东阳市住房和城乡建设局网站,wordpress 侵权,线下推广,集团公司网站改版方案戳蓝字“CSDN云计算”关注我们哦#xff01;无服务器计算#xff08;Severless computing#xff0c;简称 Serverless#xff09;现在是软件架构圈中的热门话题#xff0c;国外三大云计算供应商#xff08;Amazon、Google 和 Microsoft#xff09;都在大力投入这个领域无服务器计算Severless computing简称 Serverless现在是软件架构圈中的热门话题国外三大云计算供应商Amazon、Google 和 Microsoft都在大力投入这个领域涌现了不计其数的相关书籍、开源框架、商业产品、技术大会。到底什么是 Serverless它有什么长处/短处我希望通过本文对这些问题提供一些启发。一些示例界面驱动的应用UI-driven applications我们来设想一个传统的三层 C/S 架构例如一个常见的电子商务应用比如在线宠物商店假设它服务端用 Java客户端用 HTML/JavaScript在这个架构下客户端通常没什么功能系统中的大部分逻辑——身份验证、页面导航、搜索、交易——都在服务端实现。把它改造成 Serverless 架构的话会是这样这是张大幅简化的架构图但还是有相当多变化之处我们移除了最初应用中的身份验证逻辑换用一个第三方的 BaaS 服务。另一个 BaaS 示例我们允许客户端直接访问一部分数据库内容这部分数据完全由第三方托管如 AWS Dynamo这里我们会用一些安全配置来管理客户端访问相应数据的权限。前面两点已经隐含了非常重要的第三点先前服务器端的部分逻辑已经转移到了客户端如保持用户 Session、理解应用的 UX 结构做页面导航、获取数据并渲染出用户界面等等。客户端实际上已经在逐步演变为单页应用。还有一些任务需要保留在服务器上比如繁重的计算任务或者需要访问大量数据的操作。这里以“搜索”为例搜索功能可以从持续运行的服务端中拆分出来以 FaaS 的方式实现从 API 网关后文做详细解释接收请求返回响应。这个服务器端函数可以和客户端一样从同一个数据库读取产品数据。我们原始的服务器端是用 Java 写的而 AWS Lambda假定我们用的这家 FaaS 平台也支持 Java那么原先的搜索代码略作修改就能实现这个搜索函数。最后我们还可以把“购买”功能改写为另一个 FaaS 函数出于安全考虑它需要在服务器端而非客户端实现。它同样经由 API 网关暴露给外部使用。消息驱动的应用Message-driven applications再举一个后端数据处理服务的例子。假设你在做一个需要快速响应 UI 的用户中心应用同时你又想捕捉记录所有的用户行为。设想一个在线广告系统当用户点击了广告你需要立刻跳转到广告目标同时你还需要记录这次点击以便向广告客户收费这个例子并非虚构我的一位前同事最近就在做这项重构。传统的架构会是这样“广告服务器”同步响应用户的点击同时发送一条消息给“点击处理应用”异步地更新数据库例如从客户的账户里扣款。在 Serverless 架构下会是这样这里两个架构的差异比我们上一个例子要小很多。我们把一个长期保持在内存中待命的任务替换为托管在第三方平台上以事件驱动的 FaaS 函数。注意这个第三方平台提供了消息代理和 FaaS 执行环境这两个紧密相关的系统。解构 “Function as a Service”我们已经提到多次 FaaS 的概念现在来挖掘下它究竟是什么含义。先来看看 Amazon 的 Lambda 产品简介通过 AWS Lambda无需配置或管理服务器(1)即可运行代码。您只需按消耗的计算时间付费 – 代码未运行时不产生费用。借助 Lambda您几乎可以为任何类型的应用程序或后端服务(2)运行代码而且全部无需管理。只需上传您的代码Lambda 会处理运行(3)和扩展高可用性(4)代码所需的一切工作。您可以将您的代码设置为自动从其他 AWS 服务(5)触发或者直接从任何 Web 或移动应用程序(6)调用。本质上 FaaS 就是无需配置或管理你自己的服务器系统或者服务器应用即可运行后端代码其中第二项——服务器应用——是个关键因素使其区别于现今其他一些流行的架构趋势如容器或者 PaaSPlatform as a Service。回顾前面点击处理的例子FaaS 替换掉了点击处理服务器可能跑在一台物理服务器或者容器中但绝对是一个独立的应用程序它不需要服务器也没有一个应用程序在持续运行。FaaS 不需要代码基于特定的库或框架从语言或环境的层面来看 FaaS 就是一个普通的应用程序。例如 AWS Lambda 支持 JavaScript、Python 以及任意 JVM 语言Java、Clojure、Scala 等并且你的 FaaS 函数还可以调用任何一起部署的程序也就是说实际上你可以用任何能编译为 Unix 程序的语言稍后我们会讲到 Apex。FaaS 也有一些不容忽视的局限尤其是牵涉到状态和执行时长问题这些我们稍后详谈。 再次回顾一下点击处理的例子——代码迁移到 FaaS 唯一需要修改的是 main 方法启动的部分删掉即可也许还会有一些上层消息处理的代码实现消息监听界面不过这很可能只是方法签名上的小改动。所有其他代码比如那些访问数据库的都可以原样用在 FaaS 中。既然我们没有服务器应用要执行部署过程也和传统的方式大相径庭——把代码上传到 FaaS 平台平台搞定所有其他事情。具体而言我们要做的就是上传新版的代码zip 文件或者 jar 包然后调用一个 API 来激活更新。横向扩展是完全自动化、弹性十足、由 FaaS 平台供应商管理的。如果你需要并行处理 100 个请求不用做任何处理系统可以自然而然地支持。FaaS 的“运算容器”会在运行时按需启动执行函数飞快地完成并结束。 回到我们的点击处理应用假设某个好日子我们的客户点击广告的数量有平日的十倍之多我们的点击处理应用能承载得住么我们写的代码是否支持并行处理支持的话一个运行实例能够处理这么多点击量吗如果环境允许多进程执行我们能自动支持或者手动配置支持吗以 FaaS 实现你的代码需要一开始就以并行执行为默认前提但除此之外就没有其他要求了平台会完成所有的伸缩性需求。FaaS 中的函数通常都由平台指定的一些事件触发。在 AWS 上有 S3文件更新、时间定时任务、消息总线Kinesis消息等你的函数需要指定监听某个事件源。在点击处理器的例子中我们有个假设是已经采用了支持 FaaS 订阅的消息代理如果没有的话这部分也需要一些代码量。大部分的 FaaS 平台都支持 HTTP 请求触发函数执行通常都是以某种 API 网关的形式实现如 AWS API GatewayWebtask。我们在宠物商店的例子中就以此来实现搜索和购买功能。状态当牵涉到本地机器或者运行实例状态时 FaaS 有个不能忽视的限制。简单点说就是你需要接受这么一个预设函数调用中创建的所有中间状态或环境状态都不会影响之后的任何一次调用。这里的状态包括了内存数据和本地磁盘存储数据。从部署的角度换句话说就是 FaaS 函数都是无状态的Stateless。这对于应用架构有重大的影响无独有偶“Twelve-Factor App” 的概念也有一模一样的要求。在此限制下的做法有多种通常这个 FaaS 函数要么是天然无状态的——纯函数式地处理输入并且输出要么使用数据库、跨应用缓存如 Redis或者网络文件系统如 S3来保存需要进一步处理的数据。执行时长FaaS 函数可以执行的时间通常都是受限的目前 AWS Lambda 函数执行最长不能超过五分钟否则会被强行终止。这意味着某些需要长时间执行的任务需要调整实现方法才能用于 FaaS 平台例如你可能需要把一个原先长时间执行的任务拆分成多个协作的 FaaS 函数来执行。启动延迟目前你的 FaaS 函数响应请求的时间会受到大量因素的影响可能从 10 毫秒到 2 分钟不等。这听起来很糟糕不过我们来看看具体的情况以 AWS Lambda 为例。如果你的函数是 JavaScript 或者 Python 的并且代码量不是很大千行以内执行的消耗通常在 10 到 100 毫秒以内大函数可能偶尔会稍高一些。如果你的函数实现在 JVM 上会偶尔碰到 10 秒以上的 JVM 启动时间不过这只会在两种情况下发生你的函数调用触发比较稀少两次调用间隔超过 10 分钟。流量突发峰值比如通常每秒处理 10 个请求的任务在 10 秒内飙升到每秒 100 个。前一种情况可以用个 hack 来解决每五分钟 ping 一次给函数保持热身。这些问题严重么这要看你的应用类型和流量特征。我先前的团队有一个 Java 的异步消息处理 Lambda 应用每天处理数亿条消息他们就完全不担心启动延迟的问题。如果你要写的是一个低延时的交易程序目前而言肯定不会考虑 FaaS 架构无论你是用什么语言。不论你是否认为你的应用会受此影响都应该以生产环境级别的负载测试下实际性能情况。如果目前的情况还不能接受的话可以几个月后再看看因为这也是现在的 FaaS 平台供应商们主要集中精力在解决的问题。API 网关我们前面还碰到过一个 FaaS 的概念“API 网关”。API 网关是一个配置了路由的 HTTP 服务器每个路由对应一个 FaaS 函数当 API 网关收到请求时它找到匹配请求的路由调用相应的 FaaS 函数。通常 API 网关还会把请求参数转换成 FaaS 函数的调用参数。最后 API 网关把 FaaS 函数执行的结果返回给请求来源。AWS 有自己的一套 API 网关其他平台也大同小异。除了纯粹的路由请求API 网关还会负责身份认证、输入参数校验、响应代码映射等你可能已经敏锐地意识到这是否合理如果你有这个考虑的话我们待会儿就谈。另一个应用 API 网关加 FaaS 的场景是创建无服务器的 http 前端微服务同时又具备了 FaaS 函数的伸缩性、管理便利等优势。目前 API 网关的相关工具链还不成熟尽管这是可行的但也要够大胆才能用。工具链前面关于工具链还不成熟的说法是指大体上 FaaS 无服务器架构平台的情况也有例外Auth0 Webtask 就很重视改善开发者体验Tomasz Janczuk 在最近一届的 Serverless Conf 上做了精彩的展示。无服务器应用的监控和调试还是有点棘手我们会在本文未来的更新中进一步探讨这方面。开源无服务器 FaaS 的一个主要好处就是只需要近乎透明的运行时启动调度所以这个领域不像 Docker 或者容器领域那么依赖开源实现。未来肯定会有一些流行的 FaaS / API 网关平台实现可以跑在私有服务器或者开发者工作站上IBM 的 OpenWhisk 就是一个这样的实现不知道它是否能成为流行选择接下来的时间里肯定会有更多竞争者出现。除了运行时的平台实现还是有不少开源工具用以辅助开发和部署的例如 Serverless Framework 在 API 网关 Lambda 的易用性上就比它的原创者 AWS 要好很多这是一个 JS 为主的项目如果你在写一个 JS 网关应用一定要去了解下。再如 Apex——“轻松创建、部署及管理 AWS Lambda 函数”。Apex 有意思的一点是它允许你用 AWS 平台并不直接支持的语言来实现 Lambda 函数比如 Go。什么不是 Serverless在前文中我定义了 “Serverless” 是两个概念的组合“Backend as a Service” 和 “Function as a Service”并且对后者的特性做了详细解释。在我们开始探讨它的好处和弊端之前我想再花点儿时间在它的定义上或者说区分开那些容易和 Serverless 混淆的概念。我看到一些人包括我自己最近对此都有困惑我想值得对此做个澄清。对比 PaaS既然 Serverless FaaS 这么像 12-Factor 应用那不就是另一种形式的 Platform as a Service 么就像 Heroku对此借用 Adrian Cockcroft 一句非常简明的话如果你的 PaaS 能在 20ms 内启动一个只运行半秒钟的实例它就叫 Serverless。— Adrian Cockcroft换句话说大部分 PaaS 应用不会为了每个请求都启动并结束整个应用而 FaaS 就是这么做的。好吧然而假设我是个娴熟的 12-Factor 应用开发者写代码的方式还是没有区别对么没错但是你如何运维是有很大不同的。鉴于我们都是 DevOps 工程师我们会在开发阶段就充分考虑运维对吧FaaS 和 PaaS 在运维方面的关键区别是伸缩性Scaling。对于大多数 PaaS 平台而言你需要考虑如何伸缩例如在 Heroku 上你要用到多少 Dyno 实例对于 FaaS 应用这一步骤是完全透明的。即便你将 PaaS 配置为自动伸缩也无法精细到单个请求级别除非你有一个非常明确稳定的流量曲线可以针对性地配置。所以 FaaS 应用在成本方面要高效得多。既然如此何必还用 PaaS有很多原因最主要的因素应该是工具链成熟度。另外像Cloud Foundry 能够给混合云和私有云的开发提供一致体验在写就本文的时候 FaaS 还没有这么成熟的平台。对比 NoOpsServerless 并非“零运维”——尽管它可能是“无系统管理员”也要看你在这个 Serverless 的道路走多深。“运维”的意义远不止系统管理它还包括并不限于监控、部署、安全、网络、支持、生产环境调试以及系统伸缩。这些事务同样存在于 Serverless 应用中你仍旧需要相应的方法处理它们。某些情况下 Serverless 的运维会更难一些毕竟它还是个崭新的技术。系统管理的工作仍然要做你只是把它外包给了 Serverless 环境。这既不能说坏也不能说好——我们外包了大量的内容是好是坏要看具体情况。不论怎样某些时候这层抽象也会发生问题就会需要一个来自某个地方的人类系统管理员来支持你的工作了。对比存储过程即服务还有一种说法把 Serverless FaaS 看做“存储过程即服务Stored Procedures as a Service”我想原因是很多 FaaS 函数示范都用数据库访问作为例子。如果这就是它的主要用途我想这个名字也不坏但终究这只是 FaaS 的一种用例而已这样去考虑 FaaS 局限了它的能力。我好奇 Serverless 会不会最终变成类似存储过程那样的东西开始是个好主意然后迅速演变成大规模技术债务。— Camille Fournier但我们仍然值得考虑 FaaS 是否会导致跟存储过程类似的问题包括 Camille 提到的技术债。有很多存储过程给我们的教训可以放在 FaaS 场景下重新审视存储过程的问题在于通常依赖于服务商指定的语言或者至少是指定的语言框架/扩展因为必须在数据库环境中执行所以很难测试难以进行版本控制或者作为应用包进行管理尽管不是所有存储过程的实现都有这些问题但它们都是常会碰到的。我们看看是否适用于 FaaS第一条就目前看来显然不是 FaaS 的烦恼直接排除。第二条因为 FaaS 函数都是纯粹的代码所以应该和其他任何代码一样容易测试。整合测试是另一个问题我们稍后展开细说。第三条既然 FaaS 函数都是纯粹的代码版本控制自然不成问题最近大家开始关心的应用打包相关工具链也在日趋成熟比如 Amazon 的 Serverless Application ModelSAM和前面提到的其他 Serverless 框架都提供了类似的功能。2018 年初 Amazon 还开放了 Serverless Application RepositorySAR服务方便组织分发应用程序和组件也是基于 AWS Serverless 服务构建的。福利扫描添加小编微信备注“姓名公司职位”加入【云计算学习交流群】和志同道合的朋友们共同打卡学习推荐阅读如何高效地准备技术面试漫画有趣的“帽子问题”我为什么放弃了 Chrome5天破10亿的哪吒为啥这么火Python来分析通俗易懂图解10大CNN网络架构互联网公司上演反腐风暴GitHub CEO 对断供表示无能为力程序员面试锦集| 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