Debezium: Capturando mudanças de dados em tempo real

Imagine que você tem um sistema de e-commerce com milhares de transações por minuto. Cada venda, atualização de estoque ou mudança de preço precisa ser refletida instantaneamente em diferentes sistemas: data warehouse, cache de produtos, sistema de recomendações, notificações push. Como garantir que todos esses sistemas recebam as mudanças em tempo real, sem sobrecarregar o banco principal?

O Debezium é uma plataforma open-source que resolve exatamente esse problema, capturando mudanças de dados diretamente do log de transações dos bancos de dados e transmitindo-as como eventos de streaming.

O que é Debezium

Debezium é uma plataforma distribuída para Change Data Capture (CDC) que monitora bancos de dados e captura mudanças em tempo real, transformando cada inserção, atualização e deleção em eventos que podem ser consumidos por diferentes aplicações.

Características principais

• Baseado em Kafka Connect: utiliza a infraestrutura robusta do Apache Kafka
• Suporte multi-banco: SQL Server, PostgreSQL, MySQL, MongoDB, Oracle, Cassandra
• Tolerância a falhas: recuperação automática e processamento exactly-once
• Schema evolution: adaptação automática a mudanças de esquema
• Baixa latência: captura mudanças em milissegundos

O problema que o Debezium resolve

Antes do Debezium: integração tradicional

Polling periódico:

-- Executado a cada minuto
SELECT * FROM produtos 
WHERE data_atualizacao > @ultimo_processamento;

Problemas:

• Latência alta: mudanças só são detectadas no próximo polling
• Carga no banco: queries constantes impactam performance
• Perda de dados: mudanças podem ser perdidas entre polls
• Complexidade: lógica de controle de timestamp em cada tabela

Triggers SQL:

CREATE TRIGGER tr_produto_change 
ON produtos AFTER INSERT, UPDATE, DELETE
AS BEGIN
    -- Lógica para enviar mudanças
END

Problemas:

• Acoplamento forte: lógica de integração no banco de dados
• Performance: overhead transacional em cada operação
• Manutenção: triggers complexas e difíceis de debugar
• Falhas: se o sistema externo falhar, a transação pode falhar

Depois do Debezium: streaming de mudanças

O Debezium resolve esses problemas capturando mudanças diretamente do log de transações (WAL no PostgreSQL, binlog no MySQL, CDC no SQL Server), sem impactar as operações do banco.

Como o Debezium funciona

Arquitetura de alto nível

[Banco de Dados] → [Log de Transações] → [Debezium Connector] → [Kafka] → [Consumidores]

Fluxo detalhado

1. Monitoramento do log: Debezium lê continuamente o log de transações
2. Parsing de mudanças: converte entradas do log em eventos estruturados
3. Publicação no Kafka: envia eventos para tópicos específicos
4. Consumo distribuído: aplicações consomem eventos conforme necessário

Formato dos eventos

Cada mudança gera um evento JSON com estrutura padronizada:

{
  "before": { /* estado anterior do registro */ },
  "after": { /* estado atual do registro */ },
  "source": {
    "version": "1.9.0",
    "connector": "sqlserver",
    "name": "ecommerce",
    "ts_ms": 1640995200000,
    "snapshot": "false",
    "db": "EcommerceCDC",
    "schema": "dbo",
    "table": "produtos",
    "change_lsn": "00000025:00000110:0005"
  },
  "op": "u", // c=create, u=update, d=delete, r=read
  "ts_ms": 1640995200000
}

Conectores disponíveis

SQL Server Connector

• Baseado em: SQL Server CDC (Change Data Capture)
• Versões suportadas: SQL Server 2017+
• Recursos: snapshot inicial, schema evolution, filtros por tabela
• Configuração: requer CDC habilitado no banco

PostgreSQL Connector

• Baseado em: Logical Replication (WAL)
• Versões suportadas: PostgreSQL 10+
• Recursos: replication slots, publication/subscription
• Performance: baixíssima latência (< 10ms)

MySQL Connector

• Baseado em: Binary Log (binlog)
• Versões suportadas: MySQL 5.7+, MariaDB 10.1+
• Recursos: GTID support, multi-master
• Configuração: requer binlog habilitado

MongoDB Connector

• Baseado em: Change Streams
• Versões suportadas: MongoDB 3.6+
• Recursos: sharded clusters, replica sets
• Formato: eventos nativos MongoDB

Conclusão

Debezium representa uma evolução natural das estratégias de integração de dados, oferecendo uma solução robusta e escalável para captura de mudanças em tempo real.