Gunakan Spring Data R2DBC dengan Azure Database for PostgreSQL

Artikel ini menunjukkan pembuatan aplikasi sampel yang menggunakan Spring Data R2DBC untuk menyimpan dan mengambil informasi di database Azure Database for PostgreSQL. Sampel akan menggunakan implementasi R2DBC untuk PostgreSQL dari repositori r2dbc-postgresql di GitHub.

R2DBC membawa API reaktif ke database relasional tradisional. Anda dapat menggunakannya dengan Spring WebFlux untuk membuat aplikasi Spring Boot yang sepenuhnya reaktif, yang menggunakan API non-blocking. Ini akan memberikan skalabilitas yang lebih baik daripada pendekatan klasik "satu utas per koneksi".

• Langganan Azure - membuat secara gratis.

• Java Development Kit (JDK), versi 8 atau yang lebih tinggi.

• Apache Maven.

• Azure CLI.

• Klien baris perintah PostgreSQL.

• cURL atau utilitas HTTP serupa untuk menguji fungsionalitas.

Dalam artikel ini, Anda akan membuat kode aplikasi sampel. Jika Anda ingin lebih cepat, aplikasi ini sudah dikodekan dan tersedia di https://github.com/Azure-Samples/quickstart-spring-data-r2dbc-postgresql.

Pertama, siapkan beberapa variabel lingkungan dengan menjalankan perintah berikut:

export AZ_RESOURCE_GROUP=database-workshop
export AZ_DATABASE_SERVER_NAME=<YOUR_DATABASE_SERVER_NAME>
export AZ_DATABASE_NAME=<YOUR_DATABASE_NAME>
export AZ_LOCATION=<YOUR_AZURE_REGION>
export AZ_POSTGRESQL_ADMIN_USERNAME=spring
export AZ_POSTGRESQL_ADMIN_PASSWORD=<YOUR_POSTGRESQL_ADMIN_PASSWORD>
export AZ_POSTGRESQL_NON_ADMIN_USERNAME=nonspring
export AZ_POSTGRESQL_NON_ADMIN_PASSWORD=<YOUR_POSTGRESQL_NON_ADMIN_PASSWORD>
export AZ_LOCAL_IP_ADDRESS=<YOUR_LOCAL_IP_ADDRESS>

Ganti tempat penampung dengan nilai berikut, yang digunakan di seluruh artikel ini:

• <YOUR_DATABASE_SERVER_NAME>: Nama server PostgreSQL Anda, yang harus unik di seluruh Azure.
• <YOUR_DATABASE_NAME>: Nama database server PostgreSQL, yang harus unik dalam Azure.
• <YOUR_AZURE_REGION>: Wilayah Azure yang akan Anda gunakan. Anda dapat menggunakan eastus secara default, tetapi kami menyarankan agar Anda mengonfigurasi wilayah yang lebih dekat ke tempat tinggal Anda. Anda dapat melihat daftar lengkap wilayah yang tersedia dengan menggunakan az account list-locations.
• <YOUR_POSTGRESQL_ADMIN_PASSWORD> dan <YOUR_POSTGRESQL_NON_ADMIN_PASSWORD>: Kata sandi server database PostgreSQL Anda, yang harus memiliki minimal delapan karakter. Kata sandi Anda harus berisi karakter dari tiga kategori berikut – huruf besar Inggris, huruf kecil Inggris, angka (0-9), dan karakter non-alfanumerik (!, $, #,%, dll.).
• <YOUR_LOCAL_IP_ADDRESS>: Alamat IP komputer lokal, tempat Anda akan menjalankan aplikasi Spring Boot. Salah satu cara mudah untuk menemukannya adalah dengan membuka whatismyip.akamai.com.

Berikutnya, buat grup sumber daya menggunakan perintah berikut:

az group create \
    --name $AZ_RESOURCE_GROUP \
    --location $AZ_LOCATION \
    --output tsv

Hal pertama yang akan Anda buat adalah server PostgreSQL terkelola dengan pengguna admin.

az postgres flexible-server create \
    --resource-group $AZ_RESOURCE_GROUP \
    --name $AZ_DATABASE_SERVER_NAME \
    --location $AZ_LOCATION \
    --admin-user $AZ_POSTGRESQL_ADMIN_USERNAME \
    --admin-password $AZ_POSTGRESQL_ADMIN_PASSWORD \
    --yes \
    --output tsv

Server PostgreSQL yang Anda buat sebelumnya kosong. Gunakan perintah berikut untuk membuat database baru.

az postgres flexible-server db create \
    --resource-group $AZ_RESOURCE_GROUP \
    --database-name $AZ_DATABASE_NAME \
    --server-name $AZ_DATABASE_SERVER_NAME \
    --output tsv

Instans Azure Database for PostgreSQL diamankan secara default. Mereka memiliki firewall yang tidak mengizinkan koneksi masuk. Agar bisa menggunakan database Anda, Anda perlu menambahkan aturan firewall yang akan memungkinkan alamat IP lokal mengakses server database.

Karena Anda mengonfigurasi alamat IP lokal kami di awal artikel ini, Anda dapat membuka firewall server dengan menjalankan perintah berikut:

az postgres flexible-server firewall-rule create \
    --resource-group $AZ_RESOURCE_GROUP \
    --name $AZ_DATABASE_SERVER_NAME \
    --rule-name $AZ_DATABASE_SERVER_NAME-database-allow-local-ip \
    --start-ip-address $AZ_LOCAL_IP_ADDRESS \
    --end-ip-address $AZ_LOCAL_IP_ADDRESS \
    --output tsv

Jika Anda menyambungkan ke server PostgreSQL dari Subsistem Windows untuk Linux (WSL) di komputer Windows, Anda perlu menambahkan ID host WSL ke firewall Anda.

Dapatkan alamat IP komputer host Anda dengan menjalankan perintah berikut di WSL:

cat /etc/resolv.conf

Salin alamat IP dengan mengikuti istilah nameserver, lalu gunakan perintah berikut untuk mengatur variabel lingkungan untuk Alamat IP WSL:

export AZ_WSL_IP_ADDRESS=<the-copied-IP-address>

Kemudian, gunakan perintah berikut untuk membuka firewall server ke aplikasi berbasis WSL Anda:

az postgres flexible-server firewall-rule create \
    --resource-group $AZ_RESOURCE_GROUP \
    --name $AZ_DATABASE_SERVER_NAME \
    --rule-name $AZ_DATABASE_SERVER_NAME-database-allow-local-ip \
    --start-ip-address $AZ_WSL_IP_ADDRESS \
    --end-ip-address $AZ_WSL_IP_ADDRESS \
    --output tsv

Selanjutnya, buat pengguna non-admin dan berikan semua izin ke database.

Buat skrip SQL yang disebut create_user.sql untuk membuat pengguna non-admin. Tambahkan konten berikut dan simpan secara lokal:

cat << EOF > create_user.sql
CREATE ROLE "$AZ_POSTGRESQL_NON_ADMIN_USERNAME" WITH LOGIN PASSWORD '$AZ_POSTGRESQL_NON_ADMIN_PASSWORD';
GRANT ALL PRIVILEGES ON DATABASE $AZ_DATABASE_NAME TO "$AZ_POSTGRESQL_NON_ADMIN_USERNAME";
EOF

Kemudian, gunakan perintah berikut untuk menjalankan skrip SQL untuk membuat pengguna non-admin Microsoft Entra:

psql "host=$AZ_DATABASE_SERVER_NAME.postgres.database.azure.com user=$AZ_POSTGRESQL_ADMIN_USERNAME dbname=$AZ_DATABASE_NAME port=5432 password=$AZ_POSTGRESQL_ADMIN_PASSWORD sslmode=require" < create_user.sql

Sekarang gunakan perintah berikut untuk menghapus file skrip SQL sementara:

rm create_user.sql

Untuk membuat aplikasi Spring Boot reaktif, kita akan menggunakan Spring Initializr. Aplikasi yang akan kita buat akan menggunakan:

• Spring Boot 2.7.11.
• Dependensi berikut: Spring Reactive Web (juga dikenal sebagai Spring WebFlux) dan Spring Data R2DBC.

Buat aplikasi pada baris perintah dengan menggunakan perintah berikut:

curl https://start.spring.io/starter.tgz -d dependencies=webflux,data-r2dbc -d baseDir=azure-database-workshop -d bootVersion=2.7.11 -d javaVersion=17 | tar -xzvf -

Buka file pom.xml proyek yang dihasilkan, lalu tambahkan driver PostgreSQL reaktif dari repositori r2dbc-postgresql di GitHub. Setelah dependensi spring-boot-starter-webflux, tambahkan teks berikut:

<dependency>
    <groupId>io.r2dbc</groupId>
    <artifactId>r2dbc-postgresql</artifactId>
    <version>0.8.12.RELEASE</version>
    <scope>runtime</scope>
</dependency>

Buka file src/main/resources/application.properties, dan tambahkan teks berikut ini:

logging.level.org.springframework.data.r2dbc=DEBUG

spring.r2dbc.url=r2dbc:pool:postgres://$AZ_DATABASE_SERVER_NAME.postgres.database.azure.com:5432/$AZ_DATABASE_NAME
spring.r2dbc.username=nonspring
spring.r2dbc.password=$AZ_POSTGRESQL_NON_ADMIN_PASSWORD
spring.r2dbc.properties.sslMode=REQUIRE

$AZ_DATABASE_SERVER_NAMEGanti variabel , $AZ_DATABASE_NAME, dan $AZ_POSTGRESQL_NON_ADMIN_PASSWORD dengan nilai yang Anda konfigurasi di awal artikel ini.

Kini Anda dapat memulai aplikasi dengan menggunakan wrapper Maven yang telah disediakan sebagai berikut:

./mvnw spring-boot:run

Berikut adalah cuplikan layar aplikasi yang berjalan untuk pertama kalinya:

Di dalam kelas DemoApplication utama, konfigurasikan bean Spring baru yang akan membuat skema database, menggunakan kode berikut:

package com.example.demo;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.core.io.ClassPathResource;
import org.springframework.data.r2dbc.connectionfactory.init.ConnectionFactoryInitializer;
import org.springframework.data.r2dbc.connectionfactory.init.ResourceDatabasePopulator;

import io.r2dbc.spi.ConnectionFactory;

@SpringBootApplication
public class DemoApplication {

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

    @Bean
    public ConnectionFactoryInitializer initializer(ConnectionFactory connectionFactory) {
        ConnectionFactoryInitializer initializer = new ConnectionFactoryInitializer();
        initializer.setConnectionFactory(connectionFactory);
        ResourceDatabasePopulator populator = new ResourceDatabasePopulator(new ClassPathResource("schema.sql"));
        initializer.setDatabasePopulator(populator);
        return initializer;
    }
}

Bean Spring ini menggunakan file yang disebut schema.sql, maka buatlah file tersebut di folder src/main/resources, dan tambahkan teks berikut:

DROP TABLE IF EXISTS todo;
CREATE TABLE todo (id SERIAL PRIMARY KEY, description VARCHAR(255), details VARCHAR(4096), done BOOLEAN);

Hentikan aplikasi yang berjalan, lalu mulai kembali menggunakan perintah berikut. Aplikasi sekarang akan menggunakan database demo yang Anda buat sebelumnya, dan membuat tabel todo di dalamnya.

./mvnw spring-boot:run

Berikut adalah tangkapan layar tabel database saat sedang dibuat:

Selanjutnya, tambahkan kode Java yang akan menggunakan R2DBC untuk menyimpan dan mengambil data server dari PostgreSQL Anda.

Tambahkan kelas Java Todo baru, di samping kelas DemoApplication, menggunakan kode berikut:

package com.example.demo;

import org.springframework.data.annotation.Id;

public class Todo {

    public Todo() {
    }

    public Todo(String description, String details, boolean done) {
        this.description = description;
        this.details = details;
        this.done = done;
    }

    @Id
    private Long id;

    private String description;

    private String details;

    private boolean done;

    public Long getId() {
        return id;
    }

    public void setId(Long id) {
        this.id = id;
    }

    public String getDescription() {
        return description;
    }

    public void setDescription(String description) {
        this.description = description;
    }

    public String getDetails() {
        return details;
    }

    public void setDetails(String details) {
        this.details = details;
    }

    public boolean isDone() {
        return done;
    }

    public void setDone(boolean done) {
        this.done = done;
    }
}

Kelas ini adalah model domain yang dipetakan pada tabel todo yang Anda buat sebelumnya.

Untuk mengelola kelas itu, Anda memerlukan repositori. Tentukan antarmuka TodoRepository baru dalam paket yang sama, menggunakan kode berikut:

package com.example.demo;

import org.springframework.data.repository.reactive.ReactiveCrudRepository;

public interface TodoRepository extends ReactiveCrudRepository<Todo, Long> {
}

Repositori ini adalah repositori reaktif yang dikelola Spring Data R2DBC.

Selesaikan aplikasi dengan membuat pengontrol yang dapat menyimpan dan mengambil data. Terapkan kelas TodoController dalam paket yang sama, dan tambahkan kode berikut:

package com.example.demo;

import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;
import reactor.core.publisher.Flux;
import reactor.core.publisher.Mono;

@RestController
@RequestMapping("/")
public class TodoController {

    private final TodoRepository todoRepository;

    public TodoController(TodoRepository todoRepository) {
        this.todoRepository = todoRepository;
    }

    @PostMapping("/")
    @ResponseStatus(HttpStatus.CREATED)
    public Mono<Todo> createTodo(@RequestBody Todo todo) {
        return todoRepository.save(todo);
    }

    @GetMapping("/")
    public Flux<Todo> getTodos() {
        return todoRepository.findAll();
    }
}

Terakhir, hentikan aplikasi lalu mulai kembali menggunakan perintah berikut:

./mvnw spring-boot:run

Untuk menguji aplikasi, Anda dapat menggunakan cURL.

Pertama, buat item "todo" baru dalam database menggunakan perintah berikut:

curl --header "Content-Type: application/json" \
    --request POST \
    --data '{"description":"configuration","details":"congratulations, you have set up R2DBC correctly!","done": "true"}' \
    http://127.0.0.1:8080

Perintah ini harus menghasilkan item yang dibuat, seperti yang ditampilkan di sini:

{"id":1,"description":"configuration","details":"congratulations, you have set up R2DBC correctly!","done":true}

Selanjutnya, ambil data menggunakan permintaan cURL baru dengan perintah berikut:

curl http://127.0.0.1:8080

Perintah ini akan menghasilkan daftar item "todo", termasuk item yang telah Anda buat, seperti yang ditampilkan berikut ini:

[{"id":1,"description":"configuration","details":"congratulations, you have set up R2DBC correctly!","done":true}]

Berikut adalah tangkapan layar beberapa permintaan cURL:

Selamat! Anda telah menciptakan aplikasi Spring Boot yang sepenuhnya reaktif, yang menggunakan R2DBC untuk menyimpan dan mengambil data dari Azure Database for PostgreSQL.

Untuk membersihkan semua sumber daya yang digunakan selama mulai cepat ini, hapus grup sumber daya dengan menggunakan perintah berikut:

az group delete \
    --name $AZ_RESOURCE_GROUP \
    --yes

Untuk mempelajari selengkapnya tentang menyebarkan aplikasi Spring Data ke Azure Spring Apps dan menggunakan identitas terkelola, lihat Tutorial: Menyebarkan aplikasi Spring ke Azure Spring Apps dengan koneksi tanpa kata sandi ke database Azure.

Untuk mempelajari selengkapnya tentang Spring dan Azure, lanjutkan ke pusat dokumentasi Spring di Azure.

Untuk informasi selengkapnya tentang Spring Data R2BDC, lihat dokumentasi referensi Spring.

Untuk informasi selengkapnya tentang menggunakan Azure dengan Java, lihat Azure untuk pengembang Java dan Bekerja dengan Azure DevOps dan Java.