spring-boot-reactive-r2dbc-pool-postgresql

spring-boot-reactive-r2dbc-pool-postgresql

ตัวอย่างการเขียน Spring-boot Reactive R2DBC (The Reactive Relational Database Connectivity) Pool + Postgresql

• R2DBC (The Reactive Relational Database Connectivity) เป็น Library/Dependency ฝั่งภาษา Java สำหรับการเขียน Code เพื่อเชื่อมต่อไปยัง Database แบบ Reactive (Non-Block I/O)
• มี Spring-data รองรับ เพื่อให้สามารถเขียน CRUD และเขียน Query อื่น ๆ ได้ง่ายขึ้น
• R2DBC-Pool เป็น Dependency สำหรับทำ Connection Pool สำหรับ R2DBC
• Connection Pool คือการสร้าง Connection ทิ้งไว้ตามจำนวนที่กำหนด แล้ว Reuse ใช้ซ้ำ เพื่อลด Cost ในการสร้าง/ทำลาย หรือ เปิด/ปิด Connection ทุกครั้งที่ใช้งาน เพื่อทำให้ Performance ดีขึ้น

เว็บไซต์

• https://r2dbc.io/
• https://spring.io/projects/spring-data-r2dbc

Performance

• Performance of relational database drivers. R2DBC vs JDBC

Prerequisites

• เตรียมฐานข้อมูล PostgreSQL ให้พร้อม

docker run -d -p 5432:5432 --name postgres -e POSTGRES_PASSWORD=password postgres

• สร้าง schema app
• สร้าง table user ที่ schema app โดยใช้ SQL นี้

CREATE SCHEMA "app";
CREATE TABLE "app"."user" (
    "id" UUID NOT NULL,
    "username" varchar(50) NOT NULL,
    "first_name" varchar(50) NOT NULL,
    "last_name" varchar(50) NOT NULL,
    PRIMARY KEY ("id")
);

1. เพิ่ม Dependencies และ Plugins

pom.xml

...
<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>3.2.1</version>
</parent>

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-webflux</artifactId>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
        <scope>provided</scope>
    </dependency>

    <!-- Database ****************************************************** -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-data-r2dbc</artifactId>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>io.r2dbc</groupId>
        <artifactId>r2dbc-postgresql</artifactId>
        <scope>runtime</scope>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>io.r2dbc</groupId>
        <artifactId>r2dbc-pool</artifactId>
        <version>1.0.1.RELEASE</version>
    </dependency>
    <!-- Database ****************************************************** -->
</dependencies>

<build>
    <plugins>
        <plugin>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            <executions>        
                <execution>            
                    <id>build-info</id>            
                    <goals>                
                        <goal>build-info</goal>            
                    </goals>        
                    <configuration>                
                        <additionalProperties>                    
                            <java.version>${java.version}</java.version>                                   
                        </additionalProperties>            
                    </configuration>        
                </execution>    
            </executions>
        </plugin>
    </plugins>
</build>
...

คำอธิบาย

• r2dbc-postgresql เป็น dependency r2dbc สำหรับ postgresql
• r2dbc-pool เป็น dependency สำหรับทำ connection pool ให้ r2dbc
• spring-boot-starter-data-r2dbc เป็น dependency สำหรับใช้ spring-data ร่วมกับ r2dbc

2. เขียน Main Class

@SpringBootApplication
public class AppStarter {

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

}

3. กำหนด Config

classpath:application.properties

#---------------------------------- Logging ------------------------------------
logging.level.me.jittagornp=DEBUG
logging.level.org.springframework.data.r2dbc=DEBUG
logging.level.io.r2dbc.pool=DEBUG

#---------------------------------- R2dbc --------------------------------------
spring.r2dbc.url=r2dbc:postgresql://localhost/postgres?schema=app
spring.r2dbc.username=postgres
spring.r2dbc.password=password

# config from https://github.com/r2dbc/r2dbc-pool
spring.r2dbc.pool.initialSize=10
spring.r2dbc.pool.maxSize=100
#30 minutes
spring.r2dbc.pool.maxIdleTime=PT30M
spring.r2dbc.pool.validationQuery=SELECT 1

หมายเหตุ

• สังเกตตรง spring.r2dbc.url จะเป็น pool คือ r2dbc:pool:postgresql://
• มีการ config pool เพิ่มเติมจาก r2dbc ธรรมดา ๆ

คำอธิบาย Pool

• initialSize=10 คือ กำหนด Connection Pool ตั้งต้น 10 Connections
• maxSize=100 คือ เมื่อ Connection มีการเพิ่มจำนวน ให้ Maximum สูงสุดได้ 100 Connections
• maxIdleTime=PT30M คือ ถ้าไม่ได้ใช้ Connection ใด ๆ เกิน 30 นาที ให้ทำลาย หรือปิด Connection นั้นทิ้งไป
• validationQuery=SELECT 1 คือ SQL ที่ใช้ในการ Polling เพื่อให้ Connection นั้นยังมีชีวิต (Alive) อยู่ โดยไม่ถูกปิดไปโดยอัตโนมัติ

Config อื่น ๆ ให้เรียนรู้จาก https://github.com/r2dbc/r2dbc-pool

4. เขียน Entity

Entity จะเป็นตัว Map ไปยัง Table app.user

@Data
@Builder
@Table("app.user")
public class UserEntity {
    
    //Primary Key
    @Id
    private UUID id;

    private String username;

    @Column("first_name")
    private String firstName;

    @Column("last_name")
    private String lastName;
}

คำอธิบาย

• Annotation ต่าง ๆ ที่ใช้ ไม่ได้เป็นของ javax.persistence.* แต่เป็น Annotation ของ Spring-data เอง
• ความสามารถของ Annotation จะไม่เท่ากับใน javax.persistence.* คือ ไม่สามารถกำหนด length, nullable ไม่สามาถทำ Join ต่าง ๆ ได้ ทำได้อย่างเดียวคือ Mapping Table/Column และกำหนด Primary Key ได้เท่านั้น
• ความสามารถเรื่องการ Join หรือ Constraint ต่าง ๆ จะใช้ Native SQL ทำเป็นหลัก

เรื่อง Annotation ที่สามารถใช้ได้ ให้ดูจากเอกสารหน้านี้ https://docs.spring.io/spring-data/r2dbc/docs/1.1.4.RELEASE/reference/html/#mapping.usage.annotations

5. เขียน Repository

เพื่อทำ Default CRUD

public interface UserRepository extends ReactiveCrudRepository<UserEntity, UUID> {

}

6. เขียน Controller

@RestController
@RequestMapping("/users")
@RequiredArgsConstructor
public class UserController {

    private final R2dbcEntityOperations operations;

    private final UserRepository userRepository;

    @GetMapping
    public Flux<UserEntity> findAll() {
        return userRepository.findAll();
    }

    @GetMapping("/{id}")
    public Mono<UserEntity> findById(@PathVariable("id") final UUID id) {
        return userRepository.findById(id)
                .switchIfEmpty(Mono.error(new NotFoundException("User id \"" + id.toString() + "\"not found")));
    }

    @ResponseStatus(HttpStatus.CREATED)
    @PostMapping
    public Mono<UserEntity> create(@RequestBody final UserEntity entity) {
        entity.setId(UUID.randomUUID());
        return operations.insert(UserEntity.class)
                .using(entity)
                .then()
                .thenReturn(entity);
    }

    @PutMapping("/{id}")
    public Mono<UserEntity> update(@PathVariable("id") final UUID id, @RequestBody final UserEntity entity) {
        return findById(id)
                .flatMap(dbEntity -> {
                    dbEntity.setFirstName(entity.getFirstName());
                    dbEntity.setLastName(entity.getLastName());
                    return userRepository.save(dbEntity);
                });
    }

    @ResponseStatus(HttpStatus.NO_CONTENT)
    @DeleteMapping("/{id}")
    public Mono<Void> deleteById(@PathVariable("id") final UUID id) {
        return findById(id)
                .flatMap(dbEntity -> {
                    return userRepository.deleteById(dbEntity.getId());
                });
    }
}

หมายเหตุ

• ตอน insert ใช้ R2dbcEntityOperations แทน repository เนื่องจาก repository จะไม่สามารถ insert entity ที่มีการ set id ตั้งต้นได้

7. Build Code

cd ไปที่ root ของ project จากนั้น

$ mvn clean package

8. Run

$ mvn spring-boot:run

9. ทดสอบด้วย Postman

Create User

Get all Users

ตัวอย่าง Console Log ที่ใช้ Pool

Select Users from table