #2. Even if changes occur in-between the reads,
        // the transaction ensures that Read #1 and Read #2
        // return the same data.
        using (var reader = await cmd.ExecuteReaderAsync())
        {
            while (await reader.ReadAsync())
            {
                albums.Add(new Album
                {
                    AlbumId = reader.GetFieldValue<int>("AlbumId"),
                    SingerId = reader.GetFieldValue<int>("SingerId"),
                    AlbumTitle = reader.GetFieldValue<string>("AlbumTitle")
                });
            }
        }
        scope.Complete();
        Console.WriteLine("Transaction complete.");
        return albums;
    }
}

‫‎.NET Standard 1.5


using Google.Cloud.Spanner.Data;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading.Tasks;

public class QueryDataWithTransactionCoreAsyncSample
{
    public class Album
    {
        public int SingerId { get; set; }
        public int AlbumId { get; set; }
        public string AlbumTitle { get; set; }
    }

    public async Task<List<Album>> QueryDataWithTransactionCoreAsync(string projectId, string instanceId, string databaseId)
    {
        string connectionString = $"Data Source=projects/{projectId}/instances/{instanceId}/databases/{databaseId}";

        var albums = new List<Album>();

        using var connection = new SpannerConnection(connectionString);
        await connection.OpenAsync();

        // Open a new read only transaction.
        using var transaction = await connection.BeginTransactionAsync(
            SpannerTransactionCreationOptions.ReadOnly,
            transactionOptions: null,
            cancellationToken: default);
        using var cmd = connection.CreateSelectCommand("SELECT SingerId, AlbumId, AlbumTitle FROM Albums");
        cmd.Transaction = transaction;

        // Read #1.
        using (var reader = await cmd.ExecuteReaderAsync())
        {
            while (await reader.ReadAsync())
            {
                Console.WriteLine("SingerId : " + reader.GetFieldValue<string>("SingerId")
                    + " AlbumId : " + reader.GetFieldValue<string>("AlbumId")
                    + " AlbumTitle : " + reader.GetFieldValue<string>("AlbumTitle"));
            }
        }

        // Read #2. Even if changes occur in-between the reads,
        // the transaction ensures that Read #1 and Read #2
        // return the same data.
        using (var reader = await cmd.ExecuteReaderAsync())
        {
            while (await reader.ReadAsync())
            {
                albums.Add(new Album
                {
                    AlbumId = reader.GetFieldValue<int>("AlbumId"),
                    SingerId = reader.GetFieldValue<int>("SingerId"),
                    AlbumTitle = reader.GetFieldValue<string>("AlbumTitle")
                });
            }
        }

        Console.WriteLine("Transaction complete.");
        return albums;
    }
}

מריצים את הדוגמה באמצעות הפקודה queryDataWithTransaction.

dotnet run queryDataWithTransaction $env:PROJECT_ID test-instance example-db

הפלט אמור להיראות כך:

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
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

הסרת המשאבים

כדי להימנע מחיובים נוספים בחשבון לחיוב ב-Cloud על המשאבים שבהם השתמשתם במדריך הזה, צריך להשליך את מסד הנתונים ולמחוק את המופע שיצרתם.

מחיקת מסד הנתונים

אם מוחקים מופע, כל מסדי הנתונים שבו נמחקים אוטומטית. בשלב הזה נסביר איך למחוק מסד נתונים בלי למחוק את המופע (עדיין תחויבו על המופע).

בשורת הפקודה

gcloud spanner databases delete example-db --instance=test-instance

שימוש במסוף Google Cloud

  1. נכנסים לדף Spanner Instances במסוף Google Cloud .

    כניסה לדף Instances

  2. לוחצים על המופע.

  3. לוחצים על מסד הנתונים שרוצים למחוק.

  4. בדף פרטי מסד הנתונים, לוחצים על מחיקה.

  5. מאשרים שרוצים למחוק את מסד הנתונים ולוחצים על מחיקה.

מחיקת המכונה

מחיקת מופע תגרום להסרה אוטומטית של כל מסדי הנתונים שנוצרו במופע הזה.

בשורת הפקודה

gcloud spanner instances delete test-instance

שימוש במסוף Google Cloud

  1. נכנסים לדף Spanner Instances במסוף Google Cloud .

    כניסה לדף Instances

  2. לוחצים על המופע.

  3. לוחצים על Delete.

  4. מאשרים שרוצים למחוק את המופע ולוחצים על מחיקה.

המאמרים הבאים