Serverless 工程實(shí)踐 | 從云計(jì)算到 Serverless

作者 | 劉宇（江昱）

前言：Serverless 架構(gòu)是云計(jì)算發(fā)展的產(chǎn)物，它繼承了云計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)，并具備極致彈性、按量付費(fèi)、免運(yùn)維等優(yōu)勢(shì)。

云計(jì)算的誕生

在 1961 年麻省理工學(xué)院百周年紀(jì)念典禮上，約翰·麥卡錫（1971 年圖靈獎(jiǎng)獲得者）第一次提出了 “Utility Computing” 的概念，這個(gè)概念可以認(rèn)為是云計(jì)算的一個(gè)“最初的”，“超前的” 遐想模型；1984 年，SUN 公司聯(lián)合創(chuàng)始人 John Gage（約翰·蓋奇）提出了“網(wǎng)絡(luò)就是計(jì)算機(jī)（The Network is the Computer）”的重要猜想，用于描述分布式計(jì)算技術(shù)帶來(lái)的新世界；到了 1996 年，康柏（Compaq）公司的一群技術(shù)主管在討論計(jì)算業(yè)務(wù)的發(fā)展時(shí)，首次使用了 Cloud Computing 這個(gè)詞，并認(rèn)為商業(yè)計(jì)算會(huì)向 Cloud Computing 的方向轉(zhuǎn)移。這也是 “云計(jì)算” 從雛形到正式被提出的基本過(guò)程。

自 “云計(jì)算” 被提出之后，其可謂是如同雨后春筍般，蓬勃發(fā)展：

• 2003 年到 2006 年間，谷歌發(fā)表了 The Google File System、MapReduce: Simplified Data Processing on Large Clusters、Bigtable: A Distributed Storage System for Structured Data 等文章，這些文章指明了 HDFS（分布式文件系統(tǒng)），MapReduce（并行計(jì)算）和 Hbase（分布式數(shù)據(jù)庫(kù)）的技術(shù)基礎(chǔ)以及未來(lái)機(jī)會(huì)，至此奠定了云計(jì)算的發(fā)展方向。

• 2006 年，Google 首席執(zhí)行官埃里克·施密特（Eric Schmidt）在搜索引擎大會(huì)（SESSanJose 2006）首次公開正式的提出 “云計(jì)算”（Cloud Computing）的概念，同年亞馬遜第一次將其彈性計(jì)算能力作為云服務(wù)進(jìn)行售賣，這也標(biāo)志著云計(jì)算這種新的商業(yè)模式正式誕生。兩年后，即 2008年，微軟發(fā)布云計(jì)算戰(zhàn)略和平臺(tái) Windows Azure Platform，嘗試將技術(shù)和服務(wù)托管化、線上化。

• 2009 年，UC Berkeley 發(fā)表了：Above the Clouds: A Berkeley View of Cloud Computing，在該文章中，明確指出：云計(jì)算是一個(gè)即將實(shí)現(xiàn)的古老夢(mèng)想，是計(jì)算作為基礎(chǔ)設(shè)施這一長(zhǎng)久以來(lái)夢(mèng)想的新稱謂，它在最近正快速變?yōu)樯虡I(yè)現(xiàn)實(shí)。在該文章中，明確的為云計(jì)算做了定義：云計(jì)算包含互聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用服務(wù)及在數(shù)據(jù)中心提供這些服務(wù)的軟硬件設(shè)施。同時(shí)在該文章中，也提出了云計(jì)算所面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，更對(duì)云計(jì)算的未來(lái)發(fā)展方向進(jìn)行了大膽預(yù)測(cè)。

同年，阿里軟件在江蘇南京建立首個(gè)“電子商務(wù)云計(jì)算中心”（即現(xiàn)在的阿里云）。至此，云計(jì)算進(jìn)入到了更加快速的發(fā)展階段。

從云計(jì)算到 Serverless

云計(jì)算飛速發(fā)展的階段，云計(jì)算的形態(tài)也在不斷的演進(jìn)，從 IaaS 到 PaaS，再到 SaaS，云計(jì)算逐漸的 “找到了正確的發(fā)展方向”。

2012 年由 Iron.io 的副總裁 Ken Form 所寫的一篇名為《Why The Future of Software and Apps is Serverless》 的文章中，提出了一個(gè)新的觀點(diǎn)：即使云計(jì)算的已經(jīng)逐漸的興起，但是大家仍然在圍繞著服務(wù)器轉(zhuǎn)。不過(guò)，這不會(huì)持續(xù)太久， 云應(yīng)用正在朝著無(wú)服務(wù)器方向發(fā)展，這將對(duì)應(yīng)用程序的創(chuàng)建和分發(fā)產(chǎn)生重大影響。并首次將 “Serverless” 這個(gè)詞帶進(jìn)了大眾的視野。

一直到 2014 年 Amazon 發(fā)布了 AWS Lambda 讓 “Serverless” 這一范式提高到一個(gè)全新的層面，為云中運(yùn)行的應(yīng)用程序提供了一種全新的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，至此再也不需要在服務(wù)器上持續(xù)運(yùn)行進(jìn)程以等待 HTTP 請(qǐng)求或 API 調(diào)用，而是可以通過(guò)某種事件機(jī)制觸發(fā)代碼執(zhí)行，通常這只需要在 AWS 的某臺(tái)服務(wù)器上配置一個(gè)簡(jiǎn)單的功能。此后 Ant Stanley 在 2015 年 7 月名為 Server are Dead…的文章中更是圍繞著 AWS Lambda 及剛剛發(fā)布的 AWS API Gateway 這兩個(gè)服務(wù)解釋了他心目中的 Serverless，并說(shuō) Servers are dead … they just don’t know it yet.

2015 年，在 AWS 的 re:Invent 大會(huì)上，Serverless 的這個(gè)概念更是反復(fù)的出現(xiàn)，其中包括了 The Serverless Company Using AWS Lambda 和 JAWS：The Monstrously Scalable Serverless Framework 的這些演講。

隨著 Serverless 這個(gè)概念的進(jìn)一步發(fā)酵，2016 年 10 月在倫敦舉辦了第一屆的 ServerlessConf，在兩天時(shí)間里面，來(lái)自全世界 40 多位演講嘉賓為開發(fā)者分享了關(guān)于這個(gè)領(lǐng)域進(jìn)展，并且對(duì)未來(lái)進(jìn)行了展望，提出來(lái)了 Serverless 的發(fā)展機(jī)會(huì)以及所面臨的挑戰(zhàn)，這場(chǎng)大會(huì)是針對(duì) Serverless 領(lǐng)域的第一場(chǎng)具有較大規(guī)模的會(huì)議，在 Serverless 的發(fā)展史上具有里程碑的意義。

截止到 2017 年，各大云廠商基本上都已經(jīng)在 Serverless 進(jìn)行了基礎(chǔ)的布局，尤其是國(guó)內(nèi)的幾大云廠商，也都先后在這一年邁入 “Serverless時(shí)代”。從 IaaS 到 PaaS 再到 SaaS 的過(guò)程中，云計(jì)算所表現(xiàn)出的去服務(wù)器化越來(lái)越明顯，那么 Ken Form 所提出來(lái)的 Serverless 又是什么，它在云計(jì)算發(fā)展的過(guò)程中，又在扮演什么角色呢？

IaaS、PaaS、SaaS的區(qū)別

什么是 Serverless

云計(jì)算的十余年發(fā)展讓整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化，Serverless 作為云計(jì)算的產(chǎn)物，或者說(shuō)是云計(jì)算在某個(gè)時(shí)代的表現(xiàn)，被很多人認(rèn)為是真正意義上的云計(jì)算，伯克利團(tuán)隊(duì)甚至斷言 Serverless 將會(huì)是引領(lǐng)云計(jì)算下一個(gè)十年的新范式。

Serverless 翻譯成中文是無(wú)服務(wù)器，所謂的無(wú)服務(wù)器并非是說(shuō)不需要依靠服務(wù)器等資源，而是說(shuō)開發(fā)者再也不用過(guò)多考慮服務(wù)器的問(wèn)題，可以更專注在產(chǎn)品代碼上，同時(shí)計(jì)算資源也開始作為服務(wù)出現(xiàn)，而不是作為服務(wù)器的概念出現(xiàn)，Serverless 是一種構(gòu)建和管理基于微服務(wù)架構(gòu)的完整流程，允許用戶在服務(wù)部署級(jí)別而不是服務(wù)器部署級(jí)別來(lái)管理用戶的應(yīng)用部署。

與傳統(tǒng)架構(gòu)的不同之處在于，它完全由第三方管理，由事件觸發(fā)，存在于無(wú)狀態(tài)（Stateless），暫存（可能只存在于一次調(diào)用的過(guò)程中）在計(jì)算容器內(nèi)，Serverless 部署應(yīng)用無(wú)須涉及更多的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，就可以基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)構(gòu)建、部署和啟動(dòng)服務(wù)。

近些年來(lái)，微服務(wù)（Micro Service）是軟件架構(gòu)領(lǐng)域另一個(gè)熱門的話題，如果說(shuō)微服務(wù)是以專注于單一責(zé)任與功能的小型功能塊為基礎(chǔ)，利用模組化的方式組合出復(fù)雜的大型應(yīng)用程序，那么可以進(jìn)一步認(rèn)為 Serverless 架構(gòu)可以提供一種更加 “代碼碎片化” 的軟件架構(gòu)范式，而這一部分稱之為 Function as a Services（FaaS）。而所謂的“函數(shù)”提供的是相比微服務(wù)更加細(xì)小的程序單元。

例如，可以通過(guò)微服務(wù)代表為某個(gè)客戶執(zhí)行所有 CRUD 操作所需的代碼，而 FaaS 中的函數(shù)可以代表客戶所要執(zhí)行的每個(gè)操作：創(chuàng)建、讀取、更新以及刪除。當(dāng)觸發(fā) “創(chuàng)建賬戶” 事件后，將通過(guò)函數(shù)的方式執(zhí)行相應(yīng)的“函數(shù)”。單就這一層意思來(lái)說(shuō)，可以簡(jiǎn)單地將 Serverless 架構(gòu)與 FaaS 概念等同起來(lái)。但是就具體的概念深刻探索的話，Serverless 和 FaaS 還是不同的，Serverless 和 FaaS 被廣為接受的關(guān)系是：

Serverless = FaaS + BaaS （+ .....）

在這個(gè)關(guān)系中，可以看到 Serverless 的組成除了 FaaS 和 BaaS 之外，還有一系列的省略號(hào)，其實(shí)這是 Serverless 給予給大家的遐想空間，給予這個(gè)時(shí)代的一些期待。

Serverless 的發(fā)展歷程

從 2012 年，Serverless 概念被正式提出之后，2014 年 AWS 帶領(lǐng) Lambda 開啟了 Serverless 的商業(yè)化，再到 2017 年各大廠商紛紛布局 Serverless 領(lǐng)域，再到 2019 年，Serverless 成為熱點(diǎn)議題在 KubeCon 中被眾多人參與探討，Serverless 隨著時(shí)間的不斷推進(jìn)，各種技術(shù)部的不斷進(jìn)步，正在逐漸的朝著更完整，更清晰的方向發(fā)展，隨著 5G 時(shí)代的到來(lái)，Serverless 將會(huì)在更多領(lǐng)域發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

從 IaaS 到 FaaS 再到 SaaS，再到如今的 Serverless；從虛擬空間到云主機(jī)，從自建數(shù)據(jù)庫(kù)等業(yè)務(wù)，到云數(shù)據(jù)庫(kù)等服務(wù)，云計(jì)算的發(fā)展是迅速的，未來(lái)的方向和形態(tài)卻是模糊的，沒人知道云計(jì)算的終態(tài)是什么。

誠(chéng)然，現(xiàn)在有人說(shuō) Serverless 實(shí)現(xiàn)了當(dāng)初了云計(jì)算目標(biāo)，Serverless 才是真正的云計(jì)算，但是沒人可以肯定的說(shuō)， Serverless 就是云計(jì)算的終態(tài)表現(xiàn)，或許，Serverless 也可能只是一個(gè)過(guò)渡的產(chǎn)物，但對(duì)此我們保持著開放的態(tài)度，不如將答案交給時(shí)間去驗(yàn)證。

關(guān)于作者：

劉宇（江昱）國(guó)防科技大學(xué)電子信息專業(yè)在讀博士，阿里云 Serverless 產(chǎn)品經(jīng)理，阿里云 Serverless 云布道師，CIO 學(xué)院特聘講師。

負(fù)責(zé)阿里云函數(shù)計(jì)算（FC）、Serverless 工作流（FNF）等產(chǎn)品體驗(yàn)側(cè)工作。阿里云戰(zhàn)略級(jí)開源項(xiàng)目 Serverless Devs 發(fā)起人和負(fù)責(zé)人，Serverless Framework、Kubevela 等開源項(xiàng)目 Contributor，兼社區(qū)項(xiàng)目 Anycodes 在線編程負(fù)責(zé)人。

著有暢銷書《Serverless架構(gòu)：從原理、設(shè)計(jì)到項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)》《Serverless工程實(shí)踐：從入門到進(jìn)階》等；電子書《架構(gòu)師特刊：人人都能學(xué)會(huì)的 Serverless 實(shí)踐》（InfoQ出品）作者。

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本書會(huì)通過(guò)多個(gè)開源項(xiàng)目、多個(gè)云廠商的多款云產(chǎn)品，以及多種途徑向讀者介紹什么是 Serverless 架構(gòu)、如何上手 Serverless 架構(gòu)、不同領(lǐng)域中 Serverless 架構(gòu)的應(yīng)用以及如何從零開發(fā)一個(gè) Serverless 應(yīng)用等。本書可以幫助讀者將 Serverless 架構(gòu)融入到自己所在的領(lǐng)域，把 Serverless 項(xiàng)目真實(shí)落地，獲得 Serverless 架構(gòu)帶來(lái)的技術(shù)紅利。

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