Strimzi Kafka Operator 分层存储系统测试增强方案

在分布式消息系统中，分层存储（Tiered Storage）是一种重要的架构设计，它通过将历史数据卸载到远程存储来优化本地磁盘空间使用。近期 Strimzi Kafka Operator 社区针对该功能的系统测试提出了增强需求，本文将深入解析技术背景和实施方案。

当前测试覆盖分析

现有测试用例 testTieredStorageWithAivenPlugin 主要验证了数据上传路径的正确性，即确保 Kafka 能够成功将本地日志段上传至远程存储系统。测试通过以下关键配置实现快速上传验证：

• file.delete.delay.ms=1000：设置文件删除延迟时间
• local.retention.ms=1000：控制本地保留时间窗口

然而，完整的存储分层功能需要覆盖全生命周期管理，包括三个关键验证维度：

1. 数据卸载验证：确认本地日志段按预期删除
2. 数据获取验证：消费者从远程存储读取能力
3. 数据清理验证：远程存储空间回收机制

技术实现方案

数据卸载验证增强

通过扩展测试用例，可以增加对本地存储状态的检查。在数据上传完成后，测试应当：

• 监控日志目录文件变化
• 验证日志段文件是否在配置的时间窗口内被清除
• 检查 broker 日志中相关清理操作的记录

远程数据获取验证

消费者测试场景需要特殊设计：

// 伪代码示例：消费者初始化配置
consumerConfig.put(ConsumerConfig.AUTO_OFFSET_RESET_CONFIG, "earliest");
consumerConfig.put(ConsumerConfig.ENABLE_REMOTE_STORAGE_FETCH_CONFIG, true);

关键验证点包括：

• 在确认本地数据已清除后启动消费者
• 验证能够从起始偏移量开始消费
• 对比消费记录与原始生产记录的完整性

存储空间回收验证

针对远程数据清理功能，建议采用两种测试策略：

1. 时间维度测试：设置较短的 retention.ms 参数，验证过期数据清理
2. 容量维度测试：配置较小的 retention.bytes，验证空间超限清理

测试需要验证：

• Kafka 核心层是否正确触发删除逻辑
• 通过插件接口调用的远程删除操作
• 存储系统端的实际数据清除效果

架构设计考量

实施增强测试时需注意以下架构特性：

1. 插件接口的抽象性：测试应聚焦 Kafka 核心逻辑，对插件实现做合理假设
2. 时间敏感性操作：合理设置等待时间和重试机制处理存储系统延迟
3. 环境隔离要求：确保测试不影响生产环境存储系统

实施价值

完整的测试覆盖将带来多重收益：

• 提前发现分层存储实现中的边界条件问题
• 验证端到端数据一致性保障机制
• 为后续支持更多存储后端提供测试基准
• 增强用户对分层存储功能的信心

该增强方案已纳入 Strimzi 社区开发路线，将由核心维护团队主导实施，预计将在后续版本中为生产用户提供更可靠的分层存储保障。