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    2020-12-08 21:46:42
    <div><p>This PR is intended to start a discussion about what to do with the serverless work. I'm proposing these changes to allow the serverless codepipeline to trigger directly off changes in ...
  • serverless

    2020-03-21 09:30:49
    此次分享根据个人理解和总结,从前端开发模式在serverless的演进、Serverless 常见服务商提供的解决方案以及 基于Serverless 的前端开发模式等方面,与大家探讨 Serverless 中的前端开发模式。 一、前端开发模式...

    前言

    最近关于 Serverless 的讨论越来越多。看似与前端关系不大的 Serverless,其实早已和前端有了颇深渊源,并且将掀起新的前端技术变革。此次分享根据个人理解和总结,从前端开发模式在serverless的演进、Serverless 常见服务商提供的解决方案以及 基于Serverless 的前端开发模式等方面,与大家探讨 Serverless 中的前端开发模式。

    一、前端开发模式的演进

    image.png

    首先回顾一下前端开发模式的演进,我觉得主要有四个阶段。。

    1、基于模板渲染的动态页面
    2、基于 AJAX 的前后端分离
    3、基于 Node.js 的前端工程化
    4、基于 Node.js 的全栈开发

    基于模板渲染的动态页面

    在早起的互联网时代,我们的网页很简单,就是一些静态或动态的页面,主要目的是用来做信息的展示和传播。这个时候开发一个网页也很easy,主要就是通过 JSP、PHP 等技术写一些动态模板,然后通过 Web Server(nginx,apache) 将模板解析成一个个 HTML 文件,浏览器只负责渲染这些 HTML 文件。这个阶段还没有前后端的分工,通常是后端工程师顺便写了前端页面。

    JSP: Java Server Page: Java服务端页面,在html页面中编写Java代码的页面
    WebServer:网站服务器或web服务器

    基于 AJAX 的前后端分离

    2005 年 AJAX 技术的正式提出,翻开了 Web 开发的新篇章。基于 AJAX,我们可以把 Web 分为前端和后端,前端负责界面和交互,后端负责业务逻辑的处理。前后端通过接口进行数据交互。我们也不再需要在各个后端语言里面写着难以维护的 HTML。网页的复杂度也由后端的 Web Server 转向了浏览器端的 JavaScript。也正因如此,开始有了前端这个职位。

    基于 Node.js 的前端工程化

    2009年 Node.js 的出现,对于前端来说,也是一个历史性的时刻。随着 Node.js 一同出现的还有 CommonJS 规范和 npm 包管理机制。随后也出现了 Grunt、Gulp、Webpack 等一系列基于 Node.js 的前端开发构建工具。

    在 2013 年前后,前端三大框架 React.js/Angular/Vue.js 相继发布第一个版本。我们可以从以往基于一个个页面的开发,变为基于一个个组件进行开发。开发完成后使用 webpack 等工具进行打包构建,并通过基于 Node.js 实现的命令行工具将构建结果发布上线。前端开发开始变得规范化、标准化、工程化。

    基于 Node.js 的全栈开发

    Node.js 对前端的重要意义还有,以往只能运行在浏览器中的 js 也可以运行在服务器上,前端可以用自己最熟悉的语言来写服务端的代码。于是前端开始使用 Node.js 做全栈开发,开始由前端向全栈的方向转变。这是前端主动突破自己的边界。
    另一方面,前端在发展,后端也在发展。也差不多在 Node.js 诞生那个时代,后端普遍开始由巨石应用模式微服务架构转变。这也就导致以往的前后端分工出现了分歧。随着微服务架构的兴起,后端的接口渐渐变得原子性,微服务的接口也不再直接面向页面,前端的调用变得复杂了。于是 BFF(Backend For Frontend)架构出现了,在微服务和前端中间,加了一个 BFF 层,由 BFF 对接口进行聚合、裁剪后,再输出给前端。而 BFF 这层不是后端本质工作,且和前端的关系最大,所以前端自然而然选择了 Node.js 来实现。这也是当前 Node.js 在服务端较为广泛的应用的原因。

    巨石应用:大部分web工程是将所有的功能模块(service side)打包到一起并放在一个web容器中运行,很多企业的Java应用程序打包为war包

    微服务架构:微服务架构是一种架构理念,是指将功能分解到离散的各个服务当中,从而降低系统的耦合性,并提供更加灵活的服务支持。把一个大型的单体应用程序和服务拆分为数个或数十个的微小型服务,它可扩展单个组件而不是整个的应用程序堆栈,从而满足服务等级协议。

    下一代前端开发模式

    说完了这几个阶段,可以看到,每一次前端开发模式的变化,都因某个变革性的技术而起。先是 AJAX,而后是 Node.js。那么下一个变革性的技术是什么?不言而喻,个人觉得就是 Serverless。

    什么是serverless

    image.png

    CNCF,全称Cloud Native Computing Foundation(云原生计算基金会),成立于 2015 年7月21日(于美国波特兰OSCON 2015上宣布),其最初的口号是坚持和整合开源技术来让编排容器作为微服务架构的一部分,其作为致力于云原生应用推广和普及的一支重要力量,不论您是云原生应用的开发者、管理者还是研究人员都有必要了解。

    目前行业可能更多处在容器 Docker+Kubernetes, 利用
    IaaS、PaaS和SaaS 来快速搭建部署应用

    基础架构即服务(Infrastructure as a Service,IaaS)、平台即服务(Platform as a Service,PaaS)以及软件即服务(Software as a Service,SaaS)。

    Docker是一个平台,它主要是提供一些服务,任何一台装有docker的机器你都可以建立、发布、运行你的应用程序,使用docker很省钱省时。

    简单的介绍Kubernetes。它就是一套成熟的商用服务编排解决方案。Kubernetes定位在Paas层,重点解决了微服务大规模部署时的服务编排问题。

    其实 Serverless 早已和前端产生了联系,只是我们可能没有感知。

    1、CDN: 相信大家都使用过 CDN,我们开发完成之后,直接将静态文件部署到 CDN 上,通过 CDN 进行内容分发、网络加速,在这个过程中,前端不需要关心 CDN 有多少个节点、如何做负载均衡,也不需要知道 CDN 的 QPS 是多少。所以从这个角度来说,CDN 是一种 serverless 的实现。

    2、再比如对象存储,和 CDN 一样,我们只需要将文件上传到对象存储,就可以直接使用了,不需要关心它如何存取文件、如何进行权限控制,所以对象存储对前端来说是 Serverless。
    3、甚至一些第三方的 API 服务,也是 Serverless,因为我们使用的时候,不需要去关心服务器。

     

    image.png

    当然,有了体感还不够,我们还是需要一个更精确的定义。从技术角度来说,Serverless 就是 FaaS 和 BaaS 的结合。

    简单来讲,FaaS(Function as a Service) 就是一些运行函数的平台,比如阿里云的函数计算、AWS 的 Lambda 等。

    BaaS(Backend as a Service)则是一些后端云服务,比如云数据库、对象存储、消息队列等。利用 BaaS,可以极大简化我们的应用开发难度。

    Serverless 则可以理解为运行在 FaaS 中,使用了 BaaS 的函数。

    Serverless 的主要特点有:

    1、事件驱动----函数在 FaaS 平台中,需要通过一系列的事件来驱动函数执行。
    2、无状态----因为每次函数执行,可能使用的都是不同的容器,无法进行内存或数据共享。如果要共享数据,则只能通过第三方服务,比如 ```Redis`` 等。

    Redis(全称:Remote Dictionary Server 远程字典服务)是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value[数据库],并提供多种语言的API。从2010年3月15日起,Redis的开发工作由VMware主持。从2013年5月开始,Redis的开发由Pivotal赞助。

    3、无运维----使用serverless我们不需要关心服务器,也不需要关心运维,这也是serverles思想的核心;
    4、低成本----使用 Serverless 成本很低,因为我们只需要为每次函数的运行付费。函数不运行,则不花钱,也不会浪费服务器资源过度

    ????哪些公司平台提供这些功能???现有的服务商 云平台 亚马

    二 Serverless 常见服务商提供的解决方案

    image.png

    1、上图是当前主要的一些 Serverless 服务,以及对应的服务解决方案。
    2、从下往上,分别是基础设施、开发工具和应用场景。
    亚马逊-微软-谷歌
    3、基础设施主要是一些云计算厂商提供,包括云计算平台和各种 BaaS 服务,以及运行函数的 FaaS 平台。
    前端主要是 Serverless 的使用者,所以对前端来说,最重要的开发工具这一层,我们需要依赖开发工具进行 Serverless 开发、调试和部署。
    4、框架(Framework)
    如今还没有一个统一的 Serverless 标准,不同云计算平台提供的 Serverless 服务很可能是不一样的,这就导致我们的代码,无法平滑迁移。Serverless 框架一个主要功能是简化 Serverless 开发、部署流程,另一主要功能则是屏蔽不同 Serverless 服务中的差异,让我们的函数能够在不改动或者只改动很小一部分的情况下,在其他 Serverless 服务中也能运行。常见的 Serverless 框架有 Serverless Framework、ZEIT Now、Apex 等。不过这些基本都是国外公司做的,国内还没有这样的平台。
    5、Web IDE
    和 Serverless 紧密相关的 Web IDE 主要也是各个云计算平台的 Web IDE。利用 Web IDE,我们可以很方便地在云端开发、调试函数,并且可以直接部署到对应的 FaaS 平台。这样的好处是避免了在本地安装各种开发工具、配置各种环境。常见的 Web IDE 有 AWS 的 Cloud9、阿里云的函数计算 Web IDE、腾讯云的 Cloud Studio。
    6、当然,目前最主要的开发方式还是在本地进行开发。所以在本地开发 Serverless 的命令行工具也必不可少。
    命令行工具主要有两类,一类是云计算平台提供的,如 AWS 的 aws、 Azure 的 az、阿里云的 fun;还有一类是 Serverless 框架提供的,如 serverless、now。
    大部分工具如 serverless、fun 等,都是用 Node.js 语言来实现的。
    7、应用场景
    在开发工具上面一层,则是 Serverless 的一些垂直应用场景。除了使用传统的服务端开发,目前使用 Serverless 技术的还有小程序开发,未来可能还会涉及到物联网领域(IoT)。

    不同 Serverless 服务的对比

    image.png

    上图从支持语言、触发器、价格等多个方面对不同 Serverless 服务进行了对比,可以发现有差异,也有共性。

    1、比如几乎所有 Serverless 服务都支持 Node.js/Python/Java 等语言。

    2、从支持的触发器来看,几乎所有服务也都支持 HTTP、对象存储、定时任务、消息队列等触发器。当然,这些触发器也与平台自己的后端服务相关,比如阿里云的对象存储触发器,是基于阿里云的 OSS 产品的存取等事件触发的;而 AWS 的对象存储触发器,则是基于 AWS 的 S3 的事件触发的,两个平台并不通用。这也是当前 Serverless 面临的一个问题,就是标准不统一。

    S3:Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) 是一种对象存储服务,提供行业领先的可扩展性、数据可用性、安全性和性能

    从计费的角度来看,各个平台的费用基本一致。在前面也提到,Serverless 的计费是按调用次数计费,执行时长。

    三 基于 Serverless 的前端开发模式

    serverless 开发流程

    image.png

    1、在开始具体的案例之前,先看一下传统开发流程。
    在传统开发流程中,我们需要前端写页面,后端工程师写接口。后端写完接口之后,把接口部署了,再进行前后端联调。联调完毕后再测试、上线。上线之后,还需要运维工程师对系统进行维护。整个过程涉及多个不同角色,链路较长,沟通协调也是一个问题。

    2、而基于 Serverless,后端变得非常简单了,以往的后端应用被拆分为一个个函数,只需要写完函数并部署到 Serverless 服务即可,后续也不用关心任何服务器的运维操作。后端开发的门槛大幅度降低了。因此,只需要一个前端就可以完成所有的开发工作。
    当然,前端基于 Serverless 去写后端,最好也需要具备一定的后端知识。涉及复杂的后端系统或者 Serverless 不适用的场景,还是需要后端开发。

    serverless带来的价值

    1.降低运营复杂度

    Serverless架构使软件应用和服务器实现了解耦,服务器不再是用户开发和运营应用的焦点。在应用上线前,用户无须再提前规划服务器的数量和规格。在运维过程中,用户无须再持续监控和维护具体服务器的状态,只需要关心应用的整体状态。应用运营的整体复杂度下降,用户的关注点可以更多地放在软件应用的体验和改进以及其他能带来更高业务价值的地方。
    2.降低运营成本
    服务器不再是用户关注的一个受管资源,运营的复杂度下降,应用运营所需要投入的时间和人力将大大降低。在最好的情况下,可以做到少数几个应用管理员即可管理一个处理海量请求的应用系统。

    3、缩短产品的上市时间
    在Serverless架构下,应用的功能被解构成若干个细颗粒度的无状态函数,功能与功能之间的边界变得更加清晰,功能模块之间的耦合度大大减小。这使得软件应用的开发效率更高,应用开发的迭代周期更短。

    serverless实践

    基于 Serverless 的 BFF (Backend For Frontend)

    image.png

    传统 BFF (Backend For Frontend) 架构

    1、一方面,对不同的设备需要使用不同的 API,另一方面,由于微服务导致前端接口调用的复杂,所以前端开始使用 BFF 的方式,对接口进行聚合裁剪,以得到适用于前端的接口。
    2、最底层的就是各种后端微服务,最上层就是各种前端应用。在微服务和应用之前,就是通常由前端开发的 BFF。
    -手机端-web端-嵌入式-
    这样的架构解决了接口协调的问题,但也带来了一些新的问题。

    传统 BFF (Backend For Frontend) 的痛点

    比如针对每个设备开发一个 BFF 应用,也会面临一些重复开发的问题。而且以往前端只需要开发页面,关注于浏览器端的渲染即可,现在却需要维护各种 BFF 应用。以往前端也不需要关心并发,现在并发压力却集中到了 BFF 上。总的来说运维成本非常高,通常前端并不擅长运维。

    Serverless 则可以帮我们很好的解决这些问题。用Serverless,我们可以用一个个函数来实各个接口的聚合裁剪。前端向 BFF 发起的请求,就相当于是 FaaS 的一个 HTTP 触发器,触发一个函数的执行,这个函数中来实现针对该请求的业务逻辑,比如调用多个微服务获取数据,然后再将处理结果返回给前端。这样运维的压力,就由以往的 BFF Server 转向了 FaaS 服务,前端再也不用关心服务器了。

    基于 Serverless 的 BFF 架构

    上图则是基于 Serverless 的 BFF 架构。为了更好的管理各种 API,我们还可以添加网关层,通过网关来管理所有 API(比如阿里云的网关),比如对 API 进行分组、分环境。基于 API 网关,前端就不直接通过 HTTP 触发器来执行函数,而是将请求发送至网关,再由网关去触发具体的函数来执行。
    API Gateway
    在没有API网关作为统一出口的情况下,需要调用方自己组合各种服务,而且容易让调用方感知后端各种服务的存在,各个需要各个做很多相同的工作。
    加入API Gateway之后的作用
    一般也会把路由,安全,限流,缓存,日志,监控,重试,熔断等都放到 API 网关来做,然后服务层就完全脱离这些东西,纯粹的做业务,也能够很好的保证业务代码的干净,不用关心安全,压力等方面的问题。

    基于 Serverless 的服务端渲染

    传统服务端渲染

    基于当下最流行的三大前端框架(React.js/Anguler/Vue.js),现在的渲染方式大部分都是客户端渲染。页面初始化的时候,只加载一个简单 HTML 以及对应的 JS 文件,再由 JS 来渲染出一个个页面。这种方式最主要的问题就是白屏时间和 SEO 搜索引擎优化

    为了解决这个问题,前端又开始尝试服务端渲染。本质思想其实和最早的模板渲染是一样的。都是前端发起一个请求,后端 Server 解析出一个 HTML 文档,然后再返回给浏览器。只不过以往是 JSP、PHP 等服务端语言的模板,现在是基于 React、Vue 等实现的同构应用,这也是如今的服务端渲染方案的优势。

    但服务端渲染又为前端带来了一些额外的问题:运维成本,前端需要维护用于渲染的服务器。

    基于serverless的服务端渲染

    Serverless 最大的优点就是可以帮我们减少运维,那 Serverless 能不能用于服务端渲染呢?当然也是可以的。

    传统的服务端渲染,每个请求的 path 都对应着服务端的每个路由,由该路由实现对应 path 的 HTML 文档渲染。用于渲染的服务端程序,就是这些集成了这些路由的应用。
    使用 Serverless 来做服务端渲染,就是将以往的每个路由,都拆分为一个个函数,再在 FaaS 上部署对应的函数。这样用户请求的 path,对应的就是每个单独的函数。通过这种方式,就将运维操作转移到了 FaaS 平台,前端做服务端渲染,就不用再关心服务端程序的运维部署了。

    基于 Serverless 的小程序开发

    1、目前国内使用 Serverless 较多的场景可能就是小程开发了。具体的实现就是小程序云开发,支付宝小程序和微信小程序都提供了云开发功能。
    2、在传统的小程序开发中,我们需要前端进行小程序端的开发;后端进行服务端的开发。小程序的后端开发和其他的后端应用开发,本质是是一样的,需要关心应用的负载均衡、备份冗灾、监控报警等一些列部署运维操作。如果开发团队人很少,可能还需要前端去实现服务端。
    但基于云开发,就只需要让开发者关注于业务的实现,由一个前端就能够完成整个应用的前后端开发。因为云开发将后端封装为了 BaaS 服务,并提供了对应的 SDK 给开发者,开发者可以像调用函数一样使用各种后端服务。应用的运维也转移到了提供云开发的服务商。
    下面分别是使用支付宝云开发的一些例子,函数就是定义在 FaaS 服务中的函数。

    负载均衡(Load Balance)其意思就是分摊到多个操作单元上进行执行,例如Web服务器、FTP服务器、企业关键应用服务器和其它关键任务服务器等,从而共同完成工作任务
    备份冗灾:就是为了防止出现自然或者社会灭害带来的对存储设备的损害而造成对数据丢失,而采取的备份.

    通用 Serverless 架构

    基于上述几个 Serverless 开发的例子,就可以总结出一个通用的 Serverless 架构。

     

    image.png

    其中最底层就是实现复杂业务的后端微服务(Backend)。然后 FaaS 层通过一系列函数实现业务逻辑,并为前端直接提供服务。对于前端开发者来说,前端可以通过编写函数的方式来实现服务端的逻辑。

    同时不管是在后端、FaaS 还是前端,我们都可以去调用云计算平台提供的 BaaS 服务,大大降低开发难度、减少开发成本。小程序云开发,就是直接在前端调用 BaaS 服务的例子。

    一句话总结serverless - less is more

    使用 Serverless,我们不需要再过多关注服务端的运维,不需要关心我们不熟悉的领域,我们只需要专注于业务的开发、专注于产品的实现。我们需要关心的事情变少了,但我们能做的事情更多了。

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  • serverLess

    2019-08-07 10:51:11
    segmentfault.com/a/119000001… 转载于:https://juejin.im/post/5d4aad16f265da03ea5a675b

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  • serverless-源码

    2021-03-29 22:10:39
    serverless
  • 看懂 Serverless,这一篇就够了

    万次阅读 多人点赞 2019-05-29 16:11:59
    无服务器(Serverless)计算是什么2. 理解Serverless技术---FaaS和BaaS2.1 Faas(Function as a Service,函数即服务)2.2 Baas(Backend as a Service,后端即服务)3. 无服务器(Serverless)计算如何工作?4. 无...

    1. 无服务器(Serverless)计算是什么

    serverless
    云计算涌现出很多改变传统IT架构和运维方式的新技术,比如虚拟机、容器、微服务,无论这些技术应用在哪些场景,降低成本、提升效率是云服务永恒的主题。

    过去十年来,我们已经把应用和环境中很多通用的部分变成了服务。Serverless的出现,带来了跨越式变革。Serverless把主机管理、操作系统管理、资源分配、扩容,甚至是应用逻辑的全部组件都外包出去,把它们看作某种形式的商品——厂商提供服务,我们掏钱购买。

    过去是“构建一个框架运行在一台服务器上,对多个事件进行响应”,Serverless则变为“构建或使用一个微服务或微功能来响应一个事件”,做到当访问时,调入相关资源开始运行,运行完成后,卸载所有开销,真正做到按需按次计费。这是云计算向纵深发展的一种自然而然的过程。

    Serverless是一种构建和管理基于微服务架构的完整流程,允许你在服务部署级别而不是服务器部署级别来管理你的应用部署。它与传统架构的不同之处在于,完全由第三方管理,由事件触发,存在于无状态(Stateless)、暂存(可能只存在于一次调用的过程中)计算容器内。构建无服务器应用程序意味着开发者可以专注在产品代码上,而无须管理和操作云端或本地的服务器或运行时。Serverless真正做到了部署应用无需涉及基础设施的建设,自动构建、部署和启动服务。

    国内外的各大云厂商 Amazon、微软、Google、IBM、阿里云、腾讯云、华为云相继推出Serverless产品,Serverless也从概念、愿景逐步走向落地,在各企业、公司应用开来。

    2. 理解Serverless技术—FaaS和BaaS

    Serverless由开发者实现的服务端逻辑运行在无状态的计算容器中,它由事件触发, 完全被第三方管理,其业务层面的状态则被开发者使用的数据库和存储资源所记录。Serverless涵盖了很多技术,分为两类:FaaS和BaaS。

    2.1 FaaS(Function as a Service,函数即服务)

    FaaS意在无须自行管理服务器系统或自己的服务器应用程序,即可直接运行后端代码。其中所指的服务器应用程序,是该技术与容器和PaaS(平台即服务)等其他现代化架构最大的差异。

    FaaS可以取代一些服务处理服务器(可能是物理计算机,但绝对需要运行某种应用程序),这样不仅不需要自行供应服务器,也不需要全时运行应用程序。

    FaaS产品不要求必须使用特定框架或库进行开发。在语言和环境方面,FaaS函数就是常规的应用程序。例如AWS Lambda的函数可以通过Javascript、Python以及任何JVM语言(Java、Clojure、Scala)等实现。然而Lambda函数也可以执行任何捆绑有所需部署构件的进程,因此可以使用任何语言,只要能编译为Unix进程即可。FaaS函数在架构方面确实存在一定的局限,尤其是在状态和执行时间方面。

    在迁往FaaS的过程中,唯一需要修改的代码是“主方法/启动”代码,其中可能需要删除顶级消息处理程序的相关代码(“消息监听器接口”的实现),但这可能只需要更改方法签名即可。在FaaS的世界中,代码的其余所有部分(例如向数据库执行写入的代码)无须任何变化。

    相比传统系统,部署方法会有较大变化 – 将代码上传至FaaS供应商,其他事情均可由供应商完成。目前这种方式通常意味着需要上传代码的全新定义(例如上传zip或JAR文件),随后调用一个专有API发起更新过程。

    FaaS中的函数可以通过供应商定义的事件类型触发。对于亚马逊AWS,此类触发事件可以包括S3(文件)更新、时间(计划任务),以及加入消息总线的消息(例如Kinesis)。通常你的函数需要通过参数指定自己需要绑定到的事件源。

    大部分供应商还允许函数作为对传入Http请求的响应来触发,通常这类请求来自某种该类型的API网关(例如AWS API网关、Webtask)。

    2.2 BaaS(Backend as a Service,后端即服务)

    BaaS(Backend as a Service,后端即服务)是指我们不再编写或管理所有服务端组件,可以使用领域通用的远程组件(而不是进程内的库)来提供服务。理解BaaS,需要搞清楚它与PaaS的区别。

    首先BaaS并非PaaS,它们的区别在于:PaaS需要参与应用的生命周期管理,BaaS则仅仅提供应用依赖的第三方服务。典型的PaaS平台需要提供手段让开发者部署和配置应用,例如自动将应用部署到Tomcat容器中,并管理应用的生命周期。BaaS不包含这些内容,BaaS只以API的方式提供应用依赖的后端服务,例如数据库和对象存储。BaaS可以是公共云服务商提供的,也可以是第三方厂商提供的。其次从功能上讲,BaaS可以看作PaaS的一个子集,即提供第三方依赖组件的部分。

    BaaS服务还允许我们依赖其他人已经实现的应用逻辑。对于这点,认证就是一个很好的例子。很多应用都要自己编写实现注册、登录、密码管理等逻辑的代码,而对于不同的应用这些代码往往大同小异。完全可以把这些重复性的工作提取出来,再做成外部服务,而这正是Auth0和Amazon Cognito等产品的目标。它们能实现全面的认证和用户管理,开发团队再也不用自己编写或者管理实现这些功能的代码。

    3. 无服务器(Serverless)计算如何工作?

    与使用虚拟机或一些底层的技术来部署和管理应用程序相比,无服务器计算提供了一种更高级别的抽象。因为它们有不同的抽象和“触发器”的集合。

    拿计算来讲,这种抽象有一个特定函数和抽象的触发器,它通常是一个事件。以数据库为例,这种抽象也许是一个表,而触发器相当于表的查询或搜索,或者通过在表中做一些事情而生成的事件。

    比如一款手机游戏,允许用户在不同的平台上为全球顶级玩家使用高分数表。当请求此信息时,请求从应用程序到API接口。API接口或许会触发AWS的Lambda函数,或者无服务器函数,这些函数再从数据库表中获取到数据流,返回包含前五名分数的一定格式的数据。

    一旦构建完成,应用程序的功能就可以在基于移动和基于 Web 的游戏版本中重用。

    这跟设置服务器不同,不是必须要有Amazon EC2实例或服务器,然后等待请求。环境由事件触发,而响应事件所需的逻辑只在响应时执行。这意味着,运行函数的资源只有在函数运行时被创建,产生一种非常高效的方法来构建应用程序。

    4. 无服务器(Serverless)适用于哪些场景?

    serverless
    在现阶段,Serverless主要应用在以下几个场景。首先在Web及移动端服务中,可以整合API网关和Serverles服务构建Web及移动后端,帮助开发者构建可弹性扩展、高可用的移动或 Web后端应用服务。在IoT场景下可高效的处理实时流数据,由设备产生海量的实时信息流数据,通过Serverles服务分类处理并写入后端处理。另外在实时媒体资讯内容处理场景里,用户上传的音视频到对象存储OBS,通过上传事件触发多个函数,分别完成高清转码、音频转码等功能,满足用户对实时性和并发能力的高要求。无服务器计算还适合于任何事件驱动的各种不同的用例,这包括物联网,移动应用,基于网络的应用程序和聊天机器人等。这里简单说两个场景,方便大家思考。

    4.1 场景一:应用负载有显著的波峰波谷

    Serverless 应用成功与否的评判标准并不是公司规模的大小,而是其业务背后的具体技术问题,比如业务波峰波谷明显,如何实现削峰填谷。一个公司的业务负载具有波峰波谷时,机器资源要按照峰值需求预估;而在波谷时期机器利用率则明显下降,因为不能进行资源复用而导致浪费。

    业界普遍共识是,当自有机器的利用率小于 30%,使用 Serverless 后会有显著的效率提升。对于云服务厂商,在具备了足够多的用户之后,各种波峰波谷叠加后平稳化,聚合之后资源复用性更高。比如,外卖企业负载高峰是在用餐时期,安防行业的负载高峰则是夜间,这是受各个企业业务定位所限的;而对于一个成熟的云服务厂商,如果其平台足够大,用户足够多,是不应该有明显的波峰波谷现象的。

    4.2 场景二:典型用例 - 基于事件的数据处理

    视频处理的后端系统,常见功能需求如下:视频转码、抽取数据、人脸识别等,这些均为通用计算任务,可由函数计算执行。

    开发者需要自己写出实现逻辑,再将任务按照控制流连接起来,每个任务的具体执行由云厂商来负责。如此,开发变得更便捷,并且构建的系统天然高可用、实时弹性伸缩,用户不需要关心机器层面问题。

    5. Serverless 的问题

    对于企业来说,支持Serverless计算的平台可以节省大量时间和成本,同时可以释放员工,让开发者得以开展更有价值的工作,而不是管理基础设施。另一方面可以提高敏捷度,更快速地推出新应用和新服务,进而提高客户满意度。但是Serverless不是完美的,它也存在一些问题,需要慎重应用在生产环境。

    5.1 不适合长时间运行应用

    Serverless 在请求到来时才运行。这意味着,当应用不运行的时候就会进入 “休眠状态”,下次当请求来临时,应用将会需要一个启动时间,即冷启动时间。如果你的应用需要一直长期不间断的运行、处理大量的请求,那么你可能就不适合采用 Serverless 架构。如果你通过 CRON 的方式或者 CloudWatch 来定期唤醒应用,又会比较消耗资源。这就需要我们对它做优化,如果频繁调用,这个资源将会常驻内存,第一次冷启之后,就可以一直服务,直到一段时间内没有新的调用请求进来,则会转入“休眠”状态,甚至被回收,从而不消耗任何资源。

    5.2 完全依赖于第三方服务

    当你所在的企业云环境已经有大量的基础设施的时候,Serverless 对于你来说,并不是一个好东西。当我们采用某云服务厂商的 Serverless 架构时,我们就和该服务供应商绑定了,那么我们再将服务迁到别的云服务商上就没有那么容易了。

    我们需要修改一下系列的底层代码,能采取的应对方案,便是建立隔离层。这意味着,在设计应用的时候,就需要隔离 API 网关、隔离数据库层,考虑到市面上还没有成熟的 ORM 工具,让你既支持Firebase,又支持 DynamoDB等等。这些也将带给我们一些额外的成本,可能带来的问题会比解决的问题多。

    5.3 缺乏调试和开发工具

    当我使用 Serverless Framework 的时候,遇到了这样的问题:缺乏调试和开发工具。后来,我发现了 serverless-offline、dynamodb-local 等一系列插件之后,问题有一些改善。然而,对于日志系统来说,这仍然是一个艰巨的挑战。

    每次你调试的时候,你需要一遍又一遍地上传代码。而每次上传的时候,你就好像是在部署服务器,并不能总是快速地定位出问题在哪。后来,找了一个类似于 log4j 这样的可以分级别记录日志的 Node.js 库 winston。它可以支持 error、warn、info、verbose、debug、silly 六个不同级别的日志,再结合大数据进行日志分析过滤,才能快速定位问题。

    5.4 构建复杂

    Serverless 很便宜,但是这并不意味着它很简单。AWS Lambda的 CloudFormation配置是如此的复杂,并且难以阅读及编写(JSON 格式),虽然CloudFomation提供了Template模板,但想要使用它的话,需要创建一个Stack,在Stack中指定你要使用的Template,然后aws才会按照Template中的定义来创建及初始化资源。

    而Serverless Framework的配置更加简单,采用的是 YAML 格式。在部署的时候,Serverless Framework 会根据我们的配置生成 CloudFormation 配置。然而这也并非是一个真正用于生产的配置,真实的应用场景远远比这复杂。

    6. 总结

    云计算经过这么多年的发展,逐渐进化到用户仅需关注业务和所需的资源。比如,通过K8S这类编排工具,用户只要关注自己的计算和需要的资源(CPU、内存等)就行了,不需要操心到机器这一层。

    Serverless架构让人们不再操心运行所需的资源,只需关注自己的业务逻辑,并且为实际消耗的资源付费。可以说,随着Serverless架构的兴起,真正的云计算时代才算到来了。

    任何新概念新技术的落地,本质上都是要和具体业务去结合,去真正解决具体问题。虽然Serverless很多地方不成熟,亟待完善。不过Serverless自身的优越特性,对于开发者来说,吸引力是巨大的。相信随着技术的飞速发展,Serverless在未来还有无限可能!

    转载自:看懂 Serverless,这一篇就够了

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  • Serverless Ops

    2018-10-10 14:28:20
    The serverless paradigm is going mainstream. Major players such as Amazon, Microsoft, Google, and IBM are among the dozen organizations that now provide serverless compute options in the cloud—also ...
  • Serverless简介

    2020-11-22 21:27:00
    Serverless简介 概念 Serverless的全称是Serverless computing无服务器运算,又被称为函数即服务(Function-as-a-Service,缩写为 FaaS),是云计算的一种模型。以平台即服务(PaaS)为基础,无服务器运算提供一个...

    Serverless简介

    概念

    Serverless的全称是Serverless computing无服务器运算,又被称为函数即服务(Function-as-a-Service,缩写为 FaaS),是云计算的一种模型。以平台即服务(PaaS)为基础,无服务器运算提供一个微型的架构,终端客户不需要部署、配置或管理服务器服务,代码运行所需要的服务器服务皆由云端平台来提供。 国内外比较出名的产品有Tencent Serverless、AWS Lambda、Microsoft Azure Functions 等。

    Serverless称为微服务运算,但不代表它真的不需要服务,而是说开发者再也不用过多考虑服务器的问题,计算资源作为服务而不是服务器的概念出现。Serverless是一种构建和管理基于微服务架构的技术,允许开发者在服务部署级别而不是服务器部署级别来管理应用部署,你甚至可以管理某个具体功能或端口的部署,以便让开发者快速迭代,更快速地开发软件。

    以亚马逊的AWS Lambda为案例,Lambda能让不用思考任何服务器,也就是说,不用你处理服务器上的部署、服务器容量和服务器的扩展和失败容错,还有服务器上选择什么OS操作系统,语言的更新,日志等等问题。

    目前,Serverless 仍然处于探索和发展阶段,并且对于Serverless也没有一个权威的定义,不过我们仍然可以从以下几个方面来理解它:

    • Serverless代表的是一种服务理念或模式。这种服务理念希望用户无需关注除了业务逻辑本身之外的主机管理、服务运维、配置等事务,不需要关注运营维护问题。也即是说,只要有了Serverless,几乎可以不需要再考虑Devops工作流。
    • Serverless是一种软件系统架构方法,并不代表某种技术。通常我们称Serverless 为一种架构而不是某种技术框架。
    • Serverless是一种云服务产品形态。通常我们称Serverless为一种产品,比如各大厂商推出的各种 Serverless 服务或能力、封装的 API 网关等产品。

    当前业界最常见的 Serverless 实现方案为 FaaS(函数即服务) + BaaS(后端即服务),我们经常听到的「云服务」就是基于 FaaS + BaaS 架构。

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    Serverless历史

    Serverless 架构是云的自然延伸,为了理解 Serverless,我们有必要回顾一下云计算的发展。

    IaaS

    2006 年AWS 推出 EC2(Elastic Compute Cloud),也是目前公认的第一代 IaaS(Infrastructure as a Service),用户可以通过 AWS 快速的申请到计算资源,并在上面部署自己的互联网服务。IaaS 从本质上讲,是服务器租赁并提供基础设施外包服务,就比如我们用的水和电一样,我们不会自己去引入自来水和发电,而是直接从自来水公司和电网公司购入,并根据实际使用付费。

    EC2 真正对 IT 行业带来的改变是硬件的虚拟化,并且 EC2 给用户和行业带来了以下五个好处。

    • 降低劳动力成本:减少了企业本身雇佣IT人员的成本。
    • 降低风险:不用再像自己运维物理机那样,担心各种意外风险,EC2 有主机损坏,再申请一个就好了。
    • 降低基础设施成本:可以按小时、周、月或者年为周期租用 EC2。
    • 扩展性:不必过早的预期基础设施采购,因为通过云厂商可以很快的获取。
    • 节约时间成本:快速的获取资源开展业务实验。

    Pass

    相信很多人都听说过Paas,那什么是Paas呢?PaaS(Platform as a Service)是构建在 IaaS 之上的一种平台服务,提供操作系统安装、监控和服务发现等功能,用户只需要部署自己的应用即可,最早实现商业PaaS的是Heroko ,以及开源的 PaaS——Cloud Foundry,用户可以基于它来构建私有 PaaS,如果同时使用公有云和私有云,如果能在两者之间构建一个统一的 PaaS,那就是“混合云”了。

    在 PaaS 上最广泛使用的技术就要数 Docker 了,因为使用容器可以很清晰的描述应用程序,并保证环境一致性。管理云上的容器,可以称为是 CaaS(Container as a Service),如 GCE(Google Container Engine),也可以基于 Kubernetes、Mesos 这类开源软件构件自己的 CaaS。

    PaaS 是对软件的一个更高的抽象层次,已经接触到应用程序的运行环境本身,可以由开发者自定义,而不必接触更底层的操作系统。

    Serverless

    历史上第一个 Serverless 平台可以追溯到 2006 年的 Zimki(该公司已倒闭),这个平台提供服务端 JavaScript 应用,虽然他们没有使用Serverless 这个名词,但是他们是第一个“按照实际调用付费”的平台。而真正第一个使用 Serverless 名词的是 iron.io

    不过,Serverless 真正流行起来还的是 2014 年亚马逊推出的 AWS Lambda,然后其他公司也陆续跟进,比较出名的有2016 年推出 Google Cloud 与 IBM 等厂商。而国内的要属阿里云和腾讯云起步最早,也最成功。

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    FaaS 和 IaaS、PaaS 的区别

    如下图所示,FaaS 不仅给用户提供了标准的 Runtime,同时在应用层也帮用户管理了请求的调度。开发者只需要聚焦在核心业务逻辑开发,按照函数的粒度去编写代码。而与底层硬件相关的资源维护,则交给更加专业的云厂商来搞定。
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    因此,对于用户来讲,可以把更多的精力和时间放在业务上。而 IaaS 和 PasS,则均需要用户去运维云主机或者容器集群、搭建业务所需的运行环境。

    Serverless的应用场景

    虽然 Serverless 的应用很广泛,但是也有使用上的局限性,Serverless 比较适合的场景有以下一些:

    • 异步的并发,组件可独立部署和扩展
    • 应对突发或服务使用量不可预测(主要是为了节约成本,因为 Serverless 应用在不运行时不收费)
    • 短暂、无状态的应用,对冷启动时间不敏感
    • 需要快速开发迭代的业务

    基于此,我们发现,Serverless非常适合做实时文件处理、周期性的数据处理和移动及 Web 应用后端等。下面,我们通过一个游戏应用为例来说明什么是 Serverless 应用。

    通常,一款移动端游戏至少包含如下几个特性:

    • 移动端友好的用户体验
    • 用户管理和权限认证
    • 关卡、升级等游戏逻辑,游戏排行,玩家的等级、任务等信息

    那么,应用的架构应该是下面这样的。
    在这里插入图片描述

    所以,技术可能是下面这样的:

    • 一个 app 前端,iOS 或者安卓
    • 用 Java 写的后端,使用 JBoss 或者 Tomcat 做 server 运行
    • 使用关系型数据库存储用户数据,如 MySQL

    不过,这样的架构虽然开发起来比较容易,但是维护起来确十分复杂,前端开发、后端的开发都需要十分专业的人员、环境的配置,还要有人专门维护数据库、应用的更新和升级。而如果使用Serverless架构,那么看起来可能是下面这样的。
    在这里插入图片描述
    可以发现,在 Serverless 架构中,我们不再需要在服务器端代码中存储任何会话状态,而是直接将它们存储在 NoSQL 中,这样将使应用程序无状态,有助于弹性扩展。前端则可以直接利用 BaaS 而减少后端的编码需求,这样架构的本质上是减少了应用程序开发的人力成本,降低了自己维护基础设施的风险,而且利用云的能力更便于扩展和快速迭代。

    Serverless的缺点

    Serverless作为一种全新的技术架构,具有很多的优点,如降低运营成本、降低运维需求、降低人力成本和减少资源开销等。不过,Serverless也并不是一点缺点也没有,下面我们来看一下Serverless架构的缺点。

    状态管理

    要想实现自由的缩放,无状态是必须的,而对于有状态的服务,使用 Serverless 这就丧失了灵活性,有状态服务需要与存储交互就不可避免的增加了延迟和复杂性。

    延迟

    应用程序中不同组件的访问延迟是一个大问题,我们可以通过使用专有的网络协议、RPC 调用、数据格式来优化,或者是将实例放在同一个机架内或同一个主机实例上来优化以减少延迟。而 Serverless 应用程序是高度分布式、低耦合的,这就意味着延迟将始终是一个问题,单纯使用 Serverless 的应用程序是不太现实的。

    本地测试

    Serverless 应用的本地测试困难是一个很棘手的问题。虽然可以在测试环境下使用各种数据库和消息队列来模拟生产环境,但是对于无服务应用的集成或者端到端测试尤其困难,很难在本地模拟应用程序的各种连接,并与性能和缩放的特性结合起来测试,并且 Serverless 应用本身也是分布式的,简单的将无数的 FaaS 和 BaaS 组件粘合起来也是有挑战性的。

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