轻松构建基于 Serverless 架构的小程序

Posted 2021-03-07

前言

自 2017 年第一批小程序上线以来，越来越多的移动端应用以小程序的形式呈现。小程序拥有触手可及、用完即走的优点，这大大降低了用户的使用负担，使小程序得到了广泛的传播。在阿里巴巴，小程序也被广泛地应用在淘宝/支付宝/钉钉/高德等平台上。

为了支撑大量的小程序，服务端面临的挑战有：

• 大量的小程序是不活跃的，传统的至少一台服务器的方式会造成资源浪费；
• 在活动高峰期小程序的调用量激增，要求服务端能够快速进行弹性伸缩。

而小程序开发者往往是客户端/前端的开发者，更多的精力在开发业务代码与应用的快速上线上，而无心顾暇服务端的运维操作。

阿里云 函数计算 是一个全托管 Serverless 计算服务，让开发者无需管理服务器等基础设施，只需编写和上传代码，就能够构建可靠、弹性、安全的服务。

函数计算弹性、免运维、高效、安全的特性十分适合作为小程序的服务端。

解决方案

函数计算封装了一套小程序服务端模板，帮助小程序开发者快速搭建基于函数计算的小程序。

使用这个模板搭建小程序应用具有以下特点：

• 运维效率高: 无需管理服务器，部署函数即可上线
• 开发效率高: 基于封装好的数据接口，直接开发业务代码
• 零费用启动: 服务端基于函数计算，数据库采用表格存储，都是按量付费并且有较大的免费额度

小程序的工作流程

一个完整的支付宝小程序需要以下几个元素：

• 支付宝 App：是支付宝小程序的载体，运行在用户手机端
• 小程序客户端：是小程序展现给用户的操作页面
• 小程序服务端：是小程序的逻辑处理单元，比如对用户进行身份认证以及对数据进行存取
• 支付宝服务端：是支付宝 App 的逻辑处理单元，包含用户的身份信息

函数计算封装了一套小程序服务端模板，帮助小程序开发者快速搭建基于函数计算的小程序。下面介绍服务端模板的工作流程。

FC 服务端模板工作流程

除了基础设施的运维问题，服务端主要解决两个通用问题：

1. 身份认证: 服务端提供的 API 如何对客户端的请求进行鉴权？客户端的信息如果泄露如何保证数据安全？
2. 数据访问: 客户端如何进行数据库操作和文件操作？

这是每一个小程序开发都会遇到的共性的问题，可以通过一些框架或者模板来避免重复建设。因此我们基于函数计算开发了一个小程序应用模板，解决了这些通用的问题，让开发者能够专注在业务逻辑上，快速开发上线自己的小程序。

1. 客户端小程序通过支付宝 App 的 API，获得 authCode，这个过程会在 App 中弹出用户授权框；
2. 小程序客户端向小程序服务端发起 createSession 请求，用于初始化的身份认证；
3. 小程序服务端将 authCode 传给支付宝服务端，支付宝服务端校验 authCode，返回 accessToken；
4. 小程序服务端根据收到的 accessToken 生成一个 sessionId 和一个 STS token，在服务端记录这 2 个信息然后把它们返回给客户端。STS token 是用于访问服务端函数的凭证，而 sessionId 作为前面认证成功而建立的会话信息，通过这 个sessionId 可以识别当前请求的用户信息;
5. 小程序客户端再次需要获取数据，带着证明自己身份的 sessionId 向小程序服务端发起获取数据请求；
6. 小程序服务端首先根据 sessionId 获取用户身份信息，再根据用户信息获取相关数据；
7. 将用户数据返回给小程序客户端。

搭建流程

注册支付宝小程序

• 准备工作：注册支付宝开发者账号
  如果您尚未注册支付宝开发者账号，使用支付宝账号登录 蚂蚁金服开放平台，并完成开发者身份注册。详细信息请参见 开发者入驻说明。
• 创建支付宝小程序应用
  • 使用支付宝账号登录 蚂蚁金服开放平台进入开发者中心 创建小程序，填写基本信息，并记录下 APPID
    
    
  • 生成密钥，需要在小程序服务端与支付宝服务端配置密钥，对交易数据进行双方校验
  • 将公钥配置在 【设置】->【开发设置】-【接口加签方式】，并记录私钥
    

搭建小程序服务端

• 准备工作

  • 开通 函数计算，表格存储，日志服务
• 部署应用
  • 进入控制台应用中心，选择 Mini App Todo List Server Template 模板，填写刚才记录的 APPID 与 PrivateKey，为 DBInstance/LogProject 取个自定义的名字（如果名字已被占用，会报 Already Exists 的错误），部署应用

搭建小程序客户端

• 准备工作

  • 下载并安装支付宝 小程序开发者工具。

• 搭建应用

  • 在小程序项目根目录下，安装 fc-nodejs-sdk:

  npm install git://github.com/aliyun/fc-nodejs-sdk.git#mini-app --save

  • TODO LIST 客户端代码在 mini-app-todo-list-client
    • 修改server.js开头定义的变量，这些值会在 服务端模板 部署成功后自动输出：

信息	说明
fcAccountId	阿里云AccountId
fcRegion	函数部署的区域，例如cn-shanghai
fcServiceName	函数计算服务名称
sessionFunctionName	session函数的名称，例如session
dbFunctionName	db函数的名称，例如db

由于 fc-nodejs-sdk 使用了ES6语法，在发布小程序时，需要在小程序项目的根目录下，新建一个文件mini.project.json，填入以下内容：

{
  "node_modules_es6_whitelist": [
     "@alicloud/fc2"
  ]
}

至此，开发工作已经完成，您可以调试，上线您的小程序啦。

总结

小程序上线后随着访问量的增加或者活动期间的访问突增，对后端服务的稳定和弹性也是一个很大的考验。函数计算上传代码即可运行，极大地提高了后端服务的开发效率；混合模式的弹性伸缩，轻松应对负载变化。服务端模板与客户端模板可以快速搭建基于函数计算的小程序应用，这些特点使得函数计算成为支撑小程序很好的选择。

“阿里巴巴云原生技术圈关注微服务、Serverless、容器、Service Mesh 等技术领域、聚焦云原生流行技术趋势、云原生大规模的落地实践，做最懂云原生开发者的技术圈。”