開始使用 C# 版 Spanner


目標

本教學課程將逐步引導您使用 C# 專用的 Spanner 用戶端程式庫完成下列步驟:

  • 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 C# 環境

  1. GOOGLE_PROJECT_ID 環境變數設為您的 Google Cloud 專案 ID。

    1. 首先,為目前的 PowerShell 工作階段設定 GOOGLE_PROJECT_ID

      $env:GOOGLE_PROJECT_ID = "MY_PROJECT_ID"
    2. 接著,為在這個指令之後建立的所有程序設定 GOOGLE_PROJECT_ID

      [Environment]::SetEnvironmentVariable("GOOGLE_PROJECT_ID", "MY_PROJECT_ID", "User")
  2. 下載憑證。

    1. 前往 Google Cloud 控制台的「憑證」頁面。

      前往「憑證」頁面

    2. 按一下 [Create credentials] (建立憑證),然後選擇 [Service account key] (服務帳戶金鑰)

    3. 在「Service account」(服務帳戶) 底下,選擇「Compute Engine 預設服務帳戶」,並維持「Key type」(金鑰類型) 底下「JSON」的選取狀態。按一下「建立」。您的電腦即會下載 JSON 檔案。

  3. 設定憑證。如果 CURRENT_USER 的「Downloads」目錄中,位於 C 磁碟機上的檔案名為 FILENAME.json,請執行下列指令,將 GOOGLE_APPLICATION_CREDENTIALS 設為指向 JSON 金鑰:

    1. 首先,為這個 PowerShell 工作階段設定 GOOGLE_APPLICATION_CREDENTIALS

      $env:GOOGLE_APPLICATION_CREDENTIALS = "C:\Users\CURRENT_USER\Downloads\FILENAME.json"
    2. 接著,為在這個指令之後建立的所有程序設定 GOOGLE_APPLICATION_CREDENTIALS

      [Environment]::SetEnvironmentVariable("GOOGLE_APPLICATION_CREDENTIALS", "C:\Users\CURRENT_USER\Downloads\FILENAME.json", "User")
  4. 將應用程式存放區範例複製到本機電腦中:

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

    您也可以下載 zip 格式的範例檔案,之後再將檔案解壓縮。

  5. 使用 Visual Studio 2017 或更新版本開啟下載存放區 dotnet-docs-samples\spanner\api 目錄中的 Spanner.sln,然後進行建構。

  6. 變更到下載的存放區內,包含已編譯應用程式的目錄。例如:

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

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

範例存放區中包含一個範例,說明如何透過 C# 使用 Spanner。

請查看 Spanner .NET GitHub 存放區,瞭解如何建立資料庫及修改資料庫結構定義。這份資料會使用結構定義與資料模型頁面中列出的範例結構定義。

建立資料庫

畫面上會顯示下列訊息:

以下程式碼會建立資料庫,並在資料庫中建立兩個資料表。

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;
        }
    }
}

下一個步驟是將資料寫入資料庫。

建立資料庫用戶端

您必須先建立 SpannerConnection,才能執行讀取或寫入作業:


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();
        }
    }
}

您可以將 SpannerConnection 視為一種資料庫連線:您與 Spanner 的所有互動都必須透過 SpannerConnection

詳情請參閱 SpannerConnection 參考資料。

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。

請使用 ExecuteNonQueryAsync() 方法執行 DML 陳述式。


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;
    }
}

使用 writeUsingDml 引數執行範例。

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

畫面上會顯示下列訊息:

4 row(s) inserted...

使用變異寫入資料

您也可以使用變異來插入資料。

您可以使用 connection.CreateInsertCommand() 方法插入資料,該方法會建立新的 SpannerCommand,以便將資料列插入資料表。SpannerCommand.ExecuteNonQueryAsync() 方法會在資料表中新增資料列。

此程式碼顯示如何使用異動事件插入資料:


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.");
    }
}

使用 insertSampleData 引數執行範例。

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

畫面上會顯示下列訊息:

Inserted data.

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 在指令列上存取介面,或使用適用於 C# 的 Spanner 用戶端程式庫以程式輔助方式存取介面。

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 C# 專用的 Spanner 用戶端程式庫

除了在指令列上執行 SQL 陳述式之外,您也可以使用 C# 專用的 Spanner 用戶端程式庫,以程式輔助方式發出相同的 SQL 陳述式。

請使用 ExecuteReaderAsync() 執行 SQL 查詢。


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;
    }
}

下面說明如何發出查詢和存取資料:

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

畫面上應會顯示下列結果:

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

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。


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;
    }
}

以下說明如何發出含有參數的查詢,並存取資料:

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

畫面上應會顯示下列結果:

SingerId : 12 FirstName : Melissa LastName : 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寫入資料庫。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,或使用 C# 專屬的 Spanner 用戶端程式庫,以程式輔助方式新增資料欄。

使用指令列

使用下列 ALTER TABLE 指令,在資料表中新增資料欄:

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'

畫面上會顯示下列訊息:

Schema updating...done.

使用 C# 專用的 Spanner 用戶端程式庫

請使用 CreateDdlCommand() 修改結構定義:


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.");
    }
}

使用 addColumn 指令執行範例。

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

畫面上會顯示下列訊息:

Added the MarketingBudget column.

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)Albums(2, 2) 這兩個索引鍵表示的資料列中將 MarketingBudget 分別設為 100000500000


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;
    }
}

使用 writeDataToNewColumn 指令執行範例。

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

畫面上會顯示下列訊息:

Updated data.

您也可以執行 SQL 查詢,藉此擷取剛寫入的值。

以下是執行查詢的程式碼:


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;
    }
}

如要執行這項查詢,請使用 queryNewColumn 引數執行範例檔案。

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

畫面上會顯示下列訊息:

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 :

更新資料

您可以在讀寫交易中使用 DML 來更新資料。

請使用 ExecuteNonQueryAsync() 方法執行 DML 陳述式。


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;
    }
}

使用 writeWithTransactionUsingDml 引數執行範例。

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

畫面上會顯示下列訊息:

Transaction complete.

使用次要索引

假設您要針對 Albums 擷取 AlbumTitle 值在特定範圍內的所有資料列,可以先利用 SQL 陳述式或讀取呼叫,從 AlbumTitle 資料欄讀取所有值,然後再捨棄條件不符的資料列。不過,執行完整資料表掃描的費用高昂,對於內含大量資料列的資料表而言更是如此。因此您可以改為在資料表建立次要索引,以在將非主鍵資料欄做為搜尋條件時,能加快資料列的擷取速度。

您必須先更新結構定義,才能將次要索引新增至現有資料表。如同其他結構定義更新,Spanner 支援在資料庫持續處理流量時新增索引。Spanner 會自動使用現有資料填入索引。補充作業可能需要幾分鐘才能完成,但您不必將資料庫設為離線,也不必避免在這個程序中寫入已編入索引的資料表。詳情請參閱「新增次要索引」。

新增次要索引後,Spanner 會自動將其用於 SQL 查詢,這些查詢可能會在使用索引後執行得更快。如果您使用讀取介面,則必須指定要使用的索引。

新增次要索引

您可以使用 gcloud CLI 在指令列上新增索引,或以程式輔助方式,使用 C# 專用的 Spanner 用戶端程式新增索引。

使用指令列

使用下列 CREATE INDEX 指令,在資料庫中新增索引:

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

畫面上會顯示下列訊息:

Schema updating...done.

使用 C# 專用的 Spanner 用戶端程式庫

使用 CreateDdlCommand() 新增索引:


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.");
    }
}

使用 addIndex 指令執行範例。

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

索引可能需要幾分鐘才能新增完成。之後您應該會看到:

  Added the AlbumsByAlbumTitle index.

新增索引以便僅讀取索引

您可能已經注意到,先前的讀取範例並未包含讀取 MarketingBudget 資料欄。這是因為 Spanner 的讀取介面不支援將索引與資料表彙整,再查詢未保存於索引中的值。

請為 AlbumsByAlbumTitle 建立替代定義,將 MarketingBudget 的副本保存在索引中。

使用指令列

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)

索引可能需要幾分鐘才能新增完成。之後畫面上會顯示以下訊息:

Schema updating...done.

使用 C# 專用的 Spanner 用戶端程式庫

使用 CreateDdlCommand() 搭配 STORING 子句新增索引:


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.");
    }
}

使用 addStoringIndex 指令執行範例。

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

畫面上會顯示下列訊息:

Added the AlbumsByAlbumTitle2 index.

現在您可以執行讀取作業,從 AlbumsByAlbumTitle2 索引中擷取所有 AlbumIdAlbumTitleMarketingBudget 欄:

您可以執行查詢,藉此明確指定使用先前建立的儲存索引來讀取資料:


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;
    }
}

使用 queryDataWithStoringIndex 指令執行範例。

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

畫面會顯示類似以下的輸出:

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

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。如要執行唯讀交易,請使用 .NET 架構的 TransactionScope() 搭配 OpenAsReadOnlyAsync()

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:

.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;
    }
}

使用 queryDataWithTransaction 指令執行範例。

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

畫面會顯示類似以下的輸出:

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

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

  1. 前往 Google Cloud 控制台的「Spanner 執行個體」頁面。

    前往「Instances」(執行個體) 頁面

  2. 點選執行個體。

  3. 點選您要刪除的資料庫。

  4. 在「Database details」(資料庫詳細資料) 頁面,按一下 [Delete] (刪除)

  5. 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

  1. 前往 Google Cloud 控制台的「Spanner 執行個體」頁面。

    前往「Instances」(執行個體) 頁面

  2. 點選執行個體。

  3. 按一下 [Delete] (刪除)

  4. 確認您要刪除執行個體,然後按一下 [Delete] (刪除)

後續步驟