11.2. Avro シリアライゼーションを使用する Debezium コネクターの設定
Debezium コネクターは Kafka Connect のフレームワークで動作し、変更イベントレコードを生成することでデータベース内の各行レベルの変更をキャプチャーします。それぞれの変更イベントレコードについて、Debezium コネクターは以下のアクションを完了します。
- 設定された変換を適用する。
- 設定された Kafka Connect コンバーター を使用して、レコードのキーと値をバイナリー形式にシリアライズする。
- レコードを正しい Kafka トピックに書き込む。
個々の Debezium コネクターインスタンスごとにコンバーターを指定することができます。Kafka Connect は、レコードのキーと値を JSON ドキュメントにシリアライズする JSON コンバーターを提供します。デフォルトの動作では、JSON コンバーターはレコードのメッセージスキーマを含めるので、それぞれのレコードが非常に冗長になります。Getting Started with Debezium guide に、ペイロードとスキーマの両方が含まれる場合にレコードがどのように見えるかが示されています。レコードを JSON でシリアル化したい場合は、以下のコネクター設定プロパティーを false
に設定することを検討してください。
-
key.converter.schemas.enable
-
value.converter.schemas.enable
これらのプロパティーを false
に設定すると、冗長なスキーマ情報がそれぞれのレコードから除外されます。
あるいは、Apache Avro を使用してレコードのキーと値をシリアライズすることもできます。Avro のバイナリー形式はコンパクトで効率的です。Avro スキーマを使用すると、それぞれのレコードが正しい構造を持つようにすることができます。Avro のスキーマ進化メカニズムにより、スキーマを進化させることが可能です。変更されたデータベーステーブルの構造と一致するように各レコードのスキーマを動的に生成するこのメカニズムは、Debezium コネクターに不可欠です。時間の経過と共に、同じ Kafka トピックに書き込まれる変更イベントレコードが、同じスキーマの別バージョンとなる場合があります。Avro シリアライゼーションを使用すると、変更イベントレコードのコンシューマーはレコードスキーマの変化に容易に対応することができます。
Apache Avro シリアライゼーションを使用するには、Avro メッセージスキーマおよびそのバージョンを管理するスキーマレジストリーをデプロイする必要があります。このレジストリーの設定は、Red Hat Integration - Service Registryのドキュメントを参照してください。
11.2.1. Service Registry の概要
Red Hat Integration - Service Registry は、Avro と連携する以下のコンポーネントを提供します。
- Debezium コネクター設定で指定することができる Avro コンバーター。このコンバーターは、Kafka Connect スキーマを Avro スキーマにマッピングします。続いて、コンバーターは Avro スキーマを使用してレコードのキーと値を Avro のコンパクトなバイナリー形式にシリアライズします。
API および以下の項目を追跡するスキーマレジストリー。
- Kafka トピックで使用される Avro スキーマ
- Avro コンバーターが生成した Avro スキーマを送信する先
Avro スキーマはこのレジストリーに保管されるため、各レコードには小さな スキーマ識別子 だけを含める必要があります。これにより、各レコードが非常にコンパクトになります。Kafka など I/O 律速のシステムの場合、これはプロデューサーおよびコンシューマーのトータルスループットが向上することを意味します。
- Kafka プロデューサーおよびコンシューマー用 Avro Serdes (シリアライザー/デシリアライザー)。変更イベントレコードを使用するために作成する Kafka コンシューマーアプリケーションは、Avro Serdes を使用して変更イベントレコードをデシリアライズすることができます。
Debezium で Service Registry を使用するには、Debezium コネクターを実行するのに使用している Kafka Connect コンテナーイメージに Service Registry コンバーターおよびその依存関係を追加します。
Service Registry プロジェクトは、JSON コンバーターも提供します。このコンバーターは、メッセージが冗長ではないというメリットを持つのに加えて、人間が判読できる JSON を扱うことができます。メッセージ自体にはスキーマ情報は含まれず、スキーマ ID だけが含まれます。
サービスレジストリーが提供するコンバータを使用するには、apicurio.registry.url
を指定する必要があります。
11.2.2. Avro シリアライゼーションを使用する Debezium コネクターのデプロイの概要
Avro シリアライゼーションを使用する Debezium コネクターをデプロイするには、以下の 3 つの主要タスクを完了する必要があります。
- Installing and deploying Service Registry on Open Shift の手順に従って、Red Hat Integration - Service Registry インスタンスをデプロイします。
- Debezium Service Registry Kafka Connect の zip ファイルをダウンロードして Debezium コネクターのディレクトリーにデプロイメントし、Avro コンバーターをインストールする。
以下のように設定プロパティーを設定して、Avro シリアライゼーションを使用するように Debezium コネクターインスタンスを設定する。
key.converter=io.apicurio.registry.utils.converter.AvroConverter key.converter.apicurio.registry.url=http://apicurio:8080/apis/registry/v2 key.converter.apicurio.registry.auto-register=true key.converter.apicurio.registry.find-latest=true value.converter=io.apicurio.registry.utils.converter.AvroConverter value.converter.apicurio.registry.url=http://apicurio:8080/apis/registry/v2 value.converter.apicurio.registry.auto-register=true value.converter.apicurio.registry.find-latest=true
内部的には、Kafka Connect は常に JSON キー/値コンバーターを使用して設定およびオフセットを保管します。
11.2.3. Debezium コンテナーで Avro を使用するコネクターのデプロイ
ご使用の環境で、提供された Debezium コンテナーを使用して、Avro シリアライゼーションを使用する Debezium コネクターをデプロイしなければならない場合があります。Debezium 用のカスタム Kafka Connect コンテナーイメージをビルドし、Avro コンバーターを使用するように Debezium コネクターを設定するには、以下の手順を完了します。
前提条件
- コンテナーを作成および管理するのに十分な権限と共に Docker をインストールしている。
- Avro シリアライゼーションと共にデプロイする Debezium コネクタープラグインをダウンロードしている。
手順
Service Registry のインスタンスをデプロイします。Installing and deploying Service Registry on Open Shiftでは、以下の手順を説明しています。
- Service Registry のインストール
- AMQ Streams のインストール
- AMQ Streams ストレージのセットアップ
Debezium コネクターのアーカイブをデプロイメントして、コネクタープラグインのディレクトリー構造を作成します。複数の Debezium コネクターのアーカイブをダウンロードしてデプロイメントした場合、作成されるディレクトリー構造は以下の例のようになります。
tree ./my-plugins/ ./my-plugins/ ├── debezium-connector-mongodb | ├── ... ├── debezium-connector-mysql │ ├── ... ├── debezium-connector-postgres │ ├── ... └── debezium-connector-sqlserver ├── ...
Avro シリアライゼーションを使用するように設定する Debezium コネクターが含まれるディレクトリーに Avro コンバーターを追加します。
- Red Hat Integration のダウンロードサイト に移動し、Service Registry Kafka Connect の zip ファイルをダウンロードします。
- 目的の Debezium コネクターディレクトリーにアーカイブをデプロイメントします。
複数のタイプの Debezium コネクターを Avro シリアライゼーションを使用するように設定するには、該当するそれぞれのコネクタータイプのディレクトリーにアーカイブをデプロイメントします。それぞれのディレクトリーにアーカイブを抽出するとファイルが重複しますが、これにより依存関係の競合が生じる可能性がなくなります。
Avro コンバーターを使用するように設定する Debezium コネクターを実行するためのカスタムイメージを作成して公開します。
registry.redhat.io/amq7/amq-streams-kafka-30-rhel8:2.0.0
をベースイメージとして使用して、新しいDockerfile
を作成します。以下の例の my-plugins を、実際のプラグインディレクトリーの名前に置き換えてください。FROM registry.redhat.io/amq7/amq-streams-kafka-30-rhel8:2.0.0 USER root:root COPY ./my-plugins/ /opt/kafka/plugins/ USER 1001
Kafka Connect は、コネクターの実行を開始する前に、
/opt/kafka/plugins
ディレクトリーにあるサードパーティープラグインをロードします。docker コンテナーイメージをビルドします。例えば、前のステップで作成した docker ファイルを
debezium-container-with-avro
として保存した場合、以下のコマンドを実行します。docker build -t debezium-container-with-avro:latest
カスタムイメージをコンテナーレジストリーにプッシュします。例を以下に示します。
docker push <myregistry.io>/debezium-container-with-avro:latest
新しいコンテナーイメージを示します。次のいずれかを行います。
KafkaConnect
カスタムリソースのKafkaConnect.spec.image
プロパティーを編集します。このプロパティーが設定されていると、クラスターオペレータのSTRIMZI_DEFAULT_KAFKA_CONNECT_IMAGE
変数がオーバーライドされます。以下に例を示します。apiVersion: kafka.strimzi.io/v1beta2 kind: KafkaConnect metadata: name: my-connect-cluster spec: #... image: debezium-container-with-avro
-
install/cluster-operator/050-Deployment-strimzi-cluster-operator.yaml
ファイルのSTRIMZI_DEFAULT_KAFKA_CONNECT_IMAGE
変数を編集し、新しいコンテナーイメージを示すようにした後、Cluster Operator を再インストールします。このファイルを編集する場合は、これを OpenShift クラスターに適用する必要があります。
Avro コンバーターを使用するように設定されたそれぞれの Debezium コネクターをデプロイします。それぞれの Debezium コネクターについて、以下の設定を行います。
Debezium コネクターインスタンスを作成します。次の
inventory-connector.yaml
ファイルの例では、Avro コンバーターを使用するように設定された My SQL コネクターインスタンスを定義するKafka Connector
カスタムリソースを作成しています。apiVersion: kafka.strimzi.io/v1beta1 kind: KafkaConnector metadata: name: inventory-connector labels: strimzi.io/cluster: my-connect-cluster spec: class: io.debezium.connector.mysql.MySqlConnector tasksMax: 1 config: database.hostname: mysql database.port: 3306 database.user: debezium database.password: dbz database.server.id: 184054 database.server.name: dbserver1 database.include.list: inventory database.history.kafka.bootstrap.servers: my-cluster-kafka-bootstrap:9092 database.history.kafka.topic: schema-changes.inventory key.converter: io.apicurio.registry.utils.converter.AvroConverter key.converter.apicurio.registry.url: http://apicurio:8080/api key.converter.apicurio.registry.global-id: io.apicurio.registry.utils.serde.strategy.GetOrCreateIdStrategy value.converter: io.apicurio.registry.utils.converter.AvroConverter value.converter.apicurio.registry.url: http://apicurio:8080/api value.converter.apicurio.registry.global-id: io.apicurio.registry.utils.serde.strategy.GetOrCreateIdStrategy
コネクターインスタンスを適用します。以下に例を示します。
oc apply -f inventory-connector.yaml
これにより
inventory-connector
が登録され、コネクターがinventory
データベースに対して実行されるようになります。
コネクターが作成され、指定されたデータベース内の変更の追跡を開始したことを確認します。例えば
inventory-connector
が起動したときの Kafka Connect のログ出力を見ることで、コネクターのインスタンスを確認することができます。Kafka Connect のログ出力を表示します。
oc logs $(oc get pods -o name -l strimzi.io/name=my-connect-cluster-connect)
ログの出力を確認し、初回のスナップショットが実行されたことを確認します。以下のような行が表示されるはずです。
... 2020-02-21 17:57:30,801 INFO Starting snapshot for jdbc:mysql://mysql:3306/?useInformationSchema=true&nullCatalogMeansCurrent=false&useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&characterSetResults=UTF-8&zeroDateTimeBehavior=CONVERT_TO_NULL&connectTimeout=30000 with user 'debezium' with locking mode 'minimal' (io.debezium.connector.mysql.SnapshotReader) [debezium-mysqlconnector-dbserver1-snapshot] 2020-02-21 17:57:30,805 INFO Snapshot is using user 'debezium' with these MySQL grants: (io.debezium.connector.mysql.SnapshotReader) [debezium-mysqlconnector-dbserver1-snapshot] ...
スナップショットは、複数のステップを経て作成されます。
... 2020-02-21 17:57:30,822 INFO Step 0: disabling autocommit, enabling repeatable read transactions, and setting lock wait timeout to 10 (io.debezium.connector.mysql.SnapshotReader) [debezium-mysqlconnector-dbserver1-snapshot] 2020-02-21 17:57:30,836 INFO Step 1: flush and obtain global read lock to prevent writes to database (io.debezium.connector.mysql.SnapshotReader) [debezium-mysqlconnector-dbserver1-snapshot] 2020-02-21 17:57:30,839 INFO Step 2: start transaction with consistent snapshot (io.debezium.connector.mysql.SnapshotReader) [debezium-mysqlconnector-dbserver1-snapshot] 2020-02-21 17:57:30,840 INFO Step 3: read binlog position of MySQL primary server (io.debezium.connector.mysql.SnapshotReader) [debezium-mysqlconnector-dbserver1-snapshot] 2020-02-21 17:57:30,843 INFO using binlog 'mysql-bin.000003' at position '154' and gtid '' (io.debezium.connector.mysql.SnapshotReader) [debezium-mysqlconnector-dbserver1-snapshot] ... 2020-02-21 17:57:34,423 INFO Step 9: committing transaction (io.debezium.connector.mysql.SnapshotReader) [debezium-mysqlconnector-dbserver1-snapshot] 2020-02-21 17:57:34,424 INFO Completed snapshot in 00:00:03.632 (io.debezium.connector.mysql.SnapshotReader) [debezium-mysqlconnector-dbserver1-snapshot] ...
スナップショットの作成が完了した後、Debezium は (例として)
inventory
データベースのbinlog
に生じる変更の追跡を開始し、変更イベントの有無を監視します。... 2020-02-21 17:57:35,584 INFO Transitioning from the snapshot reader to the binlog reader (io.debezium.connector.mysql.ChainedReader) [task-thread-inventory-connector-0] 2020-02-21 17:57:35,613 INFO Creating thread debezium-mysqlconnector-dbserver1-binlog-client (io.debezium.util.Threads) [task-thread-inventory-connector-0] 2020-02-21 17:57:35,630 INFO Creating thread debezium-mysqlconnector-dbserver1-binlog-client (io.debezium.util.Threads) [blc-mysql:3306] Feb 21, 2020 5:57:35 PM com.github.shyiko.mysql.binlog.BinaryLogClient connect INFO: Connected to mysql:3306 at mysql-bin.000003/154 (sid:184054, cid:5) 2020-02-21 17:57:35,775 INFO Connected to MySQL binlog at mysql:3306, starting at binlog file 'mysql-bin.000003', pos=154, skipping 0 events plus 0 rows (io.debezium.connector.mysql.BinlogReader) [blc-mysql:3306] ...
11.2.4. Avro の名前の要件について
Avro の ドキュメント に記載されているように、名前は以下のルールに従う必要があります。
-
[A-Za-z_]
で始まる -
その後に
[A-Za-z0-9_]
の文字のみが含まれる
Debezium は、対応する Avro フィールドのベースとして列の名前を使用します。これにより、列の名前も Avro の命名規則に従わないと、シリアライズ中に問題が発生する可能性があります。列の名前が Avro の命名規則に従わない場合は、各 Debezium コネクターの設定プロパティー sanitize.field.names
を true
に設定することができます。sanitize.field.names
を true
に設定すると、スキーマを実際に変更することなく、適合しないフィールドをシリアライズすることができます。