Aplicativo Spring Boot com o Cloud Spanner

1. Visão geral

O Cloud Spanner é um RDBMS altamente disponível, escalonável e multirregional. Este codelab vai usar uma menor instância do Cloud Spanner, mas não se esqueça de encerrá-lo quando terminar.

O que você vai aprender

  • Como usar o Cloud Spanner para salvar e recuperar dados com o Spring Boot

O que é necessário

  • Um projeto do Google Cloud Platform
  • Um navegador, como o Chrome ou o Firefox

Como você usará este tutorial?

Apenas leitura Leitura e exercícios

Como você classificaria sua experiência com o uso dos serviços do Google Cloud Platform?

Iniciante Intermediário Proficiente

2. Configuração e requisitos

Configuração de ambiente autoguiada

  1. Faça login no Console do Cloud e crie um novo projeto ou reutilize um existente. Crie uma se você ainda não tiver uma conta do Gmail ou do G Suite.

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Lembre-se do código do projeto, um nome exclusivo em todos os projetos do Google Cloud. O nome acima já foi escolhido e não servirá para você. Faremos referência a ele mais adiante neste codelab como PROJECT_ID.

  1. Em seguida, será necessário ativar o faturamento no Console do Cloud para usar os recursos do Google Cloud.

A execução deste codelab não será muito cara, se for o caso. Siga todas as instruções na seção "Limpeza", que orienta você sobre como encerrar recursos para não incorrer em cobranças além deste tutorial. Novos usuários do Google Cloud estão qualificados para o programa de US$ 300 de avaliação sem custos.

Ativar o Cloud Shell

  1. No Console do Cloud, clique em Ativar o Cloud ShellH7JlbhKGHITmsxhQIcLwoe5HXZMhDlYue4K-SPszMxUxDjIeWfOHBfxDHYpmLQTzUmQ7Xx8o6OJUlANnQF0iBuUyfp1RzVad_4nCa0Zz5LtwBlUZFXFCWFrmrWZLqg1MkZz2LdgUDQ.

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Se você nunca tiver iniciado o Cloud Shell, verá uma tela intermediária (abaixo da dobra) com a descrição do que ele é. Se esse for o caso, clique em Continuar e você não o verá novamente. Esta é uma tela única:

kEPbNAo_w5C_pi9QvhFwWwky1cX8hr_xEMGWySNIoMCdi-Djx9AQRqWn-__DmEpC7vKgUtl-feTcv-wBxJ8NwzzAp7mY65-fi2LJo4twUoewT1SUjd6Y3h81RG3rKIkqhoVlFR-G7w

Leva apenas alguns instantes para provisionar e se conectar ao Cloud Shell.

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Essa máquina virtual contém todas as ferramentas de desenvolvimento necessárias. Ela oferece um diretório principal persistente de 5 GB, além de ser executada no Google Cloud. Isso aprimora o desempenho e a autenticação da rede. Praticamente todo o seu trabalho neste codelab pode ser feito em um navegador ou no seu Chromebook.

Depois de se conectar ao Cloud Shell, você já estará autenticado e o projeto já estará configurado com seu ID do projeto.

  1. Execute o seguinte comando no Cloud Shell para confirmar que você está autenticado:
gcloud auth list

Resposta ao comando

 Credentialed Accounts
ACTIVE  ACCOUNT
*       <my_account>@<my_domain.com>

To set the active account, run:
    $ gcloud config set account `ACCOUNT`
gcloud config list project

Resposta ao comando

[core]
project = <PROJECT_ID>

Se o projeto não estiver configurado, configure-o usando este comando:

gcloud config set project <PROJECT_ID>

Resposta ao comando

Updated property [core/project].

3. Inicializar o Cloud Spanner

Ative a API Cloud Spanner usando a CLI gcloud:

gcloud services enable spanner.googleapis.com

Crie uma instância do Cloud Spanner:

gcloud spanner instances create spanner-instance \
 --config=regional-us-central1 \
 --nodes=1 --description="A Spanner Instance"

Crie um banco de dados dentro da instância:

gcloud spanner databases create orders \
  --instance=spanner-instance

Crie um arquivo schema.ddl para descrever o esquema de dados:

cat << EOF > schema.ddl
CREATE TABLE orders (
  order_id STRING(36) NOT NULL,
  description STRING(255),
  creation_timestamp TIMESTAMP,
) PRIMARY KEY (order_id);

CREATE TABLE order_items (
  order_id STRING(36) NOT NULL,
  order_item_id STRING(36) NOT NULL,
  description STRING(255),
  quantity INT64,
) PRIMARY KEY (order_id, order_item_id),
  INTERLEAVE IN PARENT orders ON DELETE CASCADE;
EOF

Aplique o esquema ao banco de dados do Cloud Spanner:

gcloud spanner databases ddl update orders \
  --instance=spanner-instance \
  --ddl="$(<schema.ddl)"

4. Inicializar um novo aplicativo Java do Spring Boot

No ambiente do Cloud Shell, use o seguinte comando para inicializar um novo aplicativo do Spring Boot:

$ curl https://start.spring.io/starter.tgz \
  -d packaging=jar \
  -d dependencies=cloud-gcp,web,lombok \
  -d baseDir=spanner-example \
  -d type=maven-project \
  -d bootVersion=3.2.6 | tar -xzvf -

$ cd spanner-example

Isso vai criar um novo diretório spanner-example/ com um novo projeto Maven, junto com o pom.xml do Maven, um wrapper do Maven e um ponto de entrada do aplicativo.

No arquivo pom.xml, adicione a ativação do Spring Data Cloud Spanner.

spanner-example/pom.xml (em inglês)

<project>
  ...
  <dependencies>
        ...
        <!-- Add Spring Cloud GCP Spanner Starter -->
        <dependency>
                <groupId>com.google.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-gcp-starter-data-spanner</artifactId>
        </dependency>

        ...

  </dependencies>

  ...
</project>

Em "application.properties", configure as informações de conexão do banco de dados do Spanner:

spanner-example/src/main/resources/application.properties

spring.cloud.gcp.spanner.instance-id=spanner-instance
spring.cloud.gcp.spanner.database=orders

Verifique se JAVA_HOME está definido com a versão correta:

export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-17-openjdk-amd64/

Recrie o app para verificar se a configuração do Maven está correta:

./mvnw package

5. Criar as entidades

Com o suporte ao Spring Data Spanner do Spring Cloud GCP, você pode usar o Spring Data para criar facilmente um objeto Java e um mapeamento idiomático de ORM para uma tabela do Spanner.

Primeiro, crie uma classe Order Item.

spanner-example/src/main/java/com/example/demo/OrderItem.java

package com.example.demo;

import com.google.cloud.spring.data.spanner.core.mapping.Column;
import com.google.cloud.spring.data.spanner.core.mapping.PrimaryKey;
import com.google.cloud.spring.data.spanner.core.mapping.Table;

@Table(name="order_items")
@Data
class OrderItem {
  @PrimaryKey(keyOrder = 1)
  @Column(name="order_id")
  private String orderId;

  @PrimaryKey(keyOrder = 2)
  @Column(name="order_item_id")
  private String orderItemId;

  private String description;
  private Long quantity;
}

Para relacionamentos pai/filho no Spanner, você deve usar uma chave primária composta. Neste exemplo, a chave composta é order_id e order_item_id.

Em seguida, crie uma classe Order:

spanner-example/src/main/java/com/example/demo/Order.java

package com.example.demo;

import java.time.LocalDateTime;
import java.util.List;
import lombok.Data;
import com.google.cloud.spring.data.spanner.core.mapping.Column;
import com.google.cloud.spring.data.spanner.core.mapping.Interleaved;
import com.google.cloud.spring.data.spanner.core.mapping.PrimaryKey;
import com.google.cloud.spring.data.spanner.core.mapping.Table;

@Table(name="orders")
@Data
public class Order {
  @PrimaryKey
  @Column(name="order_id")
  private String id;

  private String description;

  @Column(name="creation_timestamp")
  private LocalDateTime timestamp;

  @Interleaved
  private List<OrderItem> items;
}

Essa classe usa a anotação @Interleaved para criar um relacionamento de um para muitos com os itens do pedido.

6. Criar a interface OrderRepository

Crie a classe OrderRepository com o seguinte conteúdo:

spanner-example/src/main/java/com/example/demo/OrderRepository.java

package com.example.demo;

import com.google.cloud.spring.data.spanner.repository.SpannerRepository;
import org.springframework.stereotype.Repository;

@Repository
public interface OrderRepository extends SpannerRepository<Order, String> {
}

A interface estende SpannerRepository<Order, String>, em que Order é a classe de domínio e String é o tipo de chave primária. A Spring Data fornecerá automaticamente acesso ao CRUD por meio dessa interface e você não precisará criar nenhum código adicional.

7. Criar um controlador REST para operações básicas

Abra a classe DemoApplication do aplicativo principal e modifique-a para que fique assim:

spanner-example/src/main/java/com/example/demo/DemoApplication.java

package com.example.demo;

import java.time.LocalDateTime;
import java.util.UUID;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;
import org.springframework.web.server.ResponseStatusException;

@SpringBootApplication
public class DemoApplication {
        public static void main(String[] args) {
                SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
        }
}

@RestController
class OrderController {
  private final OrderRepository orderRepository;

        OrderController(OrderRepository orderRepository) {
                this.orderRepository = orderRepository;
        }

        @GetMapping("/api/orders/{id}")
        public Order getOrder(@PathVariable String id) {
          return orderRepository.findById(id)
                                .orElseThrow(() -> new ResponseStatusException(HttpStatus.NOT_FOUND, id + " not found"));
        }

        @PostMapping("/api/orders")
        public String createOrder(@RequestBody Order order) {
                // Spanner currently does not auto generate IDs
                // Generate UUID on new orders
                order.setId(UUID.randomUUID().toString());
                order.setTimestamp(LocalDateTime.now());

                order.getItems().forEach(item -> {
                        // Assign parent ID, and also generate child ID
                        item.setOrderId(order.getId());
                        item.setOrderItemId(UUID.randomUUID().toString());
                });

          Order saved = orderRepository.save(order);
          return saved.getId();
        }
}

8. Execute o aplicativo

Recrie e execute o aplicativo.

./mvnw spring-boot:run

Isso deve iniciar corretamente e escutar na porta 8080.

É possível postar um registro de pedido no endpoint:

curl -H"Content-Type: application/json" -d'{"description": "My orders", "items": [{"description": "Android Phone", "quantity": "1"}]}' \
  http://localhost:8080/api/orders

A resposta deve conter o UUID do pedido.

É possível recuperar o pedido com o UUID:

curl http://localhost:8080/api/orders/REPLACE_WITH_ORDER_UUID

Para conferir como os dados são armazenados no Cloud Spanner, acesse o console do Cloud e navegue até Spanner → Instância do Spanner → banco de dados de pedidos → tabela de pedidos → Dados.

780f4947e4a864f6.png

9. Limpar

Para limpar, exclua a instância do Spanner para que ela não receba mais cobranças.

gcloud spanner instances delete spanner-instance -q

10. Parabéns!

Neste codelab, você criou um aplicativo de CLI interativo que pode armazenar e recuperar dados do Cloud Spanner.

Saiba mais

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