摘要： Serverless概念是近年來特別火的一個技術(shù)概念，基于這種架構(gòu)能構(gòu)建出很多應(yīng)用場景，適合各行各業(yè)，只要對輕計算、高彈性、無狀態(tài)等場景有訴求的用戶都可以通過本文來普及一些基礎(chǔ)概念，看看這些場景是否對用戶有一些指導意義。
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Serverless概念是近年來特別火的一個技術(shù)概念。基于這種架構(gòu)能構(gòu)建出很多應(yīng)用場景，適用于各行各業(yè)。只要是對輕計算、高彈性、無狀態(tài)等場景有訴求，您都可以通過本文來熟悉一些基礎(chǔ)概念，并從相關(guān)場景中獲得啟發(fā)。
關(guān)于Serverless架構(gòu)的前世今生，網(wǎng)上比較流行一張描述人類形態(tài)發(fā)展史的網(wǎng)圖。從爬行猿人到蹲著的類猿人，再到直立人類，最后到使用工具的新興人類。從四只腳爬行到直立行走，釋放了雙手，從釋放雙手到開始使用工具。
人類的進化每一次都伴隨著生產(chǎn)效率的提升。同理，在整個IT計算的發(fā)展里程，也是逐步提高生產(chǎn)效率的里程，具體演進圖如下所示：
從大型物理機到通過虛擬化技術(shù)把物理機虛擬成單個的VM資源，從虛擬化集群到把集群搬到云計算上只做簡單運維，再到把每一個VM按照運行空間最小化切分成更細的Docker容器，再從Doceker容器變成干脆不用管理任何運行環(huán)境的Serverless服務(wù)，即僅僅需要編寫核心代碼即可。
代際的技術(shù)變革都是把資源切分得更細致，讓運行效率變得更高，讓硬件軟件維護變得更加簡單。IT技術(shù)架構(gòu)的演進主要有以下幾個特點：
1、硬件資源使用顆粒度變小
2、資源利用率越來越高
3、運維工作逐步減少
Serverless架構(gòu)主要有以下特點：
1、實現(xiàn)了細粒度的計算資源分配。
2、不需要預(yù)先分配資源。
3、具備真正意義上的高度擴容和彈性。
4、按需使用，按需計費。
根據(jù)Serverless的這些通用特點，歸納出下面幾種典型使用場景，供大家參考。
事件請求場景
定制圖片
網(wǎng)店中的商品圖片維護，根據(jù)商品陳列位置，要求需要動態(tài)切割成不同尺寸圖片，或者打上不同水印，當?shù)昙野褕D片上傳到?阿里云OSS上，會通過函數(shù)計算上定制的trigger來觸發(fā)函數(shù)計算。根據(jù)計算規(guī)則，生成不同尺寸的圖片，滿足電商陳列使用，整個過程無需再搭建額外服務(wù)器，也無需網(wǎng)站美工干預(yù)。
物聯(lián)網(wǎng)中的低頻請求
物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中，由于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)量小，且往往是固定時間間隔進行數(shù)據(jù)傳輸，因此經(jīng)常涉及低頻請求場景。
例如：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序每分鐘僅運行一次，每次運行50ms，這意味著CPU的使用率為0.1%/小時，這也意味著其實有1000個相同的應(yīng)用可以共享計算資源。而Serverless架構(gòu)下，用戶可以購買每分鐘100ms的資源來滿足計算需求，通過這種方式就能夠有效解決效率問題，降低使用成本。
定制事件
用戶注冊時發(fā)郵件驗證郵箱地址，同樣通過定制的事件來觸發(fā)后續(xù)的注冊流程，而無需再配置額外的應(yīng)用無服務(wù)器來處理后續(xù)的請求。
固定時間觸發(fā)
事件觸發(fā)固定時間觸發(fā)，例如在夜間或者服務(wù)空閑時間來處理繁忙時候的交易數(shù)據(jù)，或者運行批量數(shù)據(jù)，來生成數(shù)據(jù)報表，通過Serverless方式，不用再額外購買利用率并不高的處理資源。
流量突發(fā)場景
彈性擴展應(yīng)對突發(fā)流量
移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用經(jīng)常會面對突發(fā)流量場景。例如：移動應(yīng)用的通常流量情況是QPS 20，但每隔5分鐘會有一個持續(xù)10s的QPS 200流量（10倍于通常流量）。傳統(tǒng)架構(gòu)下，企業(yè)必須擴展QPS 200的硬件能力來應(yīng)對業(yè)務(wù)高峰，即使高峰時間僅占整個運行時間的4%。
在Serverless架構(gòu)下，您可以利用彈性擴展特性，快速構(gòu)建新的計算能力來滿足當前需求，當業(yè)務(wù)高峰后，資源能夠自動釋放，有效節(jié)省成本。
轉(zhuǎn)碼和流量擴容
視頻直播某次專場活動，由于無法預(yù)估會有多少點播的觀眾視頻接入，把轉(zhuǎn)碼和流量擴容這部分內(nèi)容通過Function來處理，無需考慮并發(fā)和流量擴容。
處理大數(shù)據(jù)場景
由于安全審計問題，您需要從OSS（多個地域）過去一年的數(shù)據(jù)（1個小時一個文件）中找出特定關(guān)鍵字訪問的日志，同時做聚合運算（計算出總值）。如果使用阿里云函數(shù)計算，您將高峰期每2小時的訪問日志，或者低谷期每4小時的訪問日志交給一個計算函數(shù)處理，并將處理結(jié)果存到RDS中。使用一個函數(shù)分派數(shù)據(jù)給另一個函數(shù)，使其執(zhí)行成千上萬個相同的實例。
這樣會同時運行近千個計算函數(shù)（24 x 365 / 10），在不到一分鐘的時間內(nèi)完成整個工作。同樣的事情交給ECS+計算腳本來做計算，單單為這些instance配置網(wǎng)絡(luò)就讓人頭疼（不同地域無法走內(nèi)網(wǎng)下載OSS文件）：instance的數(shù)量可能已經(jīng)超出了子網(wǎng)中剩余IP地址的數(shù)量（比如，您的VPC使用了24位掩碼）。
下面結(jié)合阿里云的函數(shù)計算產(chǎn)品來講解各個應(yīng)用場景中架構(gòu)以及如何解決的場景中的痛點。阿里云的函數(shù)計算是基于Serverless這種架構(gòu)實現(xiàn)的一個全托管產(chǎn)品，用戶只需要上傳核心代碼到函數(shù)計算，就可以通過事件源或者SDK&API來運行代碼。函數(shù)計算會準備好運行環(huán)境，并根據(jù)請求峰值來動態(tài)擴容運行環(huán)境，函數(shù)計算是按照執(zhí)行時間來計費，請求處理完成后，計費停止，對于有業(yè)務(wù)請求有明顯高峰和低谷的應(yīng)用來說，相對節(jié)省成本。
下圖是函數(shù)計算的一個開發(fā)者試用操作流程：
步驟1：開發(fā)者編寫代碼，目前支持的語言Java、NodeJS、Python等語言。
步驟2：把代碼上傳到函數(shù)計算上，上傳的方式有通過API或者SDK上傳，也可以通過控制臺頁面上傳上傳，還可以通過命令行工具Fcli上傳。
步驟3：通過API&SDK來觸發(fā)函數(shù)計算執(zhí)行，同樣也可以通過云產(chǎn)品的事件源來觸發(fā)函數(shù)計算執(zhí)行。
步驟4：函數(shù)計算在執(zhí)行過程中，會根據(jù)用戶請請求量動態(tài)擴容函數(shù)計算來保證請求峰值的執(zhí)行，這個過程對用戶是透明無感知的。
步驟5：函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后，可以通過賬單來查看執(zhí)行費用，根據(jù)函數(shù)的實際執(zhí)行時間按量計費，收費粒度精確到100ms。
講解完上面的流程后，下面會詳細講解3個Serverless的應(yīng)用場景，通過案例分享能讓您對Serverless這種架構(gòu)有更清晰的認識。
事件觸發(fā)計算能力
場景描述：用戶通過手機終端，Web應(yīng)用，或者PC工具把各種文件包括圖片、視頻以及文本等上傳到OSS（對象存儲，下同）后，利用OSS的PutObject的事件可以觸發(fā)函數(shù)計算對上傳后的文件進行處理，目前比較典型的場景當用戶把視頻文件上傳到OSS后，觸發(fā)函數(shù)計算把對象的Meta信息獲取并傳輸給核心算法庫，核心算法庫根據(jù)算法把相應(yīng)的視頻文件推送CDN源站，達到特定視頻熱加載的處理。另外一個場景，視頻文件上傳到OSS后也同時觸發(fā)函數(shù)計算同步做多轉(zhuǎn)碼率的處理，并把處理后的視頻文件存儲到OSS中，完成輕量的數(shù)據(jù)處理。
在多媒體的處理場景中，經(jīng)常會碰到海量文件上傳到OSS后，還需要對文件進行進一步的加工，例如加水印、轉(zhuǎn)碼率、獲取文件屬性等操作，這個場景中，用戶在處理的時候會遇到以下需要解決的技術(shù)難點：
1、 如何接收文件上傳后的動作事件，通常的做法是定制消息通道來接收OSS事件通知，搭建一個運行環(huán)境，并編寫相關(guān)的代碼來處理事件通知。
2、如何高效的處理完海量上傳的文件。
3、如何無縫的把多個云產(chǎn)品連接起來。
通過函數(shù)計算能比較方便解決以上幾個技術(shù)難點，首先函數(shù)計算可以設(shè)置OSS的觸發(fā)器來接收事件通知，在函數(shù)計算中編寫業(yè)務(wù)代碼來處理文件，并通過內(nèi)網(wǎng)把文件傳輸?shù)絆SS中，整個流程簡單易用可擴展?？梢园押诵拇a部署到函數(shù)計算中，通過函數(shù)計算來并發(fā)處理事件通知。函數(shù)計算目前打通了多款產(chǎn)品的內(nèi)部交互，通過控制臺簡單配置就可以高效的解決產(chǎn)品間連接問題。
事件觸發(fā)場景常規(guī)做法：
1、設(shè)置消息通道接收事件，并編寫業(yè)務(wù)代碼。
2、購買服務(wù)器資源做后端數(shù)據(jù)處理。
3、設(shè)計一套多并發(fā)框架完成業(yè)務(wù)上傳文件峰值的處理。
4、開通多個產(chǎn)品，并調(diào)用SDK代碼來完成業(yè)務(wù)交互。
函數(shù)計算解法：
1、在控制臺上配置事件源通知，編寫業(yè)務(wù)代碼。
2、代碼寫到函數(shù)計算里，不需要管理軟硬件環(huán)境。
3、 業(yè)務(wù)高峰期函數(shù)計算會動態(tài)伸縮，無需管理。
4、內(nèi)置打通多款產(chǎn)品，簡單配置就可以無縫對接。
