從行業(yè)趨勢(shì)看，Serverless 是云計(jì)算必經(jīng)的一場(chǎng)革命

2019 年，Serverless 被 Gartner 稱為最有潛力的云計(jì)算技術(shù)發(fā)展方向，并被賦予是必然性的發(fā)展趨勢(shì)。Serverless 從底層開始變革計(jì)算資源的形態(tài)，為軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用服務(wù)部署帶來(lái)了新的設(shè)計(jì)思路。

為此，我們策劃了 Serverless 技術(shù)專欄，從基礎(chǔ)概念入門，到前后臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)、應(yīng)用拓展、最佳實(shí)踐等多維度，揭開 Serverless 的面紗，帶你走進(jìn)無(wú)服務(wù)器的世界。

什么是 Serverless？

Serverless ，按中文翻譯，稱為「無(wú)服務(wù)器」。

這究竟是一種什么樣的形態(tài)或產(chǎn)品呢？無(wú)服務(wù)器，就是真的沒(méi)有服務(wù)器嗎？

其實(shí)，在行業(yè)內(nèi)，目前對(duì)于 Serverless 有幾種解讀方法：

• 在某些場(chǎng)景可以解讀為一種軟件系統(tǒng)架構(gòu)方法，通常稱為 Serverless 架構(gòu)
• 而在另一些情況下，又可以代表一種產(chǎn)品形態(tài)，稱為 Serverless 產(chǎn)品

在說(shuō)起 Serverless 架構(gòu)時(shí)，Serverless 代表的是利用 Serverless 形態(tài)的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用架構(gòu)，這種架構(gòu)完全依托于云廠商或云平臺(tái)提供產(chǎn)品完成系統(tǒng)的組織及構(gòu)建。在這種架構(gòu)中，用戶無(wú)需關(guān)注支撐應(yīng)用服務(wù)運(yùn)行的主機(jī)，而將關(guān)注點(diǎn)投入在系統(tǒng)架構(gòu)，業(yè)務(wù)開發(fā)，業(yè)務(wù)支撐運(yùn)維上。

而說(shuō)起 Serverless 產(chǎn)品時(shí)，代表的是無(wú)需理解、管理服務(wù)器，按需使用，按使用付費(fèi)的產(chǎn)品。Serverless 產(chǎn)品中，其實(shí)也可以包含存儲(chǔ)、計(jì)算等多種類型的產(chǎn)品。而典型的計(jì)算產(chǎn)品，就是云函數(shù)這種形態(tài)。

云函數(shù)，或者稱為函數(shù)即服務(wù) (Function as a Service)，它和后端即服務(wù) (Backend as a Service) 一起，都可以稱為 Serverless 產(chǎn)品。通過(guò)組合使用這些產(chǎn)品，開發(fā)者可以構(gòu)建自身的業(yè)務(wù) Serverless 架構(gòu)。

Serverless 的價(jià)值

Serverless 技術(shù)為什么會(huì)獲得越來(lái)越多的關(guān)注？我們可以從幾個(gè)角度來(lái)看。

首先，從開發(fā)者使用的來(lái)說(shuō)，不用更多地去考慮服務(wù)器的相關(guān)內(nèi)容，無(wú)需再去考慮服務(wù)器的規(guī)格大小、存儲(chǔ)類型、網(wǎng)絡(luò)帶寬、自動(dòng)擴(kuò)縮容問(wèn)題。同時(shí)，也無(wú)需再對(duì)服務(wù)器進(jìn)行運(yùn)維，無(wú)需不斷打系統(tǒng)補(bǔ)丁、應(yīng)用補(bǔ)丁，無(wú)需進(jìn)行數(shù)據(jù)備份、軟件配置等工作。

其次，Serverless 產(chǎn)品是完全自動(dòng)化的彈性擴(kuò)縮容的。在業(yè)務(wù)高峰時(shí)，產(chǎn)品的計(jì)算能力、容量自動(dòng)擴(kuò)容，承載更多的用戶請(qǐng)求，而在業(yè)務(wù)下降時(shí)，所使用的資源也會(huì)同時(shí)收縮，避免資源浪費(fèi)。

再次，跟隨著完全自動(dòng)化的彈性所帶來(lái)的，是全新的計(jì)量計(jì)費(fèi)模式。開發(fā)者僅需根據(jù)使用量來(lái)付費(fèi)，而在深夜無(wú)業(yè)務(wù)量的情況下，不會(huì)有空閑資源占用，因此也不會(huì)有費(fèi)用產(chǎn)生。

隨著如上提到的特性，Serverless 給開發(fā)者或用戶帶來(lái)了具體的商業(yè)價(jià)值：

1. 降低運(yùn)維需求

• Serverless 使得應(yīng)用與服務(wù)器解耦，業(yè)務(wù)上線前無(wú)需預(yù)估資源，無(wú)需進(jìn)行服務(wù)器購(gòu)買、配置
• Serverless 也使得底層運(yùn)維工作量進(jìn)一步降低，業(yè)務(wù)上線后，也無(wú)需擔(dān)憂服務(wù)器運(yùn)維，而是全部交給了云平臺(tái)或云廠商

2. 降低運(yùn)營(yíng)成本

• Serverless 的應(yīng)用是按需執(zhí)行的。應(yīng)用只在有請(qǐng)求需要處理或者事件觸發(fā)時(shí)才會(huì)被加載運(yùn)行，在空閑狀態(tài)下 Serverless 架構(gòu)的應(yīng)用本身并不占用計(jì)算資源
• 在使用 Serverless 產(chǎn)品時(shí)，用戶只需要為處理請(qǐng)求的計(jì)算資源付費(fèi)，而無(wú)須為應(yīng)用空閑時(shí)段的資源占用付費(fèi)

3. 縮短迭代周期、上線時(shí)間

• Serverless 架構(gòu)帶來(lái)的是進(jìn)一步的業(yè)務(wù)解耦，應(yīng)用功能被解構(gòu)成若干個(gè)細(xì)顆粒度的無(wú)狀態(tài)函數(shù)，開發(fā)可以聚焦在單功能的快速開發(fā)和上線
• 同時(shí)拆解后的云函數(shù)，也都可以進(jìn)行獨(dú)立的迭代升級(jí)，更快速的實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)迭代，縮減功能的上市時(shí)間

4. 快速試錯(cuò)

• 利用 Serverless 架構(gòu)的簡(jiǎn)單運(yùn)維、低成本及快速上線能力，可以來(lái)快速嘗試業(yè)務(wù)的新形態(tài)、新功能
• 利用 Serverless 產(chǎn)品的強(qiáng)彈性擴(kuò)容能力，在業(yè)務(wù)獲得成功時(shí)，也無(wú)需為資源擴(kuò)容而擔(dān)心

Serverless 的技術(shù)特點(diǎn)

這里提到的技術(shù)特點(diǎn)的對(duì)象，特指 Serverless 產(chǎn)品中的計(jì)算產(chǎn)品，也就是云函數(shù)。云函數(shù)包含了如下的技術(shù)特性：

1. 事件驅(qū)動(dòng)

• 云函數(shù)的運(yùn)行，是由事件驅(qū)動(dòng)起來(lái)的，在有事件到來(lái)時(shí)，云函數(shù)會(huì)啟動(dòng)運(yùn)行
• Serverless 應(yīng)用不會(huì)類似于原有的「監(jiān)聽 - 處理」類型的應(yīng)用一直在線，而是按需啟動(dòng)
• 事件的定義可以很豐富，一次 http 請(qǐng)求，一個(gè)文件上傳，一次數(shù)據(jù)庫(kù)條目修改，一條消息發(fā)送，都可以定義為事件

2. 單事件處理

• 云函數(shù)由事件觸發(fā)，而觸發(fā)啟動(dòng)的一個(gè)云函數(shù)實(shí)例，一次僅處理一個(gè)事件
• 無(wú)需在代碼內(nèi)考慮高并發(fā)高可靠性，代碼可以專注于業(yè)務(wù)，開發(fā)更簡(jiǎn)單
• 通過(guò)云函數(shù)實(shí)例的高并發(fā)能力，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)高并發(fā)

3. 自動(dòng)彈性伸縮

• 由于云函數(shù)事件驅(qū)動(dòng)及單事件處理的特性，云函數(shù)通過(guò)自動(dòng)的伸縮來(lái)支持業(yè)務(wù)的高并發(fā)
• 針對(duì)業(yè)務(wù)的實(shí)際事件或請(qǐng)求數(shù)，云函數(shù)自動(dòng)彈性合適的處理實(shí)例來(lái)承載實(shí)際業(yè)務(wù)量
• 在沒(méi)有事件或請(qǐng)求時(shí)，無(wú)實(shí)例運(yùn)行，不占用資源

4. 無(wú)狀態(tài)開發(fā)

• 云函數(shù)運(yùn)行時(shí)根據(jù)業(yè)務(wù)彈性，可能伸縮到 0，無(wú)法在運(yùn)行環(huán)境中保存狀態(tài)數(shù)據(jù)
• 分布式應(yīng)用開發(fā)中，均需要保持應(yīng)用的無(wú)狀態(tài)，以便于水平伸縮
• 可以利用外部服務(wù)、產(chǎn)品，例如數(shù)據(jù)庫(kù)或緩存，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)數(shù)據(jù)的保存

▎Serverless 的應(yīng)用場(chǎng)景

Serverless 架構(gòu)或者技術(shù)，可以用在什么樣的場(chǎng)景下，來(lái)充分發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)呢？如下的場(chǎng)景，都適合使用 Serverless 架構(gòu)或產(chǎn)品，來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的業(yè)務(wù)邏輯。

1. WEB 及移動(dòng)后端

通過(guò)結(jié)合使用云函數(shù)和 API 網(wǎng)關(guān)或 HTTP 觸發(fā)器，可以對(duì)外提供 URL 訪問(wèn)地址，成為 Web、小程序、或移動(dòng)應(yīng)用等的后端服務(wù)。Serverless 架構(gòu)既可以直接用于構(gòu)建后臺(tái)來(lái)服務(wù)應(yīng)用，也可以通過(guò)類似 BFF 模式，構(gòu)建中臺(tái)和應(yīng)用間的橋梁。

Serverless 架構(gòu)提供的強(qiáng)彈性能力，使得可以支撐業(yè)務(wù)或應(yīng)用的暴漲；而提供的低運(yùn)維需求，使得開發(fā)者可以專注于業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化；同時(shí)，按實(shí)際使用量的付費(fèi)方式，使得開發(fā)者無(wú)需預(yù)配置資源，無(wú)需擔(dān)心預(yù)配置資源的浪費(fèi)。

2. 消息處理

Serverles 架構(gòu)的應(yīng)用本身是由事件觸發(fā)的，因此極其適合于進(jìn)行消息處理。無(wú)論是消息隊(duì)列中傳遞的業(yè)務(wù)消息，還是 Kafka 中采集應(yīng)用日志，均可以對(duì)接到云函數(shù)上，進(jìn)行實(shí)時(shí)的消息處理、分析。

3. 對(duì)象存儲(chǔ)文件處理

在 Serverless 應(yīng)用場(chǎng)景中，由對(duì)象存儲(chǔ)中的文件上傳事件，來(lái)觸發(fā)云函數(shù)的運(yùn)行，也是一種常見場(chǎng)景。

針對(duì)圖片文件的上傳，可以借助云函數(shù)完成圖片的縮略圖生成、二維碼或水印標(biāo)記、圖片優(yōu)化處理；而針對(duì)數(shù)據(jù)文件的上傳，可以啟動(dòng)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化分析

4. 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)意味著成千上萬(wàn)的設(shè)備會(huì)連入網(wǎng)絡(luò)，時(shí)刻在不斷的產(chǎn)生數(shù)據(jù)，這對(duì)數(shù)據(jù)的分析、處理的及時(shí)性提出了很高的挑戰(zhàn)。通過(guò)使用 Serverless 架構(gòu)，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備所采集的數(shù)據(jù)將可以作為云函數(shù)的觸發(fā)事件，而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理、分析和應(yīng)用。

隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備計(jì)算能力的進(jìn)一步提升，云函數(shù)作為最小粒度的計(jì)算單元，有機(jī)會(huì)被調(diào)度到設(shè)備端運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)邊緣計(jì)算，達(dá)到「端 - 云」聯(lián)合的 Serverless 架構(gòu)。

5. 運(yùn)維及集成

通過(guò)對(duì)接云函數(shù)以及云上的各個(gè)產(chǎn)品、日志服務(wù)、監(jiān)控告警系統(tǒng)，云時(shí)代的運(yùn)維也都可以用云函數(shù)來(lái)構(gòu)建。定時(shí)觸發(fā)的云函數(shù)，將可以方便地替代需要在主機(jī)上來(lái)運(yùn)行的定時(shí)任務(wù)；而日志或告警觸發(fā)的云函數(shù)，將可以對(duì)云中的事件作出立刻回應(yīng)及處理。

▎Serverless — 云原生時(shí)代的應(yīng)用

云計(jì)算已經(jīng)進(jìn)入了新的時(shí)期，目前上云已經(jīng)不是應(yīng)不應(yīng)該，而是如何上云的問(wèn)題。在這種情況下，云原生的概念也隨之而生。云原生的架構(gòu)或應(yīng)用，是基于云而設(shè)計(jì)的，充分利用現(xiàn)代云計(jì)算平臺(tái)所具備的彈性和分布式特性來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用架構(gòu)。

而 Serverless 架構(gòu)、產(chǎn)品、以及應(yīng)用，均是完全依托于云而構(gòu)建的，是典型且完全的云原生的架構(gòu)、產(chǎn)品或應(yīng)用。Serverless 產(chǎn)品所具備的產(chǎn)品特性、技術(shù)、費(fèi)用等優(yōu)勢(shì)，將成為新一代云產(chǎn)品的發(fā)展方向；而基于 Serverless 架構(gòu)推進(jìn)完成開發(fā)的應(yīng)用或架構(gòu)，將充分享受到云時(shí)代帶來(lái)的強(qiáng)大助力，使得云計(jì)算能真正成為業(yè)務(wù)的助推器。

Serverless 的計(jì)算產(chǎn)品 —— 云函數(shù)，作為云虛擬機(jī)、容器技術(shù)之后的下一代計(jì)算形態(tài)，將引來(lái)云計(jì)算中新的熱潮。圍繞著云函數(shù)而建設(shè)的產(chǎn)品能力、工具、生態(tài)、以及應(yīng)用開發(fā)，也將引來(lái)新的一輪發(fā)展。隨著無(wú)服務(wù)器的產(chǎn)品和生態(tài)走向成熟，將逐步承載起企業(yè)核心業(yè)務(wù)。在這個(gè)持續(xù)向前高速發(fā)展的過(guò)程中，騰訊云的云函數(shù)，將作為騰訊云云原生的重點(diǎn)發(fā)力領(lǐng)域，跟隨客戶需求、行業(yè)發(fā)展、技術(shù)發(fā)展，為用戶提供完整的 Serverless 解決方案。

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