Usar o Spring Data R2DBC com o Banco de Dados SQL do Azure

Este artigo demonstra como criar um aplicativo de exemplo que usa o Spring Data R2DBC para armazenar e recuperar informações no Banco de Dados SQL do Azure usando a implementação do R2DBC para o Microsoft SQL Server do repositório do GitHub r2dbc-mssql.

O R2DBC traz APIs reativas para bancos de dados relacionais tradicionais. Você pode usá-lo com o Spring WebFlux para criar aplicativos Spring Boot totalmente reativos que usam APIs sem bloqueio. Ele fornece melhor escalabilidade do que a abordagem clássica "um thread por conexão".

Pré-requisitos

• Uma assinatura do Azure – crie uma gratuitamente.

• Java Development Kit (JDK), versão 8 ou superior.

• Apache Maven.

• CLI do Azure.

• Utilitário sqlcmd.

• O cURL ou um utilitário HTTP semelhante para testar a funcionalidade.

Consulte o aplicativo de exemplo

Neste artigo, você codificará um aplicativo de exemplo. Caso você queira adiantar o processo, esse aplicativo já está codificado e disponível em https://github.com/Azure-Samples/quickstart-spring-data-r2dbc-sql-server.

Preparar o ambiente de trabalho

Primeiro, configure algumas variáveis de ambiente usando os seguintes comandos:

export AZ_RESOURCE_GROUP=database-workshop
export AZ_DATABASE_NAME=<YOUR_DATABASE_NAME>
export AZ_LOCATION=<YOUR_AZURE_REGION>
export AZ_SQL_SERVER_ADMIN_USERNAME=spring
export AZ_SQL_SERVER_ADMIN_PASSWORD=<YOUR_AZURE_SQL_ADMIN_PASSWORD>
export AZ_SQL_SERVER_NON_ADMIN_USERNAME=nonspring
export AZ_SQL_SERVER_NON_ADMIN_PASSWORD=<YOUR_AZURE_SQL_NON_ADMIN_PASSWORD>
export AZ_LOCAL_IP_ADDRESS=<YOUR_LOCAL_IP_ADDRESS>

Substitua os espaços reservados pelos seguintes valores, que são usados em todo este artigo:

• <YOUR_DATABASE_NAME>: o nome do servidor do Banco de Dados SQL do Azure, que deve ser exclusivo no Azure.
• <YOUR_AZURE_REGION>: A região do Azure que você usará. Você pode usar eastus por padrão, mas é recomendável configurar uma região mais próxima de onde você mora. Você pode ver a lista completa de regiões disponíveis usando az account list-locationso .
• <AZ_SQL_SERVER_ADMIN_PASSWORD> e <AZ_SQL_SERVER_NON_ADMIN_PASSWORD>: A senha do servidor do Banco de Dados SQL do Azure, que deve ter no mínimo oito caracteres. Os caracteres deveriam ser de três das seguintes categorias: Letras maiúsculas, letras minúsculas, números (0-9) e caracteres não alfanuméricos (!, $, #, % e assim por diante).
• <YOUR_LOCAL_IP_ADDRESS>: O endereço IP do computador local, do qual você executará o aplicativo Spring Boot. Uma forma conveniente de encontrá-lo é abrir whatismyip.akamai.com.

Em seguida, crie um grupo de recursos usando o seguinte comando:

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

Criar uma instância do Banco de Dados SQL do Azure

Em seguida, crie uma instância de servidor gerenciada do Banco de Dados SQL do Azure executando o comando a seguir.

az sql server create \
    --resource-group $AZ_RESOURCE_GROUP \
    --name $AZ_DATABASE_NAME \
    --location $AZ_LOCATION \
    --admin-user $AZ_SQL_SERVER_ADMIN_USERNAME \
    --admin-password $AZ_SQL_SERVER_ADMIN_PASSWORD \
    --output tsv

Configurar uma regra de firewall para o servidor do Banco de Dados SQL do Azure

As instâncias do Banco de Dados SQL do Azure são protegidas por padrão. Elas têm um firewall que não permite nenhuma conexão de entrada. Para usar o banco de dados, você precisa adicionar uma regra de firewall que permitirá que o endereço IP local acesse o servidor de banco de dados.

Como você configurou seu endereço IP local no início deste artigo, abra o firewall do servidor executando o seguinte comando:

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

Se estiver se conectando ao servidor do Banco de Dados SQL do Azure a partir do Subsistema do Windows para Linux (WSL) em um computador Windows, será necessário adicionar o ID do host WSL ao firewall.

Obtenha o endereço IP do computador host executando o seguinte comando no WSL:

cat /etc/resolv.conf

Copie o endereço IP após o termo nameserver e use o seguinte comando para definir uma variável de ambiente para o endereço IP WSL:

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

Em seguida, use o seguinte comando para abrir o firewall do servidor para seu aplicativo baseado em WSL:

az sql server firewall-rule create \
    --resource-group $AZ_RESOURCE_GROUP \
    --name $AZ_DATABASE_NAME-database-allow-local-ip-wsl \
    --server $AZ_DATABASE_NAME \
    --start-ip-address $AZ_WSL_IP_ADDRESS \
    --end-ip-address $AZ_WSL_IP_ADDRESS \
    --output tsv

Configurar um banco de dados SQL do Azure

O servidor do Banco de Dados SQL do Azure que você criou anteriormente está vazio. Ele não tem nenhum banco de dados que você possa usar com o aplicativo Spring Boot. Crie um banco de dados chamado demo executando o seguinte comando:

az sql db create \
    --resource-group $AZ_RESOURCE_GROUP \
    --name demo \
    --server $AZ_DATABASE_NAME \
    --output tsv

Criar um usuário não administrador do banco de dados SQL e conceder permissão

Esta etapa criará um usuário não administrador e concederá todas as permissões no banco de dados demo a ele.

Crie um script SQL chamado create_user.sql para criar um usuário não administrador. Adicione o seguinte conteúdo e salve-o localmente:

cat << EOF > create_user.sql
USE demo;
GO
CREATE USER $AZ_SQL_SERVER_NON_ADMIN_USERNAME WITH PASSWORD='$AZ_SQL_SERVER_NON_ADMIN_PASSWORD'
GO
GRANT CONTROL ON DATABASE::demo TO $AZ_SQL_SERVER_NON_ADMIN_USERNAME;
GO
EOF

Em seguida, use o seguinte comando para executar o script SQL para criar o usuário não administrador:

sqlcmd -S $AZ_DATABASE_NAME.database.windows.net,1433  -d demo -U $AZ_SQL_SERVER_ADMIN_USERNAME -P $AZ_SQL_SERVER_ADMIN_PASSWORD  -i create_user.sql

Criar um aplicativo Spring Boot reativo

Para criar um aplicativo Spring Boot reativo, usaremos o Spring Initializr. O aplicativo que criaremos usa:

• Bota de mola 2.7.11.
• As seguintes dependências: Spring Reactive Web (também conhecido como Spring WebFlux) e Spring Data R2DBC.

Gerar o aplicativo usando o Spring Initializr

Gere o aplicativo na linha de comando executando o seguinte comando:

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 -

Adicionar a implementação do driver reativo do Banco de Dados SQL do Azure

Abra o arquivo pom.xml do projeto gerado para adicionar o driver reativo do Banco de Dados SQL do Azure do repositório do GitHub r2dbc-mssql.

Após a dependência spring-boot-starter-webflux, adicione o seguinte texto:

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

Configurar o Spring Boot para usar o Banco de Dados SQL do Azure

Abra o arquivo src/main/resources/application.properties e adicione o seguinte texto:

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

spring.r2dbc.url=r2dbc:pool:mssql://$AZ_DATABASE_NAME.database.windows.net:1433/demo
spring.r2dbc.username=nonspring@$AZ_DATABASE_NAME
spring.r2dbc.password=$AZ_SQL_SERVER_NON_ADMIN_PASSWORD

Substitua as duas variáveis $AZ_DATABASE_NAME e a variável $AZ_SQL_SERVER_NON_ADMIN_PASSWORD pelos valores que você configurou no início deste artigo.

Agora, você deverá conseguir iniciar seu aplicativo usando o wrapper do Maven fornecido da seguinte maneira:

./mvnw spring-boot:run

Aqui está uma captura de tela do aplicativo em execução pela primeira vez:

Criar o esquema de banco de dados

Dentro da classe principal DemoApplication, configure um novo bean do Spring que criará um esquema de banco de dados, usando o seguinte código:

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;
    }
}

Esse bean do Spring usa um arquivo chamado schema.sql; portanto, crie esse arquivo na pasta src/main/resources e adicione o seguinte texto:

DROP TABLE IF EXISTS todo;
CREATE TABLE todo (id INT IDENTITY PRIMARY KEY, description VARCHAR(255), details VARCHAR(4096), done BIT);

Pare o aplicativo em execução e inicie-o novamente usando o comando a seguir. O aplicativo agora usará o banco de dados demo que você criou anteriormente e criará uma tabela todo dentro dele.

./mvnw spring-boot:run

Aqui está uma captura de tela da tabela do banco de dados enquanto está sendo criada:

Codificar o aplicativo

Em seguida, adicione o código Java que usará o R2DBC para armazenar e recuperar dados do servidor do Banco de Dados SQL do Azure.

Crie uma classe Java Todo ao lado da classe DemoApplication usando o seguinte código:

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;
    }
}

Essa classe é um modelo de domínio mapeado na tabela de todo que você criou anteriormente.

Para gerenciar essa classe, você precisará de um repositório. Defina uma nova interface TodoRepository no mesmo pacote usando o seguinte código:

package com.example.demo;

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

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

Esse repositório é um repositório reativo que o Spring Data R2DBC gerencia.

Conclua o aplicativo criando um controlador que pode armazenar e recuperar dados. Implemente uma classe TodoController no mesmo pacote e adicione o seguinte código:

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();
    }
}

Por fim, pare o aplicativo e inicie-o novamente usando o seguinte comando:

./mvnw spring-boot:run

Testar o aplicativo

Para testar o aplicativo, você pode usar cURL.

Primeiro, crie um item "todo" no banco de dados usando o seguinte comando:

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

Este comando deverá retornar o item criado, conforme mostrado aqui:

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

Em seguida, recupere os dados usando uma nova solicitação do cURL com o seguinte comando:

curl http://127.0.0.1:8080

Esse comando retornará a lista de itens "todo", incluindo o item que você criou, conforme mostrado aqui:

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

Aqui está uma captura de tela dessas solicitações cURL:

Parabéns! Você criou um aplicativo Spring Boot totalmente reativo que usa o R2DBC para armazenar e recuperar dados do Banco de Dados SQL do Azure.

Limpar os recursos

Para limpar todos os recursos usados durante este início rápido, exclua o grupo de recursos usando o seguinte comando:

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

Próximas etapas

Para saber mais sobre como implantar um aplicativo Spring Data no Azure Spring Apps e usar a identidade gerenciada, consulte Tutorial: Implantar um aplicativo Spring no Azure Spring Apps com uma conexão sem senha com um banco de dados do Azure.

Para saber mais sobre o Spring e o Azure, continue no Spring no Centro de Documentação do Azure.

Confira também

Para obter mais informações sobre o Spring Data R2DBC, confira a documentação de referência do Spring.

Para obter mais informações sobre como usar o Azure com o Java, confira Azure para desenvolvedores Java e Trabalhar com o Azure DevOps e com o Java.