一、自定义转换

如果可用的单一消息转换 (SMT) 均未提供必要的转换，可以创建自己的转换。

首先要理解的一个重要概念是，通常，SMT 实现在抽象类中提供大部分逻辑。SMT 实现然后提供两个具体的子类，称为 Key 和 Value，它们指定是处理 Connect 记录的键还是值。使用转换时，用户指定 Key 或 Value 类的完全限定类名。

以下是创建和使用自定义 SMT 所需的高级步骤。

1.查看默认 Kafka Connect 转换中可用的不同 SMT 源 java 文件。使用其中之一作为创建新的自定义转换的基础。

以下是查看 java 源文件时需要注意的重要方法：

• 搜索apply()，看看这个方法是如何实现的。
• 搜索configure()，看看这个方法是如何实现的。

2.编写并编译源代码和单元测试。 SMT 的示例单元测试可以在 Apache Kafka GitHub 项目中找到。

3.创建您的 JAR 文件。

4.安装 JAR 文件。将自定义 SMT JAR 文件（以及转换所需的任何非 Kafka JAR 文件）复制到 Connect Worker 配置文件中的plugin.path 属性中列出的目录之一下的目录中，如下所示：

plugin.path=/usr/local/share/kafka/plugins

例如，在 /usr/local/share/kafka/plugins 下创建名为 my-custom-smt 的目录，并将 JAR 文件复制到 my-custom-smt 目录中。

确保在所有工作节点上执行此操作。

启动工作人员和连接器，然后尝试您的自定义转换。

Connect worker 记录它在 DEBUG 级别找到的每个转换类。启用 DEBUG 模式并验证是否已找到您的转换。如果没有，请检查 JAR 安装并确保它位于正确的位置。

二、Transformation示例

这段代码是一个名为HeaderToValue的类，它实现了Kafka Connect的Transformation接口，用来将Kafka消息中的Header信息转换成消息体的一部分。

• 首先定义了许多常量和枚举类型，包括要处理的Header名和字段名、要执行的操作类型（移动或复制）等。
• 然后定义了一些配置信息，包括headers、fields和operation三个字段，并且对它们进行了一些属性验证和说明。
• 在类的定义中，重载了config、configure和apply方法。其中，config方法返回一个ConfigDef对象，用于指定该类的配置信息；configure方法读取和验证配置信息，并初始化一些内部状态；apply方法是真正的转换逻辑，用于将Kafka消息中的Header信息转换成消息体的一部分，并将修改后的消息返回。
• 除此之外，还定义了一些辅助方法，包括根据Header信息和字段信息创建新的Schema，根据Header信息和字段信息创建新的消息体，以及一些用于日志输出和调试的辅助函数。

命名空间定义，声明该类接受Debezium框架的命名空间。

package io.debezium.transforms;

这段代码是引入需要用到的类、接口、枚举类型以及需要导入的静态方法和变量。

import static io.debezium.transforms.HeaderToValue.Operation.MOVE;
import static java.lang.String.format;
import static org.apache.kafka.connect.transforms.util.Requirements.requireStruct;

import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Optional;
import java.util.function.Function;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.StreamSupport;

import org.apache.kafka.common.config.ConfigDef;
import org.apache.kafka.common.config.ConfigException;
import org.apache.kafka.connect.connector.ConnectRecord;
import org.apache.kafka.connect.data.Schema;
import org.apache.kafka.connect.data.SchemaBuilder;
import org.apache.kafka.connect.data.Struct;
import org.apache.kafka.connect.header.Header;
import org.apache.kafka.connect.header.Headers;
import org.apache.kafka.connect.transforms.Transformation;
import org.apache.kafka.connect.transforms.util.SchemaUtil;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

import io.debezium.config.Configuration;
import io.debezium.config.Field;
import io.debezium.util.BoundedConcurrentHashMap;

这段代码定义了一个名为HeaderToValue的类，它实现了Kafka Connect的Transformation接口。

public class HeaderToValue<R extends ConnectRecord<R>> implements Transformation<R>

这段代码定义了一些静态常量、枚举类型以及一些field变量，用于存储和读取配置。

private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(HeaderToValue.class);
public static final String FIELDS_CONF = "fields";
public static final String HEADERS_CONF = "headers";
public static final String OPERATION_CONF = "operation";
private static final String MOVE_OPERATION = "move";
private static final String COPY_OPERATION = "copy";
private static final int CACHE_SIZE = 64;
public static final String NESTING_SEPARATOR = ".";
public static final String ROOT_FIELD_NAME = "payload";

enum Operation {
    MOVE(MOVE_OPERATION),
    COPY(COPY_OPERATION);

    private final String name;

    Operation(String name) {
        this.name = name;
    }

    static Operation fromName(String name) {
        switch (name) {
            case MOVE_OPERATION:
                return MOVE;
            case COPY_OPERATION:
                return COPY;
            default:
                throw new IllegalArgumentException();
        }
    }

    public String toString() {
        return name;
    }
}

public static final Field HEADERS_FIELD = Field.create(HEADERS_CONF)
        .withDisplayName("Header names list")
        .withType(ConfigDef.Type.LIST)
        .withImportance(ConfigDef.Importance.HIGH)
        .withValidation(
                Field::notContainSpaceInAnyElement,
                Field::notContainEmptyElements)
        .withDescription("Header names in the record whose values are to be copied or moved to record value.")
        .required();

public static final Field FIELDS_FIELD = Field.create(FIELDS_CONF)
        .withDisplayName("Field names list")
        .withType(ConfigDef.Type.LIST)
        .withImportance(ConfigDef.Importance.HIGH)
        .withValidation(
                Field::notContainSpaceInAnyElement,
                Field::notContainEmptyElements)
        .withDescription(
                "Field names, in the same order as the header names listed in the headers configuration property. Supports Struct nesting using dot notation.")
        .required();

public static final Field OPERATION_FIELD = Field.create(OPERATION_CONF)
        .withDisplayName("Operation: mover or copy")
        .withType(ConfigDef.Type.STRING)
        .withEnum(Operation.class)
        .withImportance(ConfigDef.Importance.HIGH)
        .withDescription("Either <code>move</code> if the fields are to be moved to the value (removed from the headers), " +
                "or <code>copy</code> if the fields are to be copied to the value (retained in the headers).")
        .required();

private List<String> fields;

private List<String> headers;

private Operation operation;

private final BoundedConcurrentHashMap<Schema, Schema> schemaUpdateCache = new BoundedConcurrentHashMap<>(CACHE_SIZE);
private final BoundedConcurrentHashMap<Headers, Headers> headersUpdateCache = new BoundedConcurrentHashMap<>(CACHE_SIZE);

这段代码实现了Transformation接口中的config和configure方法，用于处理该类的配置信息。其中，config方法返回一个ConfigDef对象，用于指定该类的配置信息；configure方法读取和验证配置信息，并初始化一些内部状态。

@Override
public ConfigDef config() {

    final ConfigDef config = new ConfigDef();
    Field.group(config, null, HEADERS_FIELD, FIELDS_FIELD, OPERATION_FIELD);
    return config;
}

@Override
public void configure(Map<String, ?> props) {

    final Configuration config = Configuration.from(props);
    SmtManager<R> smtManager = new SmtManager<>(config);
    smtManager.validate(config, Field.setOf(FIELDS_FIELD, HEADERS_FIELD, OPERATION_FIELD));

    fields = config.getList(FIELDS_FIELD);
    headers = config.getList(HEADERS_FIELD);

    validateConfiguration();

    operation = Operation.fromName(config.getString(OPERATION_FIELD));
}

private void validateConfiguration() {

    if (headers.size() != fields.size()) {
        throw new ConfigException(format("'%s' config must have the same number of elements as '%s' config.",
                FIELDS_FIELD, HEADERS_FIELD));
    }
}

该部分代码实现了Transformation接口中的apply方法，用于转换输入记录并返回转换后的记录。

在apply方法中，该代码会首先提取需要处理的头信息，并使用给定的配置对值对象进行修改或新记录生成。最后，该方法会返回转换后的记录。整个过程中，涉及到了一些辅助方法，如removeHeaders、isContainedIn、makeNewSchema等。

@Override
    public R apply(R record) {

        final Struct value = requireStruct(record.value(), "Header field insertion");

        LOGGER.trace("Processing record {}", value);
        Map<String, Header> headerToProcess = StreamSupport.stream(record.headers().spliterator(), false)
                .filter(header -> headers.contains(header.key()))
                .collect(Collectors.toMap(Header::key, Function.identity()));

        if (LOGGER.isTraceEnabled()) {
            LOGGER.trace("Header to be processed: {}", headersToString(headerToProcess));
        }

        if (headerToProcess.isEmpty()) {
            return record;
        }

        Schema updatedSchema = schemaUpdateCache.computeIfAbsent(value.schema(), valueSchema -> makeNewSchema(valueSchema, headerToProcess));

        LOGGER.trace("Updated schema fields: {}", updatedSchema.fields());

        Struct updatedValue = makeUpdatedValue(value, headerToProcess, updatedSchema);

        LOGGER.trace("Updated value: {}", updatedValue);

        Headers updatedHeaders = record.headers();
        if (MOVE.equals(operation)) {
            updatedHeaders = headersUpdateCache.computeIfAbsent(record.headers(), this::removeHeaders);
        }

        return record.newRecord(
                record.topic(),
                record.kafkaPartition(),
                record.keySchema(),
                record.key(),
                updatedSchema,
                updatedValue,
                record.timestamp(),
                updatedHeaders);
    }

    private Headers removeHeaders(Headers originalHeaders) {

        Headers updatedHeaders = originalHeaders.duplicate();
        headers.forEach(updatedHeaders::remove);

        return updatedHeaders;
    }

    private Struct makeUpdatedValue(Struct originalValue, Map<String, Header> headerToProcess, Schema updatedSchema) {

        List<String> nestedFields = fields.stream().filter(field -> field.contains(NESTING_SEPARATOR)).collect(Collectors.toList());

        return buildUpdatedValue(ROOT_FIELD_NAME, originalValue, headerToProcess, updatedSchema, nestedFields, 0);
    }

    private Struct buildUpdatedValue(String fieldName, Struct originalValue, Map<String, Header> headerToProcess, Schema updatedSchema, List<String> nestedFields,
                                     int level) {

        Struct updatedValue = new Struct(updatedSchema);
        for (org.apache.kafka.connect.data.Field field : originalValue.schema().fields()) {
            if (originalValue.get(field) != null) {
                if (isContainedIn(field.name(), nestedFields)) {
                    Struct nestedField = requireStruct(originalValue.get(field), "Nested field");
                    updatedValue.put(field.name(),
                            buildUpdatedValue(field.name(), nestedField, headerToProcess, updatedSchema.field(field.name()).schema(), nestedFields, ++level));
                }
                else {
                    updatedValue.put(field.name(), originalValue.get(field));
                }
            }
        }

        for (int i = 0; i < headers.size(); i++) {

            Header currentHeader = headerToProcess.get(headers.get(i));

            if (currentHeader != null) {
                Optional<String> fieldNameToAdd = getFieldName(fields.get(i), fieldName, level);
                fieldNameToAdd.ifPresent(s -> updatedValue.put(s, currentHeader.value()));
            }
        }

        return updatedValue;
    }

    private boolean isContainedIn(String fieldName, List<String> nestedFields) {

        return nestedFields.stream().anyMatch(s -> s.contains(fieldName));
    }

    private Schema makeNewSchema(Schema oldSchema, Map<String, Header> headerToProcess) {

        List<String> nestedFields = fields.stream().filter(field -> field.contains(NESTING_SEPARATOR)).collect(Collectors.toList());

        return buildNewSchema(ROOT_FIELD_NAME, oldSchema, headerToProcess, nestedFields, 0);
    }

    private Schema buildNewSchema(String fieldName, Schema oldSchema, Map<String, Header> headerToProcess, List<String> nestedFields, int level) {

        if (oldSchema.type().isPrimitive()) {
            return oldSchema;
        }

        // Get fields from original schema
        SchemaBuilder newSchemabuilder = SchemaUtil.copySchemaBasics(oldSchema, SchemaBuilder.struct());
        for (org.apache.kafka.connect.data.Field field : oldSchema.fields()) {
            if (isContainedIn(field.name(), nestedFields)) {

                newSchemabuilder.field(field.name(), buildNewSchema(field.name(), field.schema(), headerToProcess, nestedFields, ++level));
            }
            else {
                newSchemabuilder.field(field.name(), field.schema());
            }
        }

        LOGGER.debug("Fields copied from the old schema {}", newSchemabuilder.fields());
        for (int i = 0; i < headers.size(); i++) {

            Header currentHeader = headerToProcess.get(headers.get(i));
            Optional<String> currentFieldName = getFieldName(fields.get(i), fieldName, level);
            LOGGER.trace("CurrentHeader {} - currentFieldName {}", headers.get(i), currentFieldName);
            if (currentFieldName.isPresent() && currentHeader != null) {
                newSchemabuilder = newSchemabuilder.field(currentFieldName.get(), currentHeader.schema());
            }
        }
        LOGGER.debug("Fields added from headers {}", newSchemabuilder.fields());
        return newSchemabuilder.build();
    }

    private Optional<String> getFieldName(String destinationFieldName, String fieldName, int level) {

        String[] nestedNames = destinationFieldName.split("\\.");
        if (isRootField(fieldName, nestedNames)) {
            return Optional.of(nestedNames[0]);
        }

        if (isChildrenOf(fieldName, level, nestedNames)) {
            return Optional.of(nestedNames[level]);
        }

        return Optional.empty();
    }

    private static boolean isChildrenOf(String fieldName, int level, String[] nestedNames) {
        int parentLevel = level == 0 ? 0 : level - 1;
        return nestedNames[parentLevel].equals(fieldName);
    }

    private static boolean isRootField(String fieldName, String[] nestedNames) {
        return nestedNames.length == 1 && fieldName.equals(ROOT_FIELD_NAME);
    }

    private String headersToString(Map<?, ?> map) {
        return map.keySet().stream()
                .map(key -> key + "=" + map.get(key))
                .collect(Collectors.joining(", ", "{", "}"));
    }

    @Override
    public void close() {
    }
}