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整合 Magento 與 Cloud Spanner

1. 簡介

將 Magento 與 Cloud Spanner 後端整合

Magento 是廣受歡迎的 PHP 開放原始碼電子商務平台，可將資料儲存在 MySQL 中。

這個程式碼研究室是概念驗證，可在目錄模組中使用 Cloud Spanner 取代 MySQL。這對有意將 Magento 或其他 PHP 應用程式與 Spanner 整合、測試及部署的使用者來說非常實用。

Spanner 是 Google Cloud 的全代管企業級分散式資料庫，結合了關聯資料庫模型和非關聯橫向擴充技術的優點，其設計支援全球線上交易處理部署、SQL 語意、高可用性的水平資源調度和交易一致性。Spanner 可處理大量資料，這項功能的用途不限於大型應用程式，而是可針對需要 RDBMS 的所有工作負載，將單一資料庫引擎標準化。Spanner 可在預定維護作業或區域故障時，提供零停機時間的服務，且可用性服務水準協議為 99.999%。可提供高可用性和擴充性，支援現代化應用程式。

課程內容

如何在 GCE 上安裝 Magento
如何設定 Spanner Emulator
如何使用 HarbourBridge 將現有的 MySQL 結構定義遷移至 Spanner
如要整合使用 MySQL 做為資料庫後端的 PHP 應用程式 (例如 Magento)，以便與 Spanner 搭配運作，您需要進行哪些變更

建構項目

本程式碼研究室著重於整合 Magento 與 Spanner。我們會提供程式碼區塊和設定說明，供您複製及貼上，但不會詳細說明。

在這個程式碼研究室中，您將開始整合 Magento 與 Spanner。您將學會以下內容：

設定已安裝 Magento 的 GCE 執行個體
安裝 Spanner Emulator
安裝 HarbourBridge Tool 以將資料從 MySQL 遷移至 Spanner
修改 Magento 集合，從 Spanner 載入產品目錄

軟硬體需求

連結至帳單帳戶的 Google Cloud 專案。
具備 PHP、Linux 和 Apache 設定知識者優先。
具備 Magento 使用經驗會有所幫助，但沒有也無妨。

2. 準備 GCE 執行個體

建立 GCE 執行個體

按照這裡的步驟，在 Google Cloud Platform 中建立 Compute Engine 執行個體。

建立 GCE 執行個體時，請將執行個體類型變更為 e2-standard-2，並將開機磁碟大小設為 20 GB。您可保留任何預設值，但請務必選取「允許 HTTP 流量」和「允許 HTTPS 流量」，因為我們將使用 Magento 的網頁介面。

這會產生 e2-standard-2 的機器類型，這不是共用核心執行個體，並且具備 2 個 vCPU、8 GB RAM 和 20 GB 的磁碟空間。

作業系統為 Debian 10。執行個體建立作業可能需要一至兩分鐘才能完成。

建立完成後，請在 Cloud 控制台中按一下「SSH」，然後登入：

系統會開啟新的瀏覽器視窗，並將您帶往終端機。

安裝必要軟體

您必須先安裝一些必要軟體，才能執行 Magento。具體來說，您將按照下列說明安裝 PHP、Elastic、MySQL 和 Apache。

安裝部分必要套件。

sudo apt update

sudo apt -y install lsb-release apt-transport-https ca-certificates wget git screen composer google-cloud-sdk-spanner-emulator gcc

安裝 Magento 所需的 PHP 模組。

sudo wget -O /etc/apt/trusted.gpg.d/php.gpg https://packages.sury.org/php/apt.gpg

echo "deb https://packages.sury.org/php/ $(lsb_release -sc) main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/php.list

sudo apt update

sudo apt -y install php7.4-fpm php7.4-common php7.4-mysql php7.4-gmp php7.4-curl php7.4-intl php7.4-mbstring php7.4-xmlrpc php7.4-gd php7.4-xml php7.4-cli php7.4-zip php7.4-bcmath php7.4-soap php7.4-grpc

安裝 Elasticsearch 並啟動服務

wget -qO - https://artifacts.elastic.co/GPG-KEY-elasticsearch | sudo apt-key add -

echo "deb https://artifacts.elastic.co/packages/7.x/apt stable main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/elastic-7.x.list

sudo apt update && sudo apt -y install elasticsearch

echo "-Xms1g
-Xmx1g" | sudo tee /etc/elasticsearch/jvm.options.d/jvm.options

sudo systemctl start elasticsearch.service

安裝 MySQL

您正在安裝 MySQL，以便安裝預設的 Magento 結構定義。稍後，您會使用 HarbourBridge 將結構定義遷移至 Spanner。

wget https://dev.mysql.com/get/mysql-apt-config_0.8.13-1_all.deb

sudo dpkg -i mysql-apt-config*

上方的 dpkg 指令會顯示互動式提示，用於安裝 MySQL 5.7 伺服器。選取選項：

MySQL 伺服器和叢集
mysql-5.7
確定

sudo apt update && sudo apt -y install mysql-server
# You will be prompted to enter a root password

安裝 Apache2

sudo apt -y install apache2

sudo a2enmod proxy_fcgi rewrite

安裝及設定 Magento2

Magento Commerce Cloud 專案包含資料庫結構定義和服務，可全面存取 Magento 網站和商店。

如要安裝並執行此擴充功能，最簡單的方法就是按照 Magento 指示使用 Composer 進行安裝：

使用 Composer 安裝 Magento 2.4.2 版。Magento 2 需要 Composer 1.x 版本。您可能會看到一些警告，說明這個版本的支援即將淘汰。

composer create-project --repository-url=https://repo.magento.com/ magento/project-community-edition=2.4.2 magento2

設定資料夾權限

cd magento2

find var generated vendor pub/static pub/media app/etc -type f -exec chmod g+w {} +

find var generated vendor pub/static pub/media app/etc -type d -exec chmod g+ws {} +

建立 /etc/apache2/sites-available/magento.conf 並加入下列內容，即可設定 Magento 虛擬主機。

sudo nano /etc/apache2/sites-available/magento.conf

<VirtualHost *:80>
        ServerAdmin admin@local-magento.com
        DocumentRoot /var/www/html/magento/

        <Directory /var/www/html/magento/>
                Options Indexes FollowSymlinks MultiViews
                AllowOverride All
                Order allow,deny
                allow from all
        </Directory>

        <FilesMatch \.php$>
               SetHandler "proxy:unix:/run/php/php7.4-fpm.sock|fcgi://localhost"
        </FilesMatch>

        ErrorLog ${APACHE_LOG_DIR}/error.log
        CustomLog ${APACHE_LOG_DIR}/access.log combined
</VirtualHost>

建立符號連結並重新啟動 apache2。

cd ~/magento2
sudo ln -s $(pwd) /var/www/html/magento 
sudo ln -s /etc/apache2/sites-available/magento.conf  /etc/apache2/sites-enabled/magento.conf
sudo rm /etc/apache2/sites-enabled/000-default.conf

sudo systemctl restart apache2

在 MySQL 建立 Magento 的資料庫和使用者

export ROOT_PASSWORD="<root password from installation>"
export GCE_INSTANCE_IP="<GCE instance IP>"
mysql -uroot -p$ROOT_PASSWORD -e "create database magento"

bin/magento sampledata:deploy

bin/magento setup:install --base-url=http://$GCE_INSTANCE_IP/ --db-host=localhost \
--db-name=magento --db-user=root --db-password=$ROOT_PASSWORD --admin-firstname=admin \
--admin-lastname=demo --admin-email=good@example.com --admin-user=admin \
--admin-password=magento123 --language=en_US --currency=USD --timezone=America/Chicago \
--use-rewrites=1

sudo chown -R :www-data ~/magento2/.

驗證本機工作區如要驗證本機環境是否代管伺服器，請使用您在安裝指令中傳遞的基準網址存取商店。在本例中，您可以使用下列網址格式存取本機 Magento 商店：

http://<GCEexternalIP>/
http://<GCEexternalIP>/<adminuri>

您可以在 Cloud 控制台中找到 GCEexternalIP：

如要變更管理控制台的 URI，請使用下列指令找出面板：

php bin/magento info:adminuri

停用完整頁面快取進行開發作業時，您可以停用 Magento2 的完整頁面快取。這樣就能修改 Spanner 中的資料，讓資料反映在網站上，而不會受到快取值的影響。

php bin/magento cache:disable full_page

設定 Spanner

安裝 Spanner 模擬器

Cloud SDK 提供記憶體內的本機模擬器，您可以免費使用該模擬器開發及測試應用程式，無須建立 GCP 專案或帳單帳戶。由於模擬器只會在記憶體中儲存資料，因此重新啟動時，所有狀態 (包括資料、結構定義和設定) 都會遺失。模擬器提供的 API 與 Spanner 實際工作環境服務相同，適用於本機開發和測試，而非用於正式環境部署。

請點選下方連結，進一步瞭解如何安裝、使用及部署模擬器：

使用 Spanner 模擬器

# Set up a new configuration to use the emulator
gcloud config configurations create emulator
gcloud config set auth/disable_credentials true
gcloud config set project magento
gcloud config set api_endpoint_overrides/spanner http://localhost:9020/

# Start emulator in a screen session
screen -S magento
gcloud emulators spanner start &
gcloud spanner instances create magento-instance --config=emulator-config --description='Magento Instance' --nodes=1

# Detach from screen 
ctrl+a+d

export SPANNER_EMULATOR_HOST=localhost:9010

將 Magento MySQL 遷移至 Spanner

在深入探討 Spanner 整合作業之前，我們會使用名為 HarbourBridge 的工具，將在上述 Magento 安裝作業中建立的 MySQL 資料庫轉換為 Spanner。

HarbourBridge 的核心功能是提供自動化工作流程，可將現有 MySQL 或 PostgreSQL 資料庫的內容載入 Spanner。而且無須設定，不必寫入資訊清單或資料對應。而是匯入來源資料庫、建構 Spanner 結構定義、建立新的 Spanner 資料庫，並填入來源資料庫的資料，然後產生詳細的評估報告。HarbourBridge 的用途是載入最多幾十 GB 的資料庫，以便評估，而非進行全面遷移。

HarbourBridge 會使用現有的 MySQL 或 PostgreSQL 來源資料庫，快速啟用 Spanner 並開始執行，以便在早期階段遷移至 Spanner。這項工具會產生評估報告，內含 Spanner 的整體遷移健身狀況分數、以表格呈現的類型對應分析，以及 Spanner 不支援的來源資料庫中所用功能的清單。

HarbourBridge 可搭配 Spanner Emulator 或直接搭配 Spanner 例項使用。

HarbourBridge README 內含逐步操作快速入門指南，可協助您搭配 Spanner 執行個體使用這項工具。

安裝 HarbourBridge

將該工具下載至您的電腦中，然後安裝。您必須安裝 golang，這項功能才能運作。如果先前未設定 Go，在全新執行個體上安裝所有必要模組可能需要一段時間。

# Install golang
cd ~
wget https://golang.org/dl/go1.17.2.linux-amd64.tar.gz
sudo tar -zxvf go1.17.2.linux-amd64.tar.gz -C /usr/local
rm go1.17.2.linux-amd64.tar.gz

echo 'export GOROOT=/usr/local/go' | sudo tee -a /etc/profile
echo 'export PATH=/usr/local/go/bin:$HOME/go/bin:$PATH' | sudo tee -a /etc/profile
source /etc/profile

# Install harbourbridge
git clone https://github.com/cloudspannerecosystem/harbourbridge
cd harbourbridge
go run github.com/cloudspannerecosystem/harbourbridge help

遷移資料

使用下列指令，將 Magento 資料庫遷移至 Spanner：

mysqldump --user='root' --password=$ROOT_PASSWORD magento | go run github.com/cloudspannerecosystem/harbourbridge -driver=mysqldump -dbname=magento

設定 spanner-cli 工具

go install github.com/cloudspannerecosystem/spanner-cli@latest

3. 將 Magento 轉換為可與 Spanner 搭配運作

現在 Magento 已經開始運作，並遷移了透過 Magento 資料庫建立的 Spanner 執行個體，我們將著手修改 Magento，以處理 Spanner 中儲存的資料。

系統會執行下列步驟來轉換 Magento 安裝項目：

複製 magento-spanner-port 專案
變更 Spanner 的連線
驗證是否已從 Spanner 填入目錄詳細資料

複製 Magento 專案的分支

從下方提到的 Git 網址複製 Magento 的 PHP 應用程式程式碼，其中包含目錄、願望清單和購物車模組的修改內容。

cd ~
git clone https://github.com/searceinc/magento-spanner-port

您的主目錄應如下所示：

$ ls
go  harbourbridge  magento-spanner-port  magento2

其中 magento2 是要修改的程式碼集，使用 magento-spanner-port 的程式碼。

變更至 Spanner 的連線

如要檢查程式碼修改內容是否已反映在 UI 中，請按照下列步驟操作：

如需實作範例，請參閱 GitHub 連結 https://github.com/searceinc/magento-spanner-port。

要求使用 google/cloud-spanner PHP 用戶端程式庫
新增 Spanner 轉接器，以連線至 Spanner。
設定 Spanner 執行個體和伺服器資訊。
在 Adapter 中新增 SpannerInterface 和 Spanner，以實作與 Spanner 的連線。

首先，我們需要使用 Composer 安裝 cloud-spanner PHP 程式庫。在 magento2 目錄中執行下列指令：

cd ~/magento2
composer require google/cloud-spanner

接著，我們會將 magento-spanner-port 中的 Spanner Adapter 檔案新增至 magento2 程式碼集：

~/magento2$ cp -r ../magento-spanner-port/lib/internal/Magento/Framework/DB/Adapter/Spanner vendor/magento/framework/DB/Adapter/.
~/magento2$ ls -l vendor/magento/framework/DB/Adapter/Spanner
total 16
-rw-r--r-- 1 derekdowney derekdowney 10378 Nov  9 21:03 Spanner.php
-rw-r--r-- 1 derekdowney derekdowney  2948 Nov  9 21:03 SpannerInterface.php

接著，請修改 DB/Adapter/Spanner/Spanner.php 檔案，輸入 $project_id、$instance 和 $database 的 Spanner 連線資訊：

$ nano vendor/magento/framework/DB/Adapter/Spanner/Spanner.php

class Spanner implements SpannerInterface
{
    /**
     * Google cloud project id
     * @var string
     */
    private $project_id = 'magento';

    /**
     * Google cloud instance name
     * @var string
     */
    private $instance  = 'magento-instance';

    /**
     * Cloud Spanner database name
     * @var string
     */
    private $database  = 'magento';

    /**
     * Is Cloud Spanner emulator
     * @var bool
     */
    private $is_emulator = true;
...
   /**
    * Set database connection adapter
    *
    * @param \Magento\Framework\DB\Adapter\AdapterInterface $conn
    * @return $this
    * @throws \Magento\Framework\Exception\LocalizedException
    */
   public function setConnection(\Magento\Framework\DB\Adapter\AdapterInterface $conn)
   {
       $this->_conn = $conn;
       $this->_select = $this->_conn->select();
       $this->_isOrdersRendered = false;
       return $this;
   }


   /**
     * Set Cloud Spanner database connection adapter
     *
     * @return void
     * @throws \Magento\Framework\Exception\LocalizedException
     */
    private function setSpannerConnection()
    {
        $this->_spanner_conn = new Spanner();
    }

修改 Magento 中的 AbstractDB 類別，現在使用 Spanner 轉接器中新建立的 Connection 函式連線至 Spanner。在檔案的白線之後加入綠色線條。請參閱 vendor/magento/framework/Data/Collection/AbstractDb.php

$ nano vendor/magento/framework/Data/Collection/AbstractDb.php
...
use Psr\Log\LoggerInterface as Logger;
use Magento\Framework\DB\Adapter\Spanner\Spanner;
...
    protected $_conn;

    /**
     * Cloud Spanner connection
     *
     * @var \Magento\Framework\DB\Adapter\Spanner\SpannerAdapterInterface
     */
    protected $_spanner_conn;
...
       if ($connection !== null) {
            $this->setConnection($connection);
        }
        $this->setSpannerConnection();
        $this->_logger = $logger;
...
   /**
     * Retrieve connection object
     *
     * @return AdapterInterface
     */
    public function getConnection()
    {
        return $this->_conn;
    }

   /**
     * Retrieve connection object
     *
     * @return SpannerAdapterInterface
     */
    public function getSpannerConnection()
    {
        return $this->_spanner_conn;
    }
...

連線建立後，我們需要將資料擷取方法從 MySQL 轉換至 Spanner 轉接器。修改 AbstractCollection 中的 _loadAttributes 方法，以連線至 Spanner 並從 Spanner 擷取資料。將紅線替換成綠線。

請參閱 /app/code/Magento/Eav/Model/Entity/Collection/AbstractCollection.php

$ nano ./vendor/magento/module-eav/Model/Entity/Collection/AbstractCollection.php

use Magento\Framework\Exception\LocalizedException;
use Google\Cloud\Spanner\SpannerClient;

...
               try {
                    if (is_array($selects)) {
                        $select = implode(' UNION ALL ', $selects);
                    } else {
                        $select = $selects;
                    }
                   $values = $this->getConnection()->fetchAll($select);
                   $con = $this->getSpannerConnection();

                    /**
                     * Cloud Spanner follows strict type so cast the columns in common type
                     */
                    $select = $con->addCast($select, "`t_d`.`value`", 'string');
                    $select = $con->addCast($select, "`t_s`.`value`", 'string');
                    $select = $con->addCast($select, "IF(t_s.value_id IS NULL, t_d.value, t_s.value)", 'string');
                    
                    $values = $con->fetchAll($select);

...

驗證目錄詳細資料是否已從 Spanner 填入

大功告成！現在您可以在瀏覽器中前往 Magento 安裝頁面，檢查資料是否正在載入。

舉例來說，手錶的目錄項目如下：

透過終端機修改某個產品的 Spanner 資料，然後透過終端機查詢資料，確認 Spanner 中的修改內容。

$ spanner-cli -pmagento -i magento-instance -d magento
spanner> SELECT * FROM catalog_product_entity_varchar WHERE value LIKE "Aim Analog%";
+----------+--------------+----------+-----------+--------------------+
| value_id | attribute_id | store_id | entity_id | value              |
+----------+--------------+----------+-----------+--------------------+
| 390      | 73           | 0        | 36        | Aim Analog Watch |
+----------+--------------+----------+-----------+--------------------+
1 rows in set (80.711542ms)

spanner> UPDATE catalog_product_entity_varchar SET value = "Aim Analog Spanner" WHERE value_id=390;
Query OK, 1 rows affected (0.19 sec)

spanner> SELECT * FROM catalog_product_entity_varchar WHERE value_id=390;
+----------+--------------+----------+-----------+--------------------+
| value_id | attribute_id | store_id | entity_id | value              |
+----------+--------------+----------+-----------+--------------------+
| 390      | 73           | 0        | 36        | Aim Analog Spanner |
+----------+--------------+----------+-----------+--------------------+
1 rows in set (80.711542ms)

現在，請重新載入畫面，確認手錶名稱現在已透過 Spanner 終端機更新為「Aim Analog Spanner」。

4. 恭喜

恭喜，您已成功將 Magento 的目錄模組連結至 Spanner！這並非完整整合，但您現在已瞭解如何讓 Magento 等 PHP 應用程式連結至 Spanner 執行個體。

正在清除所用資源

完成 POC 設定和驗證後，您可能要刪除在過程中建立的 GCP 資源。這包括 Compute Engine 虛擬機器，以及您決定使用 Cloud Spanner 執行個體 (而非模擬器) 時的執行個體。

後續步驟

這只是 Spanner 合作夥伴業務聯絡人的原型模型。

如要進一步瞭解如何使用 Spanner 和我們在本程式碼研究室中使用的技術，請參考以下額外資源：