無服務(wù)器計(jì)算的時(shí)間和費(fèi)用節(jié)省方法

獨(dú)立簡單的功能使開發(fā)更容易，事件驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行使操作性價(jià)比更高！

開發(fā)人員花費(fèi)無數(shù)個(gè)小時(shí)用代碼解決業(yè)務(wù)問題。 然后輪到ops團(tuán)隊(duì)花費(fèi)無數(shù)個(gè)小時(shí)，首先弄清楚如何獲得開發(fā)人員在任何可用計(jì)算機(jī)上編寫和運(yùn)行的代碼，然后確保這些計(jì)算機(jī)順利運(yùn)行。第二部分真的是一項(xiàng)永無止境的任務(wù)。 為什么不將這部分留給別人呢？

在過去二十年中，IT的許多創(chuàng)新：虛擬化，云計(jì)算，容器 ，一直專注于確保不必過多考慮代碼運(yùn)行的底層物理機(jī)器。無服務(wù)器計(jì)算是一種越來越流行的范式，它將這種愿望用于其邏輯結(jié)論：使用無服務(wù)器計(jì)算，你無需了解代碼運(yùn)行的硬件或操作系統(tǒng)，因?yàn)榉?wù)提供商都會(huì)為你提供服務(wù)。

什么是無服務(wù)器計(jì)算？

無服務(wù)器計(jì)算是云的執(zhí)行模型，云提供商在其中動(dòng)態(tài)分配，然后僅為執(zhí)行特定代碼片段所需的計(jì)算資源和存儲(chǔ)向用戶收費(fèi)。當(dāng)然，仍然涉及服務(wù)器，但它們的供應(yīng)和維護(hù)完全由提供商負(fù)責(zé)。亞馬遜無服務(wù)器的倡導(dǎo)者Chris Munns在2017年的會(huì)議上表示，從團(tuán)隊(duì)編寫和部署代碼的角度來看，“根本沒有服務(wù)器可以管理或配置。這包括沒有裸機(jī)，沒有虛擬，沒有容器，任何涉及你管理主機(jī)，修補(bǔ)主機(jī)或在操作系統(tǒng)級(jí)別處理任何東西的東西，都不是你應(yīng)該做的事情。這就是無服務(wù)器的世界?！?/p>

正如開發(fā)人員Mike Roberts所解釋的那樣，該術(shù)語曾被用于所謂的后端即服務(wù)場景，其中移動(dòng)應(yīng)用程序?qū)⑦B接到完全托管在云中的后端服務(wù)器。但是今天，當(dāng)人們談?wù)摕o服務(wù)器計(jì)算或無服務(wù)器架構(gòu)時(shí)，它們意味著功能即服務(wù)產(chǎn)品，其中客戶編寫的代碼只解決業(yè)務(wù)邏輯并將其上傳到提供商。該提供程序負(fù)責(zé)所有硬件配置，虛擬機(jī)和容器管理，甚至是多線程等通常內(nèi)置于應(yīng)用程序代碼中的任務(wù)。

無服務(wù)器函數(shù)是事件驅(qū)動(dòng)的，這意味著只有在請(qǐng)求觸發(fā)時(shí)才會(huì)調(diào)用代碼。提供商僅對(duì)該執(zhí)行所使用的計(jì)算時(shí)間收費(fèi)，而不是維護(hù)物理或虛擬服務(wù)器的固定月費(fèi)。這些功能可以連接在一起以創(chuàng)建處理管道，或者它們可以作為更大應(yīng)用程序的組件，與在容器中或在傳統(tǒng)服務(wù)器上運(yùn)行的其他代碼交互。

無服務(wù)器計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

從該描述中，無服務(wù)器計(jì)算的兩個(gè)最大好處應(yīng)該是明確的：開發(fā)人員可以專注于他們編寫的代碼的業(yè)務(wù)目標(biāo)，而不是基礎(chǔ)設(shè)施問題；組織只需要以非常精細(xì)的方式支付他們實(shí)際使用的計(jì)算資源，而不是購買物理硬件或租用大多數(shù)閑置的云實(shí)例。

正如Bernard Golden指出的那樣，后一點(diǎn)對(duì)事件驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用程序特別有益。例如，你可能有一個(gè)大部分時(shí)間處于空閑狀態(tài)的應(yīng)用程序，但在某些條件下必須同時(shí)處理許多事件請(qǐng)求?；蛘撸憧赡軗碛幸粋€(gè)應(yīng)用程序來處理從具有有限或間歇性Internet連接的IoT設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)。在這兩種情況下，傳統(tǒng)方法都需要配置一個(gè)能夠處理峰值工作能力的強(qiáng)大服務(wù)器，但是大多數(shù)時(shí)候服務(wù)器都未得到充分利用。使用無服務(wù)器架構(gòu)，你只需為實(shí)際使用的服務(wù)器資源付費(fèi)。無服務(wù)器計(jì)算也適用于特定類型的批處理。無服務(wù)器架構(gòu)用例的規(guī)范示例之一是上載和處理一系列單個(gè)圖像文件并將它們發(fā)送到應(yīng)用程序的另一部分的服務(wù)。

也許無服務(wù)器功能最明顯的缺點(diǎn)是，它們是故意短暫的，正如AlexSoft所說，“不適合長期任務(wù)?！贝蠖鄶?shù)無服務(wù)器提供商不會(huì)讓你的代碼執(zhí)行超過幾分鐘，當(dāng)你啟動(dòng)一個(gè)函數(shù)，它不會(huì)保留以前運(yùn)行的實(shí)例中的任何有狀態(tài)數(shù)據(jù)。一個(gè)相關(guān)的問題是，無服務(wù)器代碼可能需要幾秒鐘才能啟動(dòng)，對(duì)于許多用例而言不是問題，但是如果你的應(yīng)用程序需要低延遲，則需要發(fā)出警告。

正如Rohit Akiwatkar和Gary Arora所指出的，許多其他缺點(diǎn)都與供應(yīng)商鎖定有關(guān)。盡管有可用的開源選項(xiàng)，但無服務(wù)器市場由大型商業(yè)云提供商主導(dǎo)，我們將在稍后討論。這意味著開發(fā)人員通常最終會(huì)使用其供應(yīng)商提供的工具，這使得如果他們變得不滿意就很難切換。而且，根據(jù)定義，在供應(yīng)商的基礎(chǔ)架構(gòu)上進(jìn)行了大量無服務(wù)器計(jì)算，將無服務(wù)器代碼集成到內(nèi)部開發(fā)和測試管道中可能很困難。

無服務(wù)器供應(yīng)商：AWS Lambda，Azure Functions和Google Cloud Functions

無服務(wù)器計(jì)算的現(xiàn)代時(shí)代始于2014年基于亞馬遜云服務(wù)的AWS Lambda的推出。微軟于2016年推出了Azure Functions。自2017年以來一直處于測試階段的Google Cloud Functions終于達(dá)到了生產(chǎn)狀態(tài)，這三種服務(wù)的局限性，優(yōu)勢，支持的語言和做事方式略有不同。 Rohit Akiwatkar對(duì)這三者之間的區(qū)別進(jìn)行了詳細(xì)而詳細(xì)的描述。運(yùn)行中還有IBM Cloud Functions，它基于開源的Apache OpenWhisk平臺(tái)。

在所有無服務(wù)器計(jì)算平臺(tái)中，AWS Lambda是最突出的，顯然已經(jīng)有最多的時(shí)間來發(fā)展和成熟。

無服務(wù)器堆棧

與許多軟件領(lǐng)域的情況一樣，無服務(wù)器世界已經(jīng)看到了軟件堆棧的發(fā)展，這些軟件堆疊了構(gòu)建無服務(wù)器應(yīng)用程序所需的不同組件。每個(gè)堆棧都包含一個(gè)你要編寫代碼的編程語言，一個(gè)為你的代碼提供結(jié)構(gòu)的應(yīng)用程序框架，以及一組平臺(tái)將理解并用于啟動(dòng)代碼執(zhí)行的觸發(fā)器。

雖然你可以混合使用這些類別中的不同特定產(chǎn)品，但根據(jù)你使用的供應(yīng)商存在一些限制，但存在一些重疊。例如，對(duì)于語言，你可以在AWS Lambda上使用Node.js，Java，Go，C＃和Python，但只有JavaScript，C＃和F＃在Azure Functions上工作。在涉及觸發(fā)器時(shí)，AWS Lambda擁有最長的列表，但其中許多都是特定于AWS平臺(tái)的，如Amazon Simple Email Service和AWS CodeCommit；同時(shí)，Google Cloud Functions可以由通用HTTP請(qǐng)求觸發(fā)。保羅·賈沃斯基（Paul Jaworski）深入研究了三大產(chǎn)品中的每一個(gè)產(chǎn)品的堆棧。

無服務(wù)器框架

這個(gè)方程式的框架部分有點(diǎn)遺憾，因?yàn)檫@將很好地定義了如何最終構(gòu)建應(yīng)用程序。亞馬遜有自己的原生產(chǎn)品，即開源的無服務(wù)器應(yīng)用程序模型（SAM），但也有其他產(chǎn)品，其中大多數(shù)是跨平臺(tái)的，也是開源的。其中最流行的是無服務(wù)器，并且強(qiáng)調(diào)它為每個(gè)支持的平臺(tái)提供相同的體驗(yàn)，即AWS Lambda，Azure Functions，Google Cloud Functions和IBM OpenWhisk。另一個(gè)受歡迎的產(chǎn)品是Apex，它可以幫助某些提供商無法使用某些語言。

無服務(wù)器數(shù)據(jù)庫

正如我們上面提到的，使用無服務(wù)器代碼的一個(gè)怪癖是沒有持久狀態(tài)，這意味著局部變量的值不會(huì)在實(shí)例化中持續(xù)存在。你的代碼需要訪問的任何持久性數(shù)據(jù)必須存儲(chǔ)在其他位置，并且主要供應(yīng)商的堆棧中可用的觸發(fā)器都包含你的函數(shù)可以與之交互的數(shù)據(jù)庫。

其中一些數(shù)據(jù)庫本身是無服務(wù)器。這意味著它們的行為與我們在本文中討論的其他無服務(wù)器函數(shù)非常相似，但顯而易見的例外是數(shù)據(jù)無限期存儲(chǔ)。但是，配置和維護(hù)數(shù)據(jù)庫所涉及的大部分管理開銷都被拋棄了。正如開發(fā)人員Jeremy Daly所說，“你需要做的就是配置一個(gè)集群，然后為你自動(dòng)處理所有維護(hù)，修補(bǔ)，備份，復(fù)制和擴(kuò)展?！迸c功能即服務(wù)產(chǎn)品一樣，你只需支付實(shí)際使用的計(jì)算時(shí)間，并根據(jù)需要調(diào)高和調(diào)低資源以滿足需求。

三大無服務(wù)器提供商各自提供自己的無服務(wù)器數(shù)據(jù)庫：亞馬遜擁有Aurora無服務(wù)器和DynamoDB，微軟擁有Azure Cosmos數(shù)據(jù)庫，Google擁有Cloud Firestore。

無服務(wù)器計(jì)算和Kubernetes

容器有助于為無服務(wù)器技術(shù)提供動(dòng)力，管理它們的開銷由供應(yīng)商負(fù)責(zé)，因此對(duì)用戶不可見。許多人認(rèn)為無服務(wù)器計(jì)算是一種在不必處理其復(fù)雜性的情況下，獲得容器化微服務(wù)的許多優(yōu)點(diǎn)的方法，甚至開始談?wù)摵笕萜魇澜纭?/p>

實(shí)際上，容器和無服務(wù)器計(jì)算幾乎肯定會(huì)在未來許多年內(nèi)共存，無服務(wù)器功能可以與容器化微服務(wù)存在于同一應(yīng)用程序中。Kubernetes是最受歡迎的容器編排平臺(tái)，也可以管理無服務(wù)器基礎(chǔ)架構(gòu)。使用Kubernetes，可以在單個(gè)集群上集成不同類型的服務(wù)。

無服務(wù)器的離線

你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)無服務(wù)器計(jì)算開始的前景有點(diǎn)令人生畏，因?yàn)槟闼坪跣枰c供應(yīng)商簽約才能玩，并了解它是如何工作的。但不要擔(dān)心：有些方法可以在你自己的本地硬件上脫機(jī)運(yùn)行無服務(wù)器代碼。例如，AWS SAM提供了一個(gè)本地功能，允許你脫機(jī)測試Lambda代碼。