愚人節(jié)笑話：Serverless 就是無服務(wù)
上一篇《后端架構(gòu)的演進(jìn)之路：Serverless 的誕生》，我們通過簡單梳理后端架構(gòu)的發(fā)展，引出了 Serverless。你可能已經(jīng)迫不及待地想要嘗試 Serverless 了，但是 Serverless 中有很多全新概念的引入。相比于具體的應(yīng)用，Serverless 的相關(guān)理念更值得我們探討和學(xué)習(xí)，那么 Serverless 到底是什么呢？
技術(shù)圈對 Serverless 的定義也在不斷地調(diào)整和變化中，所以導(dǎo)致有不少剛接觸 Serverless 的同學(xué)會認(rèn)為 FaaS 就是 Serverless，也有同學(xué)認(rèn)為 PaaS 也是 Serverless，還有同學(xué)說使用 Serverless 就沒有服務(wù)器了。總的來說，很多同學(xué)對 Serverless 到底是什么并沒有一個(gè)很清晰的認(rèn)知，概念還比較模糊。那么，接下來，我們嘗試從廣義和狹義兩個(gè)角度入手，解釋 Serverless 的架構(gòu)理念。
廣義上來說，Serverless 是一種后端架構(gòu)理念，或者說是一種思想、概念，直接翻譯過來叫做 “無服務(wù)”。但是不要被字面意思誤導(dǎo)，這并不代表著應(yīng)用運(yùn)行不需要服務(wù)器。在 Serverless 時(shí)代之前，我們可以將傳統(tǒng)架構(gòu)統(tǒng)稱為 Serverful 時(shí)代，意思就是關(guān)于服務(wù)器的一切，我們都需要人工干預(yù)。而 Serverless，更準(zhǔn)確地說，應(yīng)該是開發(fā)者不用關(guān)心服務(wù)器的意思，是將服務(wù)器相關(guān)的工作交給云平臺來做。對于開發(fā)者來說，與服務(wù)器運(yùn)維有關(guān)的所有工作都不再關(guān)心，Server（服務(wù)器）是不可能真正消失的。
2019年 2 月，UC 伯克利大學(xué)發(fā)表了一篇標(biāo)題為《CloudProgramming Simplified: A Berkeley View on Serverless Computing》的論文，論文中有這樣一段對 Serverless 的描述：
在云的上下文中，Serverful 的計(jì)算就像使用低級的匯編語言編程，而 Serverless 的計(jì)算就像使用 Python 這樣的高級語言進(jìn)行編程。例如 c=a+b 這樣簡單的表達(dá)式，如果用匯編描述，就必須先選擇幾個(gè)寄存器，把值加載到寄存器，進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算，再存儲結(jié)果。
這就好比今天在云環(huán)境下 Serverful 的計(jì)算，開發(fā)首先需要分配或找到可用的資源，然后加載代碼和數(shù)據(jù)，再執(zhí)行計(jì)算，將計(jì)算的結(jié)果存儲起來，最后還需要管理資源的釋放。
如果你不是計(jì)算機(jī)專業(yè)，可能感知并不是很強(qiáng)烈，但從計(jì)算機(jī)專業(yè)的角度來講，這樣的比喻非常清晰。Serverful 是我們今天主流的使用云的方式，但不應(yīng)該是未來我們使用云的方式。Serverless 所希望的，是開發(fā)者用代碼去支撐業(yè)務(wù)邏輯，而對于資源的管理交給工具和云。
在 Serverful 的架構(gòu)下，我們需要關(guān)心的問題非常多，比如，根據(jù)業(yè)務(wù)流量大小等指標(biāo)，響應(yīng)式地調(diào)整服務(wù)規(guī)模，實(shí)現(xiàn)自動彈性伸縮。再比如異地容災(zāi)、負(fù)載均衡、日志監(jiān)控、文件存儲等等，解決這些復(fù)雜的問題需要投入大量的人力、物力，而在 Serverless 架構(gòu)下，開發(fā)者只專注于開發(fā)業(yè)務(wù)邏輯，所有的這些與業(yè)務(wù)無關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施，全部交給云平臺負(fù)責(zé)，由云平臺統(tǒng)一調(diào)度、運(yùn)維。
在這樣的理念指導(dǎo)下，各家云平臺廠商都有不同實(shí)現(xiàn)方案。每家云平臺提供的Serverless 服務(wù)，都或多或少地存在差異。但是，按照 CNCF (云原生計(jì)算基金會) 對Serverless 計(jì)算的定義，Serverless 架構(gòu)應(yīng)該是采用 FaaS（函數(shù)即服務(wù)）和 BaaS（后端即服務(wù)）服務(wù)來解決問題的一種設(shè)計(jì)。這樣的定義從應(yīng)用落地的角度來說，更加的具體可行，也讓我們對 Serverless 的理解更加的清晰明了。因此，從應(yīng)用落地的角度，狹義的 Serverless 就是 FaaS+BaaS 的組合。
那么 FaaS 和 BaaS 分別是什么呢？
FaaS 是 Function as a Service 的縮寫，翻譯過來的意思是 "函數(shù)即服務(wù)" ；
BaaS 是 Backend as a Service 的縮寫，意思也很簡單，翻譯過來就是 "后端即服務(wù)"。
具體什么意思呢？我們先來看 BaaS ，前面說，Serverless 把后端架構(gòu)的工作全部包攬下來，硬件的維護(hù)，集群的管理，運(yùn)行環(huán)境的搭建，全部由云平臺完成，除此之外，像緩存、數(shù)據(jù)庫、文件存儲、消息中間件等，也全部由云平臺幫我們做好，封裝起來，以接口的形式提供服務(wù)，這就是 BaaS，所謂后端即服務(wù)。對于開發(fā)者，BaaS 就是一個(gè)黑盒，你不用知道我怎么做，更不需要關(guān)心我如何做，你需要什么過來拿就行了。
但是，我需要向數(shù)據(jù)庫存一條數(shù)據(jù)，用戶上傳的照片我需要裁剪以后存到文件存儲中，這是需要我們編寫業(yè)務(wù)邏輯代碼完成的功能。
假設(shè)我現(xiàn)在已經(jīng)把這些邏輯代碼寫好，用的是 Node.js。前面說所有的服務(wù)器及運(yùn)行環(huán)境都放在了 BaaS 這個(gè)黑盒子中，我怎么讓這些代碼運(yùn)行呢？換句話說就是，我現(xiàn)在寫的邏輯代碼，是需要 Node.js 這個(gè)運(yùn)行環(huán)境的，怎么辦？
我們只需要將寫好的代碼，交給 Serverless 就行了，Serverless 中有專門運(yùn)行我們邏輯代碼的地方，這個(gè)地方就是 FaaS。FaaS 是以函數(shù)的方式運(yùn)行我們的代碼的，本質(zhì)上 FaaS 就是一個(gè)函數(shù)運(yùn)行平臺。大多數(shù)的 Serverless 云平臺提供的 FaaS ，都支持 Node.js、Python、Java、PHP 等編程語言。你可以選擇你喜歡的編程語言編寫函數(shù)并運(yùn)行。對于開發(fā)者來說，使用 FaaS 幾乎就是使用 Serverless 的一切了，在 FaaS 中，我們能夠體會到 Serverless 全部的特性。
首先 FaaS 函數(shù)運(yùn)行時(shí)，開發(fā)者對底層的服務(wù)器是無感知的，F(xiàn)aaS 產(chǎn)品會負(fù)責(zé)服務(wù)器資源的調(diào)度和運(yùn)維。這些就是我們前面說的 BaaS，這也是 Serverless 最大的特點(diǎn)，無運(yùn)維。
其次，F(xiàn)aaS 中的函數(shù)也不是持續(xù)運(yùn)行的，而是通過一定的條件進(jìn)行觸發(fā)，比如 HTTP 事件、消息事件、定時(shí)器事件等。產(chǎn)生事件的源頭叫觸發(fā)器，F(xiàn)aaS 平臺會集成這些觸發(fā)器，我們直接用就行，這是 FaaS 的第二個(gè)特點(diǎn)，事件驅(qū)動。
再者就是 Serverless 的付費(fèi)方式了，與其他云產(chǎn)品不同的是，Serverless 的付費(fèi)方式是按量付費(fèi)，是按照 FaaS 函數(shù)執(zhí)行次數(shù)和執(zhí)行時(shí)消耗的 CPU、內(nèi)存等資源進(jìn)行計(jì)費(fèi)的，用多少付多少，不用不付費(fèi)。
同時(shí)，F(xiàn)aaS 會根據(jù)并發(fā)量自動生成多個(gè)函數(shù)實(shí)例，BaaS會根據(jù)函數(shù)運(yùn)行所需要的資源量自動調(diào)配服務(wù)器資源，理論上的資源調(diào)用量沒有上限，這也就實(shí)現(xiàn)了不同訪問量的彈性伸縮了，而且是實(shí)時(shí)的彈性伸縮。
基于 FaaS 和 BaaS 的架構(gòu)，是一種計(jì)算和存儲分離的架構(gòu)。計(jì)算由 FaaS 負(fù)責(zé)，存儲由 BaaS 負(fù)責(zé)，計(jì)算和存儲也被分開部署和收費(fèi)。這使應(yīng)用的存儲不再是應(yīng)用本身的一部分，而是演變成了獨(dú)立的云服務(wù)，降低了數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。而應(yīng)用本身也變成了無狀態(tài)的應(yīng)用，更容易進(jìn)行調(diào)度和擴(kuò)縮容。
基于 FaaS 和 BaaS ，你的應(yīng)用就實(shí)現(xiàn)了自動彈性伸縮、按量付費(fèi)、不用關(guān)心服務(wù)器，這正是 Serverless 架構(gòu)的必要因素。所以說狹義的 Serverless 是 FaaS 和 BaaS 的組合。
這里我們也簡單總結(jié)一下，Serverless 可以不用運(yùn)維、實(shí)現(xiàn)自動的彈性伸縮、按量付費(fèi)節(jié)省成本、更高的安全性、易于迭代和部署。
Serverless 就是十全十美的嗎，不，它一樣也存在很多缺點(diǎn)。了解它的缺點(diǎn)，可以讓你今后更好地進(jìn)行技術(shù)選型，決定是否用 Serverless 進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)。那么它都有什么缺點(diǎn)呢？
依賴第三方服務(wù)
Serverless 的能力是云廠商打包提供的，所以 Serverless 產(chǎn)品一定是和云廠商綁定的。又因?yàn)?Serverless 理念和具體實(shí)現(xiàn)之間并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，比如 A 廠商認(rèn)為 Serverless 的數(shù)據(jù)庫必須使用標(biāo)準(zhǔn) SQL 規(guī)范，而 B 廠商則認(rèn)為數(shù)據(jù)庫可以使用 SQL 規(guī)范，也可以使用 JSON 文件的存儲方案，這就出現(xiàn)了不同的云廠商實(shí)現(xiàn)了不同的 FaaS 接口。我們的同一套代碼，是無法在不同的 Serverless 產(chǎn)品上運(yùn)行的，要想從一個(gè)云平臺遷移到另一個(gè)云平臺，成本非常高。
開發(fā)調(diào)試?yán)щy
Serverless 應(yīng)用依賴的云服務(wù)，難以在本地環(huán)境搭建，要想在本地開發(fā)調(diào)試非常復(fù)雜。同時(shí)，Serverless 架構(gòu)正處于飛速發(fā)展的階段，其開發(fā)、調(diào)試、部署工具鏈并不完善。
底層硬件的多樣性
目前 Serverless 的技術(shù)實(shí)現(xiàn)是 FaaS 和 BaaS。我們的應(yīng)用代碼在 FaaS 上運(yùn)行，但 BaaS 是個(gè)黑盒，其底層的硬件資源是不確定的，某些場景下，代碼必須運(yùn)行在某種類型的 CPU 或 GPU 上，目前云廠商并沒有提供針對底層硬件的可選項(xiàng)。
Serverless 還有很多特性，包括它其他的優(yōu)缺點(diǎn)，運(yùn)行機(jī)制，開發(fā)方式等等。當(dāng)然，你也可能對前面的內(nèi)容依然處于似懂非懂的狀態(tài)。沒關(guān)系，接下來，我會在具體的應(yīng)用實(shí)踐中，帶你深入感受 Serverless的架構(gòu)理念，補(bǔ)充對 Serverless 其他特性的講解，關(guān)于Serverless 的一切，我們會在接下來的案例中，一一呈現(xiàn)。下一篇見(? ?_?)?。
推薦閱讀：
后端架構(gòu)的演進(jìn)之路：Serverless 的誕生
點(diǎn)個(gè)“在看”和“贊”吧，
畢竟我是要成為前端網(wǎng)紅的人。