前言:对 Serverless 应用架构的理解

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前言

参考资料:Serverless 架构应用开发指南

参考文章:关于基于 Serverless 的低代码平台思考

Serverless 从字面拆分 server 以及 less, 词义推断就是 "少服务的,亦或是无服务器的". 低代码

但并不是从应用程序架构中说没有服务器资源的,而是通过 Serverless 这种服务形态,用户在使用对应服务的时候,不需要关注服务器的硬件资源,软件资源,稳定性等。因为这些通常都已经由 云计算厂商 提供设施,服务和 SLA保障,完全托管给云计算厂商

所以开发人员只需要关注 自己应用程序代码本身, 然后上传执行函数到相应的云计算平台,按照 函数运行的时长 按量付费即可!

主要比较成熟的 Serverless 云产品: Amazon Lambda, Google Cloud Function.

演进

云计算诞生之前,大部分计算资源是处于“裸金属”状态的物理机,运维人员选择对应规格的硬件,建设机房的 IDC 网络,完成服务的提供,投入硬件基础建设和维护的成本很高。

云计算诞生后,用户可以直接购买云主机(VM),把基础物理硬件和网络的管理都交由供应商管理,多用户租用一台物理机,但每台云主机对用户来说就像是单独的一台物理机,用户之间相互隔离

这种模式减少了用户硬件管理成本,站在平台的角度,我们通常称之为 IaaS(Infrastructure-as-a-Service基础设施即服务

随着软件的发展和容器技术的兴起,计算环境由 VM 发展到更小粒度的容器,在容器中可以运行不同的软件服务,PaaS(Platform-as-a-Service)平台即服务 和 CaaS(Container-as-a-Service)容器即服务 也开始映入眼帘。用户使用平台基础软件Database消息等开发自己的应用,使用容器镜像构建和部署应用,最后托管给平台。

此时基础设施的运维更加下沉,开发者只需关注基础软件容器

继续向前发展,应用的运行演变为更细粒度函数的运行,用户开发特定业务的处理函数,托管给函数平台,按需使用相关的后端服务,通过特定条件触发完成开发者业务逻辑函数的计算。用户无需为应用持续付费,只需支付函数运行时产生的资源消耗费用,而这,就是 Serverless 服务的模型。

研发角度看不同时代开发模式

Serverless 服务模型中函数的执行时间如何计算.

架构

Serverless 架构由两部分组成,即 Faas 函数即服务 和 BaaS 后端即服务。

FaaS(Function-as-a-Service)即为函数运行平台,用户无需搭建庞大的服务系统,只需要上传自己的逻辑函数如一些定时任务、数据处理任务等到云函数平台,配置执行条件触发器路由等等,完成基础函数的注册。

BaaS(Backend-as-a-Service)包含了后端服务组件,它是基于 API 的第三方服务,用于实现应用程序中的核心功能,包含常用的数据库对象存储消息队列日志服务等等。

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Serverless 其实是通过事件驱动的,当一个任务触发时,比如 HTTP 请求,API Gateway 接受请求、解析和认证,传递对应参数云函数平台,平台中执行对应回调函数,配合 DBMQBaaS 服务在特定容器中完成计算,最终将结果返回给用户。

函数执行完成后,一般会被 FaaS 平台销毁释放对应 容器,等待下一个函数运行。

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优缺点

  1. 云厂商强绑定

当你决定使用公有云Serverless 产品时,它们常常会和厂商的其他云产品相绑定,如对象存储消息等等,这意味你需要同时开通其他的服务,将导致你的应用与平台强绑定,迁移成本剧增。

  1. 不适合长时间任务 

云函数平台会限制函数执行时间,如阿里云 Function Compute 最大执行时长为 10 min,如果你的任务时间超长,那么你需要拆分编排你的函数执行流程,并在一个函数执行结束时唤起另一个函数执行。这将增加编码的复杂度,而且花费上可能高于购买一个长时间运行的实例。

  1. 冷启动时间 

函数运行时,执行容器和环境需要一个准备的时间,尤其是第一次启动时时间可能会较长。对一个 HTTP 请求来讲,可能会带来响应时延的增加,产生性能毛刺。

  1. 调试与测试 

由于本地环境和平台运行环境的差异性,开发者需要不断调整代码,打印日志,并提交到函数平台运行测试,会带来一些开发成本和产生一些费用。

Serverless 的持续发展,在将来可以使前端更加容易的使用 Node.js 等语言搭建一个完善的应用,只需关注前后端的业务逻辑本身,而较少关心底层庞大的软硬件系统和运维知识。

未来也可能给前后端工作流程带来一定变革,比如更统一的技术栈、设计规范和数据结构;更高的开发效率——应用搭建、联调时间的缩短,促使 Web 前端工程师Web 应用工程师 进化转。

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