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Serverless开发框架及依赖安装原

来源:框架 时间:2022/5/30
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前文回顾

传统应用部署的特点

如果应用很长时间没有使用,大部分资源都是浪费的。如果想要按需使用,首先需要初始化虚拟机,再初始化应用运行环境,然后在启动应用,整个过程耗时达到分钟级别,对于业务而言这显然是不可接受的。而基于运行环境的重用能够实现毫秒级的热启动。

?直接进行处理无需启动应用

?一直消耗硬件资源

Serverless的优势

?应用的百毫秒启动

?资源利用率和业务性能的平衡

Serverless的特点

?组成Serverless应用的函数是事件驱动的但也可以直接用API调用函数

?函数可以同步调用或异步调用,定时触发器函数是异步调用的,异步调用函数建议主动记录并处理异步调用结果

?函数的启动过程分为下载代码、启动容器、启动运行环境、执行代码四个步骤,前三个步骤称为冷启动,最后一个步骤是热启动

?执行上下文重用可以提高Serverless应用性能,但在编写代码时要注意执行上下文重用带来的风险

?函数并发限制导致函数执行时间延迟

?执行上下文重用导致每次处理的都是同一份数据

如何提高应用开发调试和部署效率?

在实际应用中,绝大多数应用由很多函数组成,应用部署的时候需要将所有函数统一部署,并且函数运行依赖Faas环境,这样导致函数代码不能直接在本地运行,这样的一些限制给应用开发调试和部署流程带来了挑战。

新的挑战

?函数太多如何管理

?本地开发时如何进行调试

?代码开发完成后如何部署

什么是Serverless开发框架

Serverless的开发框架不是传统的Express.js、SpringBoot等代码框架,而是集成Serverless思想、贯穿Serverless应用从开发到上线全流程的工具。

基于Serverless开发框架很容易开发一个Serverless架构的应用,企业也能轻松的把现有的业务演化为Serverless架构。

除了底层的Faas和Baas基础设施,上层的开发框架也是非常重要的一部分,直接决定了开发者使用Serverless的成本。

从框架开发者的角度和思考如何去设计Serverless开发框架

Serverless开发框架所应具备的基本功能:应用管理、应用开发、应用调试、应用部署。

从形态上来看,Serverless开发框架可以抽象为一个平台或服务,用终端工具或控制台的方式提供给开发者使用。

应用管理

应用的管理主要是函数的管理,各个Faas平台也考虑到了这一点,比如函数计算的服务功能、Lambda的应用功能。

你可以把同一个应用的函数都在同一个服务下创建。一个服务代表一个应用。

那怎么描述服务和函数的关系呢?

因为它们是静态的,不会在代码运行的时候改变,可以使用yaml文件或js文件来表示。

在创建函数的时候,也需要指定函数的入口、编写语言、触发器。

假设终端工具是一个可执行脚本,可以提供Serverlessinit命令自动为用户创建一个管理Serverless应用的yaml配置文件,有了应用的配置文件之后,开发者就需要开发代码了。

为了近一步的简化用户操作,可以提供代码的开发模版,开发者基于模版一键生成Serverless应用。这样开发者就可以在本地用自己喜欢的编辑器来开发代码了。

也可以提供一个WebIDE,为开发者初始化本地运行环境,这样开发者就不用在本地安装编辑器就能开发,也不用关心运行环境的差异。

各个Faas平台也都提供了自己的WebIDE,比如AWSCloud9、腾讯云函数计算的CodeStudio(基于VScode开发的,微软19年5月份发布了vsstudioonline,让开发者轻松实现webide)

目前体验最好的是Cloud9,但相比本地开发还是有一定差距的。

应用调试

应用调试非常麻烦,想要调试这个函数需要手动构建event,context,callback参数来测试函数的运行状态,而麻烦点在于这些参数依赖Faas环境,不同的运行环境不同触发器的入参都有差异。

如何让开发者方便调试

?远程调试

将代码部署到Faas平台,然后直接调用FaaS平台的接口执行函数,再得到函数运行日志及返回结果。

?本地调试

由开发框架模拟函数运行时环境,构造函数参数来执行函数。本地调试效率更高。

对于Serverless开发框架来说,这两种调试方式都需要,也就是需要实现serverlessinvoke和serverlesslocalinvoke两个命令。

根据yaml的配置解析出应用的服务名称和函数列表然后调用FaaS平台的接口来创建和更新服务和函数。

在创建函数的时候,FaaS当中的函数代码通常以压缩包的方式生成在文件的存储服务中。

部署函数之前现在本地把代码压缩成.zip文件。

部署应用的时候,将代码部署到FaaS当中进行调试,可能每次代码改动都会影响到线上服务,如果有版本控制就可以避免。

账号设置与多平台支持

把账号信息保存到用户自己的磁盘上,这样应用部署的时候就可以从磁盘读取账号信息,以用户账号调用FaaS平台接口,这样就可以把函数部署到用户自己的云账号下面。

一个优秀的Serverless开发框架需要支持不同的云平台和厂商的支持,因为不能限制用户只使用某一种云服务。

Serverless开发框架最好还要抹平不同Serverless平台的差异,让应用能够在不同Serverless平台中进行平滑迁移,甚至让开发者使用一个开发框架、一套开发流程就能够实现多云部署。

要支持多种Serverless平台需要在开发框架上去配置各个不同的平台,但现在各个平台都没有一个统一的标准,这是难点之所在。

所以在创造一个开发框架的时候首先要抽象出平台各个公共的部分,然后制定一套你的开发标准,再以适配器的方式适配不同的Serverless。

通过一个Serverless命令对开发者提供所有服务,贯穿Serverless应用开发到线上的全流程,这其实是主流Serverless开发框架的设计原理。

接下来介绍两个开发框架

?ServerlessFramework

?函数计算Fun

ServerlessFramework

?ServerlessFramework是最完善的开发框架之一,不仅实现了前面应用开发、调试、部署等基础问题,还实现了多个Serverless平台的支持,支持AWS、谷歌、阿里云、腾讯云等公有云Serverless平台,还支持CloudFlare、OpenWhisk、K8S等私有Serverless平台。

?ServerlessFramework使用Node.js开发的

安装之后就可以直接使用Serverless命令了

账号设置

?provider具体的Serverless平台(通过该命令实现不同平台的支持,命令大多相同,不同平台功能的完整性有差异)

?keyAWS账号的aws_access_key_id

?secretAWS账号的aws_secret_access_key

应用配置

初始化应用

?通过yaml配置来创建或更新资源

?使用awss3存储桶

?通过配置代码来描述基础设施

应用调试

应用部署

在将函数部署到Lambda之前,Serverless现在本地将代码打包,最终代码是一个压缩包,路径是.serverless/{servername}.zip

也可以单独部署某一个函数

serverlessdeployfunction-ffunctionname

Serverlessframework还提供日志查询功能;Fun是阿里云函数计算团队开发维护的一个Serverless开发框架,因为也支持函数计算。

函数计算Fun

设置账号

配置完成后Fun将账号信息存储在~/.fcli/config.yaml中

也可以将账号信息配置在项目根目录.env中

这个优先级更高。

初始化一个项目

template.yaml和serverless.yaml功能一致,但内容的定义其实有较大差异

?Resources具体的资源对象

?Resources.*.Type资源类型

远程调试

通过funinvokefunctionName命令对函数进行远程调试

也可以添加--local进行本地调试,在本地调试之前先安装docker,通过docker在本地启动一个代码运行环境来执行代码,而不是直接模拟函数参数,这样的好处是更接近FaaS平台的运行环境。

应用部署

通过fundeploy进行应用部署。

开发框架的意义在于帮助开发者提升Serverless应用的开发效率。

小结

?与FaaS、BaaS等基础技术一样,Serverless开发框架也是Serverless领域中非常重要的一部分

?一个优秀的Serverless开发框架,可以让开发者很容易开发一个Serverless架构的应用,也能让企业轻易将现有业务演化到Serverless架构

?Serverless开发框架需要具备的基本能力是应用管理、应用调试和应用部署。

Serverless应用怎么安装依赖?

Serverless应用代码都是独立的函数,不涉及其他依赖,而在实际进行应用开发时,大部分情况下都会有第三方依赖。

上述代码引入了mysql的依赖。

为什么安装依赖很困难?

主要是因为它运行在FaaS平台上,而FaaS平台的运行环境由云厂商提供且预制开发者只能进行有限的定制。

没有服务器怎么登录服务器执行安装依赖的命令?

函数在被触发执行的时候会生成函数实例。

Serverless应用的依赖本质上是每个函数代码的依赖。

函数实例的实体就是容器,容器的实现方案可以是Docker等。

FaaS通过函数来隔离每个函数实例,也通过容器实现函数运行时的内存和cpu限制,比如给函数分配M内存,函数实例所对应的容器内存资源只有M。

运行环境

编程语言是你创建函数时指定的某个具体版本的编程语言,由FaaS平台提供。

内置模块

内置模块就是该编程语言的一些内置模块

比如Node.js中的

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