ما هو سجل المخطط (Schema Registry) ولماذا يكون مهماً؟

Question

Accepted Answer

**سجل المخطط (Schema Registry)** يدير **مخططات البيانات (Data Schemas)** لرسائل Kafka — حيث يحدد وينفذ هيكل بيانات الأحداث، مما يمكّن **تطور المخطط (Schema Evolution)** بشكل آمن. وهو مهم لضمان اتساق البيانات والتوافق بين المنتجين والمستهلكين.

## مشكلة: هيكل البيانات في الرسائل

```text
Kafka messages are just bytes → producers and consumers must AGREE on the data structure:
  → without management → producers might change the format, breaking consumers
  → how do consumers know the structure? how do you change it safely?
→ a SCHEMA REGISTRY manages this.
```

## ما يفعله سجل المخطط

```text
SCHEMA REGISTRY → a central service storing and managing message SCHEMAS:
  → defines the STRUCTURE of message data (fields, types) — e.g. with AVRO, Protobuf, JSON Schema
  → producers/consumers reference schemas (by ID) → consistent serialization/deserialization
  → ENFORCES schemas → validates data conforms; consumers know how to parse messages
→ ensures producers and consumers share a consistent, evolving contract
```

## تطور المخطط (الفائدة الرئيسية)

```text
SCHEMA EVOLUTION → change schemas over time WITHOUT breaking existing producers/consumers:
  → the registry enforces COMPATIBILITY rules (backward/forward compatible changes):
    - BACKWARD compatible → new consumers can read old data (e.g. add an optional field)
    - FORWARD compatible → old consumers can read new data
  → prevents incompatible changes that would break the pipeline
→ critical for evolving data formats safely in a system with many producers/consumers
```

## أهميته

فهم سجل المخطط قيّم لأنه **يضمن اتساق البيانات وتطورها الآمن** في أنظمة Kafka، وهي مشكلة مهمة، لذا فهو معرفة ملائمة لـ Kafka في الإنتاج.

بما أن رسائل Kafka هي مجرد بايتات، يجب على المنتجين والمستهلكين الاتفاق على هيكل البيانات — وبدون إدارة، يمكن أن تؤدي تغييرات الصيغة إلى تعطل المستهلكين، مما يثير أسئلة حول كيفية معرفة المستهلكين بالهيكل وكيفية تغييره بأمان.

**سجل المخطط** يعالج هذه المشكلة من خلال إدارة مخططات الرسائل بشكل مركزي.

فهم **ما يفعله** — تخزين وإدارة المخططات (تحديد هيكل الرسالة باستخدام Avro أو Protobuf أو JSON Schema)، جعل المنتجين والمستهلكين يرجعان إلى المخططات من أجل التسلسل/فك التسلسل المتسق، وفرض المخططات (التحقق من البيانات وتمكين المستهلكين من تحليل الرسائل) — يوضح كيفية ضمانه لعقد بيانات متسق بين المنتجين والمستهلكين.

الأهم من ذلك، فهم **تطور المخطط** هو الفائدة الرئيسية: تغيير المخططات بمرور الوقت **دون تعطيل المنتجين والمستهلكين الموجودين**، مع فرض السجل **قواعد التوافق** (التوافق العكسي حتى يتمكن المستهلكون الجدد من قراءة البيانات القديمة، والتوافق الأمامي حتى يتمكن المستهلكون القدامى من قراءة البيانات الجديدة) ومنع التغييرات غير المتوافقة التي قد تعطل خط الأنابيب.

هذا التطور الآمن حاسم في الأنظمة الحقيقية حيث يشارك العديد من المنتجين والمستهلكين في البيانات ويجب أن تتطور الصيغ دون تغييرات كسر منسقة — تحدٍ حقيقي ومهم يحله سجل المخطط.

فهم سجل المخطط يعكس الوعي بمشاكل اتساق البيانات والتوافق التي تهم في أنظمة Kafka الإنتاجية ذات المنتجين والمستهلكين المتعددين.

بما أن اتساق البيانات وتطور المخطط الآمن مشاغل مهمة في أنظمة Kafka (حيث يجب على المنتجين والمستهلكين الاتفاق على الهيكل ويجب أن تتطور الصيغ بأمان)، وبما أن سجل المخطط يدير هذا (فرض المخططات والتوافق من أجل تطور آمن)، وبما أن فهمه ملائم لـ Kafka في الإنتاج، فهم سجل المخطط معرفة قيمة وملائمة عملياً — مهمة لضمان اتساق البيانات وتطور المخطط الآمن في أنظمة Kafka (مشكلة حقيقية مع منتجين/مستهلكين متعددين)، تمكين الصيغ من التطور دون تعطيل خط الأنابيب، وملائمة لبناء أنظمة Kafka قوية وقابلة للتطور.