開啟資料整合微服務化 – 淺談 Change Data Capture (CDC) 及重要性，它如何實現資料同步？
Change Data Capture (CDC) 是什麼？又為何重要？
在資料庫領域中，CDC（Change Data Capture）是一種設計模式，能在資料異動時，依時序記錄狀態與內容，用以實現資料同步，也常應用於資料轉移、備份與災難復原等情境。
在資料倉儲環境中，企業整合異質資料來源時，需追蹤資料異動並記錄狀態，協助後續的梳理與應用，這正是資訊部門的日常核心工作之一。
以金融或製造業為例，作業流程持續優化的同時，還需降低對核心系統的衝擊，才能因應數位轉型下，大數據與商務分析的挑戰。
雖然資料同步是目標，但實作方式與工具不只一種。資訊部門須考量資料庫支援度、系統負載、同步即時性等條件，選出最適合的技術路徑。
如今，越來越多資料庫支援進階 CDC，也促使企業重新思考：是否能導入更有效的資料同步方案？
3 個實現 CDC 的方法與實作困境
為了實現 CDC 功能，必須先能監控資料庫，並確保每筆交易變動都具備完整的日期與時間記錄。
在介紹 CDC 推薦方案之前，讓我們先來看看資料同步常見的幾種形式，以及它們所面臨的挑戰。
- 應用程式層紀錄：
由應用程式自行記錄交易日誌，方便事後查詢與比對。 - 資料庫 Trigger 機制：
利用 Trigger 功能，在每次資料變動時自動產生記錄。 - 資料庫日誌擷取：
直接從資料庫日誌（如 Postgres 的 WAL、MySQL 的 BinLog、MongoDB 的 oplog）擷取變動資料，可精確掌握特定時序內的所有異動。
第一種是編寫程式的方式，無論是在應用程式端，或透過撰寫小型腳本，都能達到最高的客製化與彈性。但缺點是，每當需求變動，就必須有人力重新修改程式碼，維護成本較高。
第二種是使用資料庫 Trigger，屬於侵入式作法，通常會針對資料表的異動事件觸發記錄。然而，這種方式可能會在資料庫中留下大量交易記錄，造成儲存與運算負擔。此外，若某些 Trigger 未正確啟用，可能會讓整個同步流程更加複雜。
第三種是透過資料庫 Log，相對而言較為可靠。不過，每種資料庫對交易日誌的管理方式不同，像是 Initial Log 所需的資源，以及後續透過 redo log 進行訪查的配套機制，都必須審慎評估。
使用開源方案實現 CDC
那麼，對於關心數據整合議題的企業而言，下一步該如何著手評估呢？
可以先從商業版資料庫提供的解決方案開始考量，例如 Oracle GoldenGate 和 Greenplum Streaming Server 都支援 CDC 功能，並提供相應的配套機制。
若企業在移植前已充分評估各項需求，並具備開源工具的導入經驗，想以開源方案作為橋接，那麼 Kafka 搭配 Debezium 會是值得考慮的選項。
此外，EDB 也提供 PostgreSQL 的 CDC 解決方案，可以與 Debezium 和 Kafka 無縫整合，提供更強大的功能和更可靠的性能。
KAFKA 開源事件串流平台
Kafka 是一套開源的事件串流平台，提供大規模的訊息佇列服務。憑藉分散式架構，它每分鐘可處理數十億條串流事件，有效支援即時資料處理平台的建置。
由於具備以下功能特性，Kafka 也非常適合用於 CDC 的基礎服務場景：
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- 支援 Key-Value 時序式的連續資料
- Pull-based 拉取資料來源後可引導至後端資料庫
- 支援橫向延展擴充以避免單節點錯誤的威脅
此外，Kafka 可以與 ELK Stack 整合，實現 CDC 資料的實時監控和分析。
例如，可以利用 Logstash 從 Kafka 消費 CDC 事件，並將資料轉發至 Elasticsearch 進行索引與儲存。
接著，透過 Kibana 對這些 CDC 資料進行視覺化與分析，像是資料變更趨勢、異常偵測與報表製作等。
Debezium 資料流輸出開源工具
Debezium 是一個專門處理 CDC（Change Data Capture）功能的開源軟體專案，支援多種資料庫來源，包括 Oracle、SQL Server、MySQL、PostgreSQL、MongoDB 等。透過這些連結器（Connector），Debezium 能即時串接並擷取前端資料來源的變動資料。
擷取到的資料會被傳送至 Kafka 集群，形成事件流，並可依需求導入或調度至後端系統，如 Greenplum、Elasticsearch、MongoDB 等，以實現資料同步與整合。
在使用 Debezium 和 Kafka 進行 CDC 時，安全性非常重要。HashiCorp Vault 可以幫助您保護 CDC 資料的安全性，
像是使用 Vault 來管理資料庫連線憑證，並加密 CDC 資料流，就能達到防止敏感資料洩露的效果。
結語
強化後的 CDC 功能，不僅讓資料同步與數據遷移變得更簡單且高效，也開啟了資料整合微服務化的新可能。
透過 Kafka 和 Debezium 這類開源工具，我們得以嘗試與驗證這些創新應用。而基於這些工具的商業產品生態系持續擴大，顯示企業機構正越來越重視並投入這股趨勢。
