Kafka Connect转换器：解决无法传递消息头问题

Kafka Connect 转换器无法传递消息头

在 Apache Kafka Connect 中使用自定义转换器时，开发人员有时会遇到一个问题： Converter#fromConnectData 方法不接收消息头，这与预期不符。本文会探讨这一问题的原因，并提供一些可行的解决方案。

问题

Kafka Connect Converter 接口定义了两个 fromConnectData 方法， 一个没有消息头参数，另一个包含。理想情况下，Connect 框架会调用带有消息头参数的那个方法，但是有时框架会错误地调用没有消息头参数的方法。 这会在用户需要在转换过程中访问消息头的情况下，引发问题， 导致诸如加密之类的操作无法正确执行。例如， 当你试图使用 headers 解密数据时。这在通过 Confluent Replicator 在主题之间同步数据时特别明显。

interface Converter {
  byte[] fromConnectData(String topic, Schema schema, Object value);
  byte[] fromConnectData(String topic, Headers headers, Schema schema, Object value);

   SchemaAndValue toConnectData(String topic, byte[] value);
  SchemaAndValue toConnectData(String topic, Headers headers, byte[] value)
}

上述示例展示了一个简单的转换器实现，该实现依赖于接收消息头信息。如果 Connect 调用没有消息头的方法，就会导致运行时错误。

根本原因分析

这个问题的根源在于 Kafka Connect 框架中的部分实现细节以及某些 Confluent 组件的行为。默认情况下，Confluent Replicator 可能未被配置为始终将消息头传递给转换器，可能只是使用最基本的转换器方法。它会认为一些消息源或者目标不需要头信息处理。当 Confluent Replicator 读取消息时，如果数据源没有显式要求头传递，它倾向于调用只接受字节数组的版本，而不是包含消息头的版本。这通常和 replicator 的内部处理消息流程有关。这种处理方式的目的是保证最简单的处理方式。这看起来很像“降级”，因为这不依赖消息头就能工作的最简单方式。

解决方案

要解决消息头丢失的问题，有几种方法。 下面介绍了一些主要方法：

方案一: 显式指定消息头转换器

原理 : 可以显式指定一个使用消息头的 Converter 类，并确保 Replicator 组件使用这个类来执行数据转换， 这将强制 Confluent Replicator 将消息头传递给 Converter 。这绕开了Replicator 的“降级”模式，可以强制框架传递消息头信息。

实现 : 需要在 Kafka Connect 连接器配置中，明确定义 key 或 value 的消息头转换器。 你可以使用key.converter 和 value.converter 属性来做到这点。例如：如果使用了自定义类 com.example.HeaderAwareConverter, 可以类似如下配置。

步骤:

1. 编写一个能接收 Header 的转换器实现。 （在上面例子中的 com.example.ExampleConverter)。
2. 在 connector 配置中使用 converter.

示例:

key.converter=com.example.HeaderAwareConverter
value.converter=com.example.HeaderAwareConverter

你需要在相应的 connect 任务中配置上面选项，这一般会通过 REST api 或者 connect 集群的配置选项实现。例如, 如果你是通过 REST API 配置, 会包含类似的 json 格式：

{
  "name": "my-replicator",
  "config": {
    "connector.class": "io.confluent.connect.replicator.ReplicatorSourceConnector",
      "key.converter": "com.example.HeaderAwareConverter",
      "value.converter": "com.example.HeaderAwareConverter",
     ...
     }
}

操作

• 确定你的 Confluent Replicator 连接器配置。
• 在 key.converter 和 value.converter 参数中指定你自定义的消息头转换器。
• 重新启动连接器，或执行动态配置更新。

方案二: 使用转换器传递标头

原理 : 在消息到达 Converter 之前添加一个 Connect 转换，这将有效地把 headers 内容放入到消息值里，这让你能获取并访问它们，即使你的自定义 Converter 接收到的消息值中没有 Headers 对象，然后你在Converter 中再去解析他们，这是对系统行为的一个折中方法。

实现: 配置 Kafka Connect Header 转换，将消息头的值复制到消息值的一部分。这样做确保你的 Converter#fromConnectData方法可以访问。 你可以通过特定的 transform 类型来实现这一目标。

步骤:

1. 添加一个合适的 transformation配置到 connect 连接器，可以提取 Header。
2. 修改你的 converter 来适配修改过的数据。

示例:
假设你要把 header-id 传递给 message value. 你可以在 kafka connector 配置里面配置这样的 transform。

transforms=InsertHeaderId
transforms.InsertHeaderId.type=org.apache.kafka.connect.transforms.InsertField$Value
transforms.InsertHeaderId.header.key=header-id
transforms.InsertHeaderId.header.key.field=headerId

此时你的数据将会类似 {value: "xxxxx", headerId:"xxxx"} ，这样你可以在你的 fromConnectData 实现中处理。
接下来你的 fromConnectData 实现需要能从 value 读取 header 信息，可能你的 value 数据类型变成复杂类型。
注意， 这个方法会修改你的数据结构，如果这个不可接受，那么建议使用第一种方法。

操作

• 确认你的连接器是否可以通过 transforms 参数添加转换。
• 插入对应的 InsertField 或者类似的转换实现
• 修改你的 Converter 实现，支持获取新结构的数据，然后读取 Header 数据。

安全考虑

• 避免在 header 中存储敏感信息。
• 验证你的转换逻辑。确保在 Converter 中处理任何异常情况。
• 保持 key 和 value 转换器配置的一致性。

总结

虽然在 Kafka Connect 中消息头处理有时会造成混淆， 但是通常可通过明确配置转换器来有效解决问题。仔细阅读文档并逐步测试转换器是验证流程中十分重要的一步。如果使用了错误的连接器版本可能也会导致消息头不能正常传递。通过使用上述方案，开发者可以充分利用消息头的优点，创建更稳健和强大的数据管道。

记住仔细阅读你所使用的组件的文档，包括 Confluent 组件，例如 Replicator。理解消息的处理流程可以帮助你在未来避免更多潜在的错误。