serverless简述

serverless翻译成中文： 无服务器，这并不代表着应用运行不需要服务器，而是说对开发者而言，写代码时就不需要关心服务器的问题了。

serverless面向的函数，正如同SOA架构体系中面向的是服务，Java面向的是对象。

在我看来，serverless的主要目的就是提升开发效率，随着底层基础设施越来越完善，开发者几乎不用再关心服务部署、系统管理、日志等问题，只需要关心怎样以最快的速度把代码变成函数，或者说服务；

那么对serverless整体架构而言，那么就得需要具备以下能力：

1. 利用现成的资源能力：包括基础服务、数据库资源、缓存资源以及其他PaaS资源，以供上层函数调用；
2. 集成所能集成得一切：不仅是部署代码，还应该把管理态的信息集成在一起，这样对于开发者而言，我既然开发人员，也可以是运维人员；

体系结构阐述

研发运维一体化

方案

severless的体系主要聚焦的是：

1. 前台业务开发变轻，只关注业务逻辑的实现，进而提升研发效率；
2. 后台基础能力变厚，提供丰富的可复用能力，提升系统的稳定性；

根据不同的业务场景，我们可以来定制不用的severless方案，比如低代码、微应用、云端一体化以及其他根据租户的需求来定制的方案；

• 低代码：通过可视化的图形界面来拖拉拽业务逻辑组件，而后生成逻辑代码并部署到serverless上，可以快速响应业务需求；
• 云端一体化：做到在云端开发跟在本地开发一体化，消除开发环境与运行环境的差异，开发者只需要聚焦业务逻辑的实现；
• 租户个性化定制：根据租户的业务个性化场景，来定制相应的解决方案；

Serverless 方案定制能力来完善云端一体研发者市场，提供开发者更多选择、打造云端一体的研发集成闭环来提供业务更快的交付速度、以及业务低成本的使用基础 BaaS 服务能力以及业务 BaaS 成为研发平台的核心抓手。

从研发到交付再到运维

对开发者而言，使用serverless的目的是为了达到快速的开发交付；

• 创建

开发人员可以在serverless初始化一个项目，可以在serverless管理平台上创建项目、创建应用、配置好环境变量、选择租户等等，就可以着手进行项目的开发；

• 研发

研发就是一个不断敏捷迭代的过程，在serverless管理平台上提供对迭代的版本管理功能，以及支持对页面的定制、模块的开发，开发人员还可以从BaaS市场上开通指定的服务能力用到开发的函数当中；

在本地IDE中，平台可以提供一系列的ide插件，进而可以将本地代码连上云端的环境，进行调试；

• 交付

研发后的代码就直接可以上传到serverless管理平台上，然后就可以走上线流程了；

平台提供了版本控制、回退、灰度发布等功能，还可以根据租户的需求来进行上线流程的定制；上线到生产环境开发者还可以配置预案，针对异常情况的处理。

• 运维

在serverless视角上，开发人员不仅是开发者，也可以是运维人员，所以开发者可以在serverless管理平台上进行日常的运维操作；

平台提供实时可视化的日志查询功能，可以自动或手动对函数资源进行扩缩容、设置实例驻留时长、以及手动的应急操作等功能；此外，平台会实时记录函数的调用量，针对流量生成费用账单；

租户

平台可以根据不同多租户需求来定制个性化的方案；

租户入驻平台后，可以针对业务场景、或者地市需求，来定制不同的研发方案、上线流程以及运维手段等等。

平台上的每个租户都有对应的租户管理员，对各自租户的函数稳定性负责，包括租户下函数的单元化部署规则、大促管控、自建网关配置、容器额度、租户私有解决方案等，为此平台提供了一系列运维工具。

BaaS

让开发着选择使用serverless，一个最重要的点就是要提供丰富的后端资源服务，即BaaS；

BaaS包括业务能力BaaS和基础能力BaaS，以及对这些BaaS能力的管控；

业务BaaS

我们可以将已实现的业务场景微服务化，比如业务中台的微服务化，进而尽可能的多去复用这些服务，比如产商品中心、政企中心、客服中心的微服务；未进行微服务化的业务同样也可当作BaaS，只要这些业务能够稳定的运行，比如发布在服务集成平台（ESB）上的服务。

基础BaaS

我们可以将底层的资源作为服务提供出去，比如数据库、消息队列以及其他PaaS中间件；

我们同样可以将一些通用的能力视为BaaS，比如用户登录时的认证体系、分布式session、三户体系等等；

BaaS能力市场

当底层的BaaS能力越来越多时，这就有点类似于微服务架构，需要考虑对底层的BaaS能力进行统一管控，比如服务治理、服务注册、服务发现等等，形成一个BaaS能力市场，供开发者选购开通；

运行态

对开发者而言，只需要考虑的代码逻辑以及如何部署，底层的服务器以及其他资源就不需要考虑，所以这就是无服务器（serverless）。

对serverless平台来说，黑盒化底层资源，通过事件来触发函数，真正做到自动化、按需计费，这就是serverless的主要实现点。

事件

函数运行是通过事件的驱动来触发。serverless会通过对事件解析，以及协议头参数的解析，来执行相应的触发器；

比如通过网关HTTP事件来触发、或者定时任务事件来触发等等，此外，也提供函数的API，支持函数相互之间的调用触发；

网关

同微服务，serverless也会有相应的网关，来统一函数的输入、输出；

首先，网关需要考虑安全方面的内容，包括调用端鉴权、限流降级以及恶意事件触发处理等作用；

其次，网关实现对请求内容转发，指定函数运行、返回结果，以及容灾方面的支持等等；

最后，网关对执行结果进行统一封装返回，包括抵用日志的记录、流量的计费等等；

计算

函数的本质就是上传的业务代码，函数计算也就是执行业务代码。

serverless支持多种代码语言，比如Java、node.js、golang以及其他脚本语言等等，不同的语言就需要提供相应的执行引擎来执行代码；

函数与微服务一个最大的不同点是：微服务一直运行着，而函数只有事件驱动才运行。所以，可以认为，函数的第一次运行相当于就是重新启动容器，执行代码，也就是冷启动。一些脚本语言冷启动倒是挺快（基本上都是毫秒级别），但是针对像Java这类的动态语言冷启动就不太乐观了。但是可以考虑通过别的手段来避免冷启动的问题，比如通过Quarkus技术方案，或者在预计高峰业务期即将到来时，先预热指定的函数。

虽然函数在物理上是区分了代码语言，但是在逻辑上的作用都是一样的，都是接收参数，而后返回结果。在函数的统一调度上，所以需要考虑函数稳定性，加入到全链路监控当中，进而达到出现问题能快速定位等作用。

容器

函数最终是运行在容器里的，每一个函数其实就是对应一个容器实例。

那么就涉及到对容器的管理，比如服务注册发现、负载均衡、弹性扩容等功能，用现成的方案k8s来实现即可。

BaaS

无状态是serverless的一个重要特点。

如果在函数计算过程中，需要持久化指定数据，那么就需要使用到一些存储能力，比如数据库、redis以及其他中间件；

此外，函数可以选择调用中台的微服务，获取底层的PaaS能力。

总结

1. serverless是面向开发者，提供了一套贯穿创建、研发、交付、运维阶段的能力集合；
2. serverless可以居于基础服务，集成所能集成的一切，做到“厚后台，轻前台”；
3. serverless是FaaS+BaaS的结合体，运行的是函数，通过事件触发，复用底层资源，按需计费；

业务开发实例分析

现开发流程

调研了四川移动某政企项目，其协同单业务的开发流程如下：

（注：红色表示开发人员需要完成的部分）

1. 开发人员写前端页面逻辑，同时也写后台工程代码，后台工程主要是为前后端交互的数据处理；
2. 后台工程在去调用网关或者nginx负载，进而调用指定业务中心或第三方服务；

问题：

• 部署麻烦，牵一发动全身

后台工程不断累积代码，工程规模越来越大，修改一个小功能有时都要把整个后台工程打包，然后走上线流程部署。

• 扩容麻烦，难以承载较大流量

如果需要集群扩容，又要走流程，申请主机、申请其他硬件资源，应对高峰流量下表现较差；

• 固定架构，新人员学习成本高

由于底层技术架构、规则均是固定的，新来人员理解技术架构和规范往往都得需要较长时间，然后才能对业务开发；

serverless优化后的开发流程

优化的后的理想图如下：

与优化之前的开发流程相比，用serverless的函数替代了后台工程，函数之间相互独立，不再与工程耦合在一起；

将整个底层资源服务加入到BaaS市场，前台web请求先到函数，然后函数再去调用网关或者Nginx，最后再到指定的中台微服务或三方服务；

这样做的好处有：

1. 自动化扩缩容，开发人员不用再为资源操心了；
2. 细粒度的功能开发，只动该动的部分，上线也只需要上线对应的函数即可；
3. 多语言的兼容，python程序员也可以用自己的想法来开发函数，不用担心还要被逼着去学习SpringBoot了；
4. 便捷的日志管理，在serverless平台上开发者就能看到调用日志，也可以轻松的配置监控告警需求；
5. 统一的BaaS市场，开发者直接选用指定的BaaS能力即可。

参考资料

中台｜ Serverless 云研发_业务 (sohu.com)：https://www.sohu.com/a/435912238_99953378

云函数 工作原理 - 产品简介 - 文档中心 - 腾讯云 (tencent.com):https://cloud.tencent.com/document/product/583/9694

Serverless Architectures (martinfowler.com)：https://martinfowler.com/articles/serverless.html