Serverless 入门学习

Posted 2020-11-29 galvin007

MVC 架构

• MVC
  前端： View 层
  后端： Control 层 && Model 层

Serverless 解决问题的边界，就是服务端的边界，即服务端运维。

Serverless

• 狭义 Serverless（最常见）= Serverless computing 架构 = FaaS 架构 = Trigger（事件驱动）+ FaaS（函数即服务）+ BaaS（后端即服务，持久化或第三方服务）= FaaS + BaaS

  • 基于 Serverless 架构，我们完全可以把传统的 MVC 架构转换为 BaaS+View+FaaS 的组合，重构或实现。

• 广义 Serverless = 服务端免运维 = 具备 Serverless 特性的云服务

FaaS 与应用托管 PaaS 平台对比，最大的区别在于资源利用率，这也是 FaaS 最大的创新点。FaaS 的应用实例可以缩容到 0，而应用托管 PaaS 平台则至少要维持 1 台服务器或容器。

FAAS 冷启动

冷启动本来是 PC 上的概念，它是指关闭电源后，PC 再启动仍然需要重新加载 Bios 表，也就是从硬件驱动开始启动，因此启动速度很慢。

FaaS 中的冷启动是指从调用函数开始到函数实例准备完成的整个过程。 冷启动我们关注的是启动时间，启动时间越短，我们对资源的利用率就越高。现在的云服务商，基于不同的语言特性，冷启动平均耗时基本在 100～700 毫秒之间。得益于 Google 的 javascript 引擎 Just In Time 特性，Node.js 在冷启动方面速度是最快的。

请求第一次访问时，云服务商就可以利用构建好的缓存镜像，直接跳过冷启动的下载函数代码步骤，从镜像启动容器，这个也叫预热冷启动。所以如果我们有些业务场景对响应时间比较敏感，我们就可以通过预热冷启动或预留实例策略，加速或绕过冷启动时间。

FAAS 分层

1. 容器
2. 运行时runtime
3. 具体函数代码

云服务商负责的就是容器和 Runtime 的准备阶段了。而开发者自己负责的则是函数执行阶段。一旦容器 &Runtime 启动后，就会维持一段时间，这段时间内的这个函数实例就可以直接处理用户数据请求。当一段时间内没有用户请求事件发生（各个云服务商维持实例的时间和策略不同），则会销毁这个函数实例。

FAAS 进程模型

• 用完即毁型：函数实例准备好后，执行完函数就直接结束。这是 FaaS 最纯正的用法。
• 常驻进程型：函数实例准备好后，执行完函数不结束，而是返回继续等待下一次函数被调用。这里需要注意，即使 FaaS 是常驻进程型，如果一段时间没有事件触发，函数实例还是会被云服务商销毁。

SFF（Serverless For Frontend）指前端数据请求过来，函数触发器触发我们的函数服务；我们的函数启动后，调用后端提供的元数据接口，并将返回的元数据加工成前端需要的数据格式；我们的 FaaS 函数完全就可以休息了。

Serverless 示例

百度云 Serverless 服务 CFC：

选择 HTTP 触发器；返回当前系统时间：

?  ~ curl https://7m2mvhhnp7v6y.cfc-execute.bj.baidubce.com/galvin
Hello World
2020-05-08 02:32:38%

后端应用 BaaS 化

回到我们的进程模型，用完即毁型是天然的 Stateless，因为它执行完就销毁，你无法单纯用它持久化存储任何值；常驻进程型则是天然的 Stateful，因为它的主进程不退出，主进程可以存储部分值。

BaaS 化的核心思想就是将后端应用转换成 NoOps 的数据接口，这样 FaaS 在 SFF 层就可以放开手脚，而不用再考虑冷启动时间了。

AWS 提供的 DynamoDB 服务或 Aurora 服务。数据库就是 BaaS 化的，我们无需关心服务端运维，也无需关心 IP，我们只要通过域名和密钥访问我们的 DB，就像使用数据编排一样

总结

• 扩缩容我们可以选择纵向扩缩容和横向扩缩容，纵向扩缩容就是提升单机性能，价格上升曲线陡峭，我们通常要慎重选择；横向扩缩容就是提升机器数量，价格上升平稳，也是我们常用的默认扩缩容方式。
• 在网络拓扑图中，Stateful 是存数据的节点；Stateless 是处理数据的节点，不负责保存数据。只有 Stateless 节点才能任意扩缩容，Stateful 节点因为是保存我们的重要数据，所以我们要谨慎对待。如果我们的网络拓扑节点想自由扩缩容，则需要将这个节点的数据操作外移到专门的 Stateful 节点。
• 我们的 FaaS 访问 Stateful 节点，那我们就希望 Stateful 节点对 FaaS 提供数据接口，而不是单纯的数据库指令，因为数据库连接会增加 FaaS 的额外开支。另外为了方便后端工程师开发，我们需要将 Stateful 节点 BaaS 化，BaaS 化的内容，我们将在后续的课程中展开。

A Berkeley View onServerless Computing
https://www2.eecs.berkeley.edu/Pubs/TechRpts/2019/EECS-2019-3.pdf