使用 Memorystore 快取 Spring Boot 應用程式的資料

Memorystore for Redis 是適用於 Google Cloud 的全代管 Redis 服務。透過運用高擴充性、高可用性和安全的 Redis 服務，您無須費心管理複雜的 Redis 部署作業，即可讓 Google Cloud 上執行的應用程式得以發揮最佳效能。可用於資料快取後端，提升 Spring Boot 應用程式效能。程式碼研究室會說明如何設定。

課程內容

  • 瞭解如何將 Memorystore 做為 Spring Boot 應用程式的快取後端。

軟硬體需求

  • Google Cloud 專案
  • 瀏覽器，例如 Google Chrome
  • 熟悉標準 Linux 文字編輯器，例如 Vim、Emacs 和 GNU Nano

您會如何使用這個程式碼研究室？

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自行設定環境

如果您還沒有 Google 帳戶 (Gmail 或 Google 應用程式)，請先建立帳戶。登入 Google Cloud Platform 主控台 (console.cloud.google.com)，然後建立新專案：

Screenshot from 2016-02-10 12:45:26.png

請記住專案 ID，這是所有 Google Cloud 專案中不重複的名稱 (上述名稱已遭占用，因此不適用於您，抱歉！)。本程式碼研究室稍後會將其稱為 PROJECT_ID。

接著，您必須在 Cloud 控制台中啟用帳單，才能使用 Google Cloud 資源。

完成本程式碼研究室的費用不應超過數美元，但如果您決定使用更多資源，或是將資源繼續執行 (請參閱本文件結尾的「清除」一節)，則可能會增加費用。

Google Cloud Platform 新使用者享有價值 $300 美元的免費試用期。

啟用 Google Cloud Shell

在 GCP 主控台的右上角工具列中，按一下 Cloud Shell 圖示：

然後按一下「啟動 Cloud Shell」：

佈建並連線至環境的作業只需幾分鐘的時間：

這部虛擬機器搭載各種您需要的開發工具，提供永久的 5 GB 主目錄，而且在 Google Cloud 中運作，可大幅提升網路效能和驗證功能。您只需要瀏覽器或 Google Chromebook，就能完成這個實驗室的大部分工作 (甚至全部)。

連線至 Cloud Shell 後，您應會發現自己通過驗證，且專案已設為您的「PROJECT_ID」PROJECT_ID。

在 Cloud Shell 中執行下列指令，確認您已通過驗證：

gcloud auth list

指令輸出

Credentialed accounts:
 - <myaccount>@<mydomain>.com (active)
 
gcloud config list project

指令輸出

[core]
project = <PROJECT_ID>

如未設定，請輸入下列指令設定專案：

gcloud config set project <PROJECT_ID>

指令輸出

Updated property [core/project].

啟動 Cloud Shell。

啟動 Cloud Shell 後，您可以使用指令列建立新的 Memorystore 執行個體。

$ gcloud redis instances create myinstance --size=1 --region=us-central1

如果 Memorystore API 未啟用，系統會詢問是否要啟用。回答「y」。

API [redis.googleapis.com] not enabled on project [204466653457].
Would you like to enable and retry (this will take a few minutes)?
(y/N)?  y
Enabling service redis.googleapis.com on project 204166153457...
Waiting for async operation operations/tmo-acf.c8909997-1b4e-1a62-b6f5-7da75cce1416 to complete...
Operation finished successfully. The following command can describe the Operation details:
 gcloud services operations describe operations/tmo-acf.c8909997-1b4e-1a62-b6f5-7da75cce1416
Create request issued for: [myinstance]
Waiting for operation [operation-1538645026454-57763b937ad39-2564ab37-3fea7701] to complete...done.
Created instance [myinstance].

作業完成後，您就可以使用執行個體。

執行下列指令，取得執行個體的 redis 主機 IP 位址。稍後設定 Spring Boot 應用程式時，您會再次使用這個值。

$ gcloud redis instances describe myinstance --region=us-central1 \
  | grep host
host: 10.0.0.4

在 Google Cloud 控制台中，依序前往「Storage」>「Memorystore」，您應該就能看到執行個體處於「ready」狀態：

在相同地區中建立 Compute Engine 執行個體。

$ gcloud compute instances create instance-1 --zone us-central1-c

作業完成後，您就可以使用執行個體。

依序前往「Compute」 >「Compute Engine」 >「VM instances」，然後在「Connect」欄中點選「SSH」，即可透過 SSH 連線至執行個體：

在虛擬機器 (VM) 執行個體殼層 (而非 Cloud Shell) 中，安裝 OpenJDK、Maven、telnet：

$ sudo apt-get install openjdk-8-jdk-headless maven telnet

等待安裝完成，然後繼續下一個步驟。

使用 web、redis 和 cache 依附元件建立新的 Spring Boot 專案：

$ curl https://start.spring.io/starter.tgz \
  -d dependencies=web,redis,cache -d language=java -d baseDir=cache-app \
  | tar -xzvf - && cd cache-app

編輯 application.properties 檔案，將應用程式設定為使用 Memorystore 執行個體的 IP 位址做為 Redis 主機。

$ nano src/main/resources/application.properties

新增下列行，並填入 Memorystore for Redis IP 位址 (來自前幾個步驟)：

spring.redis.host=<memorystore-host-ip-address>

在該行後方新增一行，然後建立 REST 控制器 Java 類別：

$ nano src/main/java/com/example/demo/HelloWorldController.java

將下列內容放入檔案中：

package com.example.demo;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cache.annotation.Cacheable;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class HelloWorldController {
@Autowired
private StringRedisTemplate template;

@RequestMapping("/hello/{name}")
@Cacheable("hello")
public String hello(@PathVariable String name) throws InterruptedException {
  Thread.sleep(5000);
  return "Hello " + name;
 }
}

@RequestMapping 註解會將方法公開為 HTTP 端點，並將路徑的一部分對應至方法參數 (如 @PathVariable 註解所示)。

@Cacheable("hello") 註解表示方法執行作業應快取，且快取名稱為「hello」。這個註解會與參數值一併做為快取鍵。您會在稍後的程式碼實驗室中看到範例。

此外，您也需要在 Spring Boot 應用程式類別中啟用快取。

編輯「DemoApplication.java」：

$ nano src/main/java/com/example/demo/DemoApplication.java

匯入 org.springframework.cache.annotation.EnableCaching，並使用這個註解為類別加上註解。結果看起來會像這樣：

package com.example.demo;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cache.annotation.EnableCaching;

@SpringBootApplication
@EnableCaching
public class DemoApplication {

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

現在可以執行應用程式了！

$ mvn spring-boot:run

以先前的方式開啟與執行個體的另一個 SSH 連線。在新 SSH 視窗中，多次存取 /hello/ 端點，並將「bob」做為名稱傳遞。

$ time curl http://localhost:8080/hello/bob 
Hello bob!

real        0m5.408s
user        0m0.036s
sys        0m0.009s

$ time curl http://localhost:8080/hello/bob 
Hello bob!

real        0m0.092s
user        0m0.021s
sys        0m0.027s

請注意，第一次要求耗時五秒，但下一次要求的速度明顯快得多，即使方法中有 Thread.sleep(5000)invocation 也是如此。這是因為實際方法只執行一次，結果會放入快取中。後續每次呼叫都會直接從快取傳回結果。

您可實際查看應用程式快取的內容。在您上個步驟使用的相同終端機中，使用 telnet 連線至 Memorystore for Redis 主機：

$ telnet <memorystore-host-ip-address> 6379

如要查看快取鍵清單，請使用下列指令：

KEYS *
hello::bob

如您所見，快取名稱會做為金鑰的前置字元，參數值則會做為第二部分。

如要擷取值，請使用 GET 指令：

$ GET hello::bob
   Hello bob!

使用 QUIT 指令結束。

如要清理，請從 Cloud Shell 刪除 Compute Engine 和 Memorystore 執行個體。

刪除運算執行個體：

$ gcloud compute instances delete instance-1 --zone us-central1-c

刪除 Memorystore for Redis 執行個體：

$ gcloud redis instances delete myinstance --region=us-central1

您已建立 Memorystore for Redis 和 Compute Engine 執行個體。此外，您也設定了 Spring Boot 應用程式，透過 Spring Boot 快取使用 Memorystore！

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授權

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