Daten aus einer Spring Boot-Anwendung mit Memorystore im Cache speichern

Memorystore for Redis ist ein vollständig verwalteter Redis-Dienst für Google Cloud. Anwendungen, die in Google Cloud ausgeführt werden, können mithilfe des hoch skalierbaren, hochverfügbaren und sicheren Redis-Dienstes eine extrem hohe Leistung erzielen, ohne dass komplexe Redis-Bereitstellungen verwaltet werden müssen. Er kann als Backend für das Daten-Caching verwendet werden, um die Leistung von Spring Boot-Apps zu verbessern. Im Codelab wird beschrieben, wie Sie das einrichten.

Lerninhalte

  • Wie Sie Memorystore als Cache-Back-End für eine Spring Boot-App verwenden.

Voraussetzungen

  • Ein Google Cloud-Projekt
  • Ein Browser, z. B. Google Chrome
  • Erfahrung mit standardmäßigen Linux-Texteditoren wie Vim, Emacs und GNU Nano

Wie werden Sie das Codelab verwenden?

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Einrichtung der Umgebung im eigenen Tempo

Wenn Sie noch kein Google-Konto (Gmail oder Google Apps) haben, müssen Sie eins erstellen. Melden Sie sich in der Google Cloud Platform Console (console.cloud.google.com) an und erstellen Sie ein neues Projekt:

Screenshot vom 10.02.2016, 12:45:26.png

Notieren Sie sich die Projekt-ID, also den projektübergreifend nur einmal vorkommenden Namen eines Google Cloud-Projekts. Der oben angegebene Name ist bereits vergeben und kann leider nicht mehr verwendet werden. Sie wird in diesem Codelab später als PROJECT_ID bezeichnet.

Als Nächstes müssen Sie die Abrechnung in der Cloud Console aktivieren, um Google Cloud-Ressourcen verwenden zu können.

Dieses Codelab sollte Sie nicht mehr als ein paar Dollar kosten, aber es könnte mehr sein, wenn Sie sich für mehr Ressourcen entscheiden oder wenn Sie sie laufen lassen (siehe Abschnitt „Bereinigen“ am Ende dieses Dokuments).

Neuen Nutzern der Google Cloud Platform steht eine kostenlose Testversion mit einem Guthaben von 300$ zur Verfügung.

Google Cloud Shell aktivieren

Klicken Sie in der GCP Console oben rechts in der Symbolleiste auf das Cloud Shell-Symbol:

Klicken Sie dann auf "Cloud Shell starten":

Die Bereitstellung und Verbindung mit der Umgebung dauert nur einen Moment:

Diese virtuelle Maschine verfügt über sämtliche Entwicklertools, die Sie benötigen. Sie bietet ein Basisverzeichnis mit 5 GB nichtflüchtigem Speicher und läuft auf der Google Cloud, wodurch Netzwerkleistung und Authentifizierung deutlich verbessert werden. Sie können die meisten, wenn nicht sogar alle Schritte in diesem Lab einfach mit einem Browser oder Ihrem Google Chromebook durchführen.

Sobald Sie mit Cloud Shell verbunden sind, sollten Sie sehen, dass Sie bereits authentifiziert sind und das Projekt bereits auf Ihre PROJECT_ID eingestellt ist.

Führen Sie in Cloud Shell den folgenden Befehl aus, um zu prüfen, ob Sie authentifiziert sind:

gcloud auth list

Befehlsausgabe

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

Befehlsausgabe

[core]
project = <PROJECT_ID>

Ist dies nicht der Fall, können Sie die Einstellung mit diesem Befehl vornehmen:

gcloud config set project <PROJECT_ID>

Befehlsausgabe

Updated property [core/project].

Starten Sie Cloud Shell.

Nachdem Cloud Shell gestartet wurde, können Sie über die Befehlszeile eine neue Memorystore-Instanz erstellen.

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

Wenn die Memorystore API nicht aktiviert ist, werden Sie gefragt, ob Sie sie aktivieren möchten. Antworte mit 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].

Nach Abschluss des Vorgangs ist Ihre Instanz einsatzbereit.

Rufen Sie die Redis-Host-IP-Adresse der Instanz mit dem folgenden Befehl ab. Sie benötigen sie später noch einmal, wenn Sie Ihre Spring Boot-App konfigurieren.

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

Wenn Sie in der Google Cloud Console zu Storage > Memorystore wechseln, sollte Ihre Instanz den Status „Bereit“ haben :

Erstellen Sie eine Compute Engine-Instanz in derselben Region.

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

Nach Abschluss des Vorgangs ist Ihre Instanz einsatzbereit.

Stellen Sie eine SSH-Verbindung zu Ihrer Instanz her, indem Sie zu Compute > Compute Engine > VM-Instanzen gehen und in der Spalte Verbinden auf SSH klicken:

Installieren Sie in der Shell der VM-Instanz (nicht in Cloud Shell) OpenJDK, Maven und Telnet:

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

Warten Sie, bis die Installation abgeschlossen ist, und fahren Sie dann mit dem nächsten Schritt fort.

Erstellen Sie ein neues Spring Boot-Projekt mit den Abhängigkeiten web, redis und cache:

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

Bearbeiten Sie die Datei application.properties , um die App so zu konfigurieren, dass sie die IP-Adresse des Memorystore-Hosts für Redis verwendet.

$ nano src/main/resources/application.properties

Fügen Sie die folgende Zeile mit Ihrer Memorystore for Redis-IP-Adresse (von vor einigen Schritten) hinzu:

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

Fügen Sie danach eine neue Zeile ein und erstellen Sie eine REST-Controller-Java-Klasse:

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

Fügen Sie der Datei den folgenden Inhalt hinzu:

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;
 }
}

Die Annotation @RequestMapping macht die Methode als HTTP-Endpunkt verfügbar und ordnet einen Teil des Pfads einem Methodenparameter zu (wie durch die Annotation @PathVariable angegeben).

Die Annotation @Cacheable("hello") gibt an, dass die Ausführung der Methode im Cache gespeichert werden soll. Der Cache-Name ist „hello“. Sie wird in Kombination mit dem Parameterwert als Cache-Schlüssel verwendet. Ein Beispiel sehen Sie später im Codelab.

Außerdem müssen Sie das Caching in der Spring Boot-App-Klasse aktivieren.

DemoApplication.java bearbeiten:

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

Importieren Sie org.springframework.cache.annotation.EnableCaching und fügen Sie die Annotation in die Klasse ein. Das Ergebnis sollte so aussehen:

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);
 }
}

Jetzt können Sie die App ausführen.

$ mvn spring-boot:run

Öffnen Sie eine weitere SSH-Verbindung zu Ihrer Instanz. Gehen Sie dabei so vor wie zuvor. Greifen Sie im neuen SSH-Fenster mehrmals auf den Endpunkt /hello/ zu und übergeben Sie „bob“ als Namen.

$ 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

Die erste Anfrage hat fünf Sekunden gedauert, die nächste war jedoch deutlich schneller, obwohl Sie die Thread.sleep(5000)-Invocation in der Methode haben. Das liegt daran, dass die eigentliche Methode nur einmal ausgeführt und das Ergebnis im Cache gespeichert wurde. Bei jedem nachfolgenden Aufruf wird das Ergebnis direkt aus dem Cache zurückgegeben.

Sie können genau sehen, was die App im Cache gespeichert hat. Stellen Sie über dasselbe Terminal, das Sie im vorherigen Schritt verwendet haben, eine Telnet-Verbindung zum Memorystore for Redis-Host her:

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

Verwenden Sie den folgenden Befehl, um die Liste der Cache-Schlüssel aufzurufen:

KEYS *
hello::bob

Wie Sie sehen, wird der Cache-Name als Präfix für den Schlüssel und der Parameterwert als zweiter Teil verwendet.

Verwenden Sie den Befehl GET, um den Wert abzurufen:

$ GET hello::bob
   Hello bob!

Verwenden Sie den Befehl QUIT, um das Programm zu beenden.

Löschen Sie zum Bereinigen Compute Engine- und Memorystore-Instanzen aus Cloud Shell.

Löschen Sie die Compute-Instanz:

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

Memorystore for Redis-Instanz löschen:

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

Sie haben Memorystore for Redis und eine Compute Engine-Instanz erstellt. Außerdem haben Sie eine Spring Boot-App für die Verwendung von Memorystore mit Spring Boot-Caching konfiguriert.

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