Serverless学习

前言

Serverless是近些年来流行起来的架构理念，进入市场化应该是2014年亚马逊发布FaaS Lambda。
一个热词的产生，必然会有一些商家抢注商标的现象，所以，我们目前搜索Serverless,搜索结果第一页会看到名为Serverless的产品。
我们日常说的Serverless，一般是指架构理念，或基于架构理念产生的产品全类，而非指某个具体的产品。

Serverless是对运维体系的极端抽象，这里有一个名次“抽象”、两个定语“运维体系的”、“极端”。

Serverless是一个抽象，就说明Serverless不是指具体的某个产品。
"运维体系的"，说明了Serverless的职能边界，是对运维体系流程的优化，当然，也对开发流程产生了一些副作用，但，主要的职能在运维方向。
"极端抽象"，是表明基于Serverless理念输出的产品，将运维体系的复杂度内化，只预留简单的接口供外部调用。

带来的结果就是，可以让零运维经验的人，几分钟就部署一个Web应用上线，稍后我会在==示例==中演示一下。

运维发展史

ops-history
先看一下整个发展流程，经历了手动运维、自动运维、DevOps开发运维、智能运维几个阶段。
按社会的精细化分工来说：

手动运维阶段，开发者交付代码，运维团队需要进行服务器协调、运行环境部署、上线、版本控制、日志监控、扩缩容设计、容错容灾高可用设计...等等工作。
- 如果线上产品出现问题，需要开发者和运维团队共同查找问题。
自动运维阶段，通过编排脚本命令将一些简单的工作进行打包处理，一定程度上减少重复性的手工操作。
随着微服务、容器技术的发展，来到了DevOps阶段，DevOps=Development + Operations，开发者开始承担一部分的运维职责，甚至有些公司出现了跨职能团队：运维、开发团队融合，打破手动运维阶段开发、运维两座孤岛的现象。这个阶段，就Docker工具而言，开发者交付镜像，运维团队不必在操心代码的运行环境问题。
智能运维阶段，Serverless只是其中的一个发展节点。
- 各大服务厂商将基础设施云化，对外提供接口，实现基础设施即代码，让开发者可以通过应用程序代码访问、配置基础设施(BaaS：抽象粒度大多在机器级别)。
- 计算机算力的提升，如函数计算[阿里云]、云函数[腾讯云]将计算服务的抽象粒度提高到了函数级别，实现实时的弹性伸缩容机制，按毫秒级计量、按需计费(FaaS)。

产生背景

从整个发展史可以看出，技术的发展起到了重要的推动作用。
历史运维体系的痛点：企业中长尾应用的运营成本问题。
- 什么是中长尾应用？就是每天大部分时间没有流量或者有很少流量的应用
- 为了保证这些应用的正常运行，至少要安排一台服务器跑这些应用。
- 而Serverless借助计算机算力，可以实现实时的弹性扩缩容机制。
减少研发人员的关注点，研发人员无需管理、维护底层的基础设施，无需规划预估容器所需要的计算资源，降低整合和决策的代价，只需要专注应用程序代码的编写，提高研发效能。

下个定义

狭义Serverless = FaaS架构
狭义的Severless是指基于函数计算将Serverless体系产品整合在一起，构建成一个Serverless应用。
狭义Serverless = FaaS架构 = Trigger + FaaS + BaaS = FaaS + Baas

广义Serverless是指具备Serverless特性的云服务。

Serverless可以分为Server和less，其中less不是指无服务器端，或者少服务器端，而是指无感知，也对应了“Serverless是对运维体系的极端抽象”这句话。

发展现状

目前大多数互联网公司都还在DevOps时代。
部分一线大厂有自己的Serverless解决方案并对外开放。如阿里云的函数计算、腾讯云的云函数。
目前Serverless架构实现并没有统一的规范，实现和提供服务的厂商强关联，如果在不同厂商之间迁移，会有很大的工作量和困难。

函数计算

以阿里云平台的函数计算来介绍一下FaaS函数即服务。
panel
我们先熟悉一下平台设计。

可以通过支付宝扫码授权登陆。
直接用“产品”菜单下的搜索功能搜索“函数计算”。
点击“控制台”直接进入。
顶部
- 可以切换代码部署的地域
- 如果在“服务/函数”下找不到自己已有的代码，检查一下地域是否选择正确。
“概览”页面
- 可以直观的看到使用量、监控的概览，还有一些快捷入口。
- 免费执行次数和免费资源使用量，在测试阶段可以有效的防止用超过，也很难用超过。
- 监控的可视化图形
- 新建函数的快捷入口
“服务及函数”
- 可以创建新服务、新函数，查看已有服务和函数。
- 点击服务列表中的某项，可以在右侧查看、编辑包含的函数列表、服务相关的配置信息。
- 点击函数列表中的某项，可以进入函数详情，查看、配置函数的信息。
自定义域名
- 通过自定义域名访问FC函数，需要配合HTTP触发器使用
- ==HTTP触发器==后续讲函数类型的时候会提到。

FaaS

下面我们具体看一下函数计算。
首先，我们创建一个服务、一个函数。
创建好一个服务以后，默认打开“服务配置”Tab，从该Tab页，我们可以查看服务当前的配置并进行修改。

切换到“函数列表”Tab页，点击新增函数按钮，这时会发现，函数有两类：

事件函数
HTTP函数

这里HTTP函数，就是上边所说，有HTTP触发器的函数，可以通过网络请求触发FC函数的执行；

因为上边我们提到了HTTP触发器，那就先创建一个HTTP函数。
创建成功后，默认进入函数的“触发器”Tab页，可以看到“事件类型”是http，请求方法是GET、POST，不需要授权访问。
为了更清晰的看到触发器的配置项，我们重新创建一个触发器。
然后，切换到“代码执行”Tab页，我们可以看到示例代码。

HTTP函数示例代码：

结构：exports.handler = (req, resp, context) => {}
- 函数调用时，执行定义的handler逻辑，参数是req、resp、context；
- 这些参数后续==调试阶段==我们可以看一下
打印标准版的输出hello world
组装请求数据字段
将body数据提取并输出组装的数据

我们执行一下看看会发生什么？

打印返回的结果
打印函数执行日志
打印RequestID
- 这是唯一存在的ID，每次执行都会改变。
- 可以通过该ID查询日志。

在“执行”按钮处，可以配置一些参数，改变一下配置看看输出的结果。

POST请求
路径
Params改变URL上的过滤参数
Body改变POST的请求输出，GET请求下不会出现该Tab页

而且，在修改的过程中，会发现上方的URL会发生变化。
我们可以通过Postman去请求该地址，调用FC函数，可以通过“日志查询”查看调用结果。

最后，我们看一下exports导出的函数，默认函数名为handler，这个名字能修改么？
答案是肯定的。

切换到“概览”Tab页，“修改配置”，修改“函数入口”
切换回“代码执行”，执行看一下结果，报错
将exports.[fnName]修改成配置项，“保存”，再执行，成功。

看完了HTTP函数，我们返回去看一下事件函数。
返回到服务列表页面。
“新增函数” ——> “事件函数” ——> “配置部署”
配置页面：

运行环境
弹性实例
- 弹性实例有免费额度
- 性能实例没有免费额度
- 性能实例扩容速度慢，弹性伸缩能力不及弹性实例：对比文档
函数入口
- 和“HTTP函数”一样，可以修改约定的导出函数名

点击“完成”创建函数。

“HTTP函数”跳转到“触发器”Tab，而“事件函数”直接跳转到“代码执行”Tab。
切换到“触发器”，我们可以看到，没有任何数据。

我们看一下“事件函数”的实例代码：

结构：exports.handler = (event, context, callback) => {}
- 函数调用时，执行定义的handler逻辑，参数是event, context, callback；
- 这些参数我们依旧在后续==调试阶段==看一下
依旧打印标准版的输出hello world
通过callback返回数据
- callback(err, data)
  - 第一个参数是错误信息
  - 第二个参数是数据，只有在第一个参数为null时，才返回数据

代码的“执行”按钮在上边，尝试修改代码，也能看到是自动保存。

执行一下程序看看会发生什么？

打印返回的结果
打印函数执行日志
打印RequestID
- 这是唯一存在的ID，每次执行都会改变。
- 可以通过该ID查询日志。

我们从两个示例函数中，都可以看到注释的exports.initializer函数。
这个函数是做什么的呢？
通过函数名，可以知道，这是实例的初始化函数，保证同一实例成功且仅成功执行一次。
值得注意的是：这个函数没有返回值。
将“事件函数”中的注释去掉，“保存并执行”，看看有什么不同。
发现执行结果和原来没什么不同，初始化函数中的console.log('initializing')并没有打印出来。

要怎么做呢？
要初始化函数执行，需要特殊的配置。
切换到“概览”Tab，“修改配置” ——> “是否配置函数初始化入口”，定义为刚刚解注的函数名，“确认”后跳转至“代码执行”。
“执行”代码，查看执行结果：报错——> 无效的函数名。
重新“修改配置”，初始化入口定义为index.initialzer即可。

FC Initialize Start RequestId: e8acfe4c-9670-4255-86f1-2659291031c1
load code for handler:index.initializer
2020-12-24T09:13:36.846Z e8acfe4c-9670-4255-86f1-2659291031c1 [verbose] initializing
FC Initialize End RequestId: e8acfe4c-9670-4255-86f1-2659291031c1

会看到函数执行日志中，多出来几条日志。
连续多次点击“执行”，也仅仅在第一次执行的时候，会多这几条日志，表明“初始化函数”仅仅执行一次。
修改“初始化函数”中的callback(null, 123)发现执行日志中并没有输出，表明“初始化函数”没有输出。

有没有疑惑：

var ret = '';
function handlerRet() {
    console.log('-------');
    ret = 'return success';
}
handlerRet();
exports.handler = (event, context, callback) => {
  console.log(ret);
  callback(null, 'hello world');
}

上边这个代码的执行结果是怎样的？
和“初始化函数”有什么不同？

执行时机不同
- “初始化函数”在函数实例初始化之前执行；
- 上述看似“全局”的代码是在实例化之后执行的；
执行次数
- 上述代码和“初始化函数”一样，都仅执行一次；

我们可以看到，上述三种类型的函数（HTTP函数、事件函数、初始化函数）与普通定义的函数最大的区别在于，FC的函数预置了Context参数，这是和Runtime运行平台/上下文相关的参数。

我们可以通过URL请求去调用“HTTP函数”，那如何去调用“事件函数”呢？

创建触发器
- 我们切换到“触发器”面板，“创建触发器”，以一个最简单的“定时触发器”为例。
  - 最小1分钟时间间隔
  - 默认“启动触发器”
  - 通过“日志查询”面板，“每分钟自动刷新”，可以查看执行日志（会有延迟）。
- 修改触发器的“触发消息”：JSON数据，修改“代码执行”，在入口函数中打印event：console.log(JSON.parse(event))查看输出结果。
  - 可以看到，我们可以通过“触发消息”传递参数。
- 关闭“触发器”的状态

SDK调用

本地编写代码程序

'use strict';
var FCClient = require('@alicloud/fc2');
var client = new FCClient(
  '<account id>',
  {
    accessKeyID: '<access key>',
    accessKeySecret: '<access key secret>',
    region: 'cn-beijing',
    timeout: 10000 // milliseconds, default is 10s
  }
);
async function test () {
  try {
      var ret = await client.invokeFunction('case-1.LATEST', 'case-event', 'event')
      console.log('invoke function: %j', ret);
  } catch (err) {
      console.error(err);
    }
}
test().then();

node invoke/index.js
- 可以看到本地终端有日志打印出来，正是代码中的console.log('invoke function: %j', ret);执行的结果
控制台切换到“日志查询”，查看执行日志，确定FC的函数被触发。

上述编写的函数除了“HTTP函数”并没有引入外部依赖，如何引入第三方依赖呢？
其实，“HTTP函数”引入的依赖是阿里云平台的Node.js环境内置好的第三方包，如果我们需要使用没有内置的依赖包，需要在本地开发环境去安装、编写代码逻辑。

所以，我们接下来说一下本地开发环境的配置：

安装Docker; //编译代码、安装依赖以及在本地运行调试等操作都是在Docker镜像中进行；
Visual Studio Code中查找aliyun serverless插件并安装；
- 安装过程中需要输入account id、access key、access key secret。
- 可以通过阿里云官网账号一栏找到这些信息。
- 我们会看到Visual Studio Code右侧面板多出了两个FC的Logo选项。

插件界面

可以通过界面查看到远程控制台创建的服务及函数。
将远程服务及函数下载到本地

下载服务
本地服务

从A区域，我们可以看到下载到本地对应的服务、函数及触发器列表，点击列表中的某项，会跳转到template.yml文件对应的配置
B区域，是对列表项的操作
- 服务：添加函数操作
- 函数：查看源码、调试、执行操作
- 触发器：无

接下来，我们通过代码调试先看一下编写代码时，遗留的函数参数结构的问题，然后再说依赖问题：
查看case-event函数的源码，在行号上添加断点，点击“调试”操作
debugger
即可查看对应的参数结构。

引入第三方NPM包

通过Visual Studio Code“资源管理器”查看一下case-event函数所在的路径
“终端”切换到函数对应目录cd case-1/case-event
npm init -y初始化环境
npm i -S xss做示例
修改代码

'use strict';
var xss = require('xss');
/*
To enable the initializer feature (https://help.aliyun.com/document_detail/156876.html)
please implement the initializer function as below：
*/
exports.initializer = (context, callback) => {
  console.log('initializing');
  callback(null, '123');
};
exports.handler = (event, context, callback) => {
  console.log('hello world');
  var html = xss('<script>alert</script>')
  callback(null, html);
}

执行函数，查看输出结果：依赖正常执行。

FC Initialize Start RequestId: e2c60d38-bed8-4a92-a48f-56b7c7949d9a
load code for handler:index.initializer
2020-12-25T03:21:47.571Z e2c60d38-bed8-4a92-a48f-56b7c7949d9a [verbose] initializing
FC Initialize End RequestId: e2c60d38-bed8-4a92-a48f-56b7c7949d9a
123FC Invoke Start RequestId: e2c60d38-bed8-4a92-a48f-56b7c7949d9a
load code for handler:index.handler
2020-12-25T03:21:47.651Z e2c60d38-bed8-4a92-a48f-56b7c7949d9a [verbose] hello world
FC Invoke End RequestId: e2c60d38-bed8-4a92-a48f-56b7c7949d9a
&lt;script&gt;alert&lt;/script&gt;

然后，我们将服务整体上传或在函数上右键单独上传，替换控制台的代码
- 会将依赖node_modules一起上传
- FC函数所需要的依赖必须一同打包上传，否则，会报资源查找不到。

代码上传

介绍完阿里云平台的函数计算，结合Serverless的定义思考一下，Serverless=FaaS架构，Serverless具有实时弹性扩缩容的优势，函数计算怎么实现这个优势的呢？

这和FC函数的进程模型有关：

服务托管细粒化到了语言单位，即函数调用
事件驱动的计算模型
用完即毁型设计：函数实例准备好后，执行完函数就直接结束。
- 无状态，不存储任何状态
- 正因为没有任何状态，因此在并发量高的时候，我们可以对无状态节点横向扩容，而没有流量时我们可以缩容到 0

刚刚说到FaaS或FC的函数是无状态的，那我们需要状态共享的时候，应该怎么做？

借助于BaaS: 后端即服务。
BaaS包含后端服务、云厂商提供的云服务：云数据库、对象存储、消息队列等。

Serverless可以理解为运行在FaaS中的，调用BaaS的函数。

“自定义域名”中，我们可以将编写的函数与备案好的域名绑定在一起，这样，可以通过自定义的域名访问我们的“HTTP函数”。

应用示例

`Nuxt.js`应用的迁移

迁移应用需要使用Funcraft命令行工具npm i -g @alicloud/fun全局安装；
fun --version查看版本信息验证是否安装成功；
这里我下载了一个已有的项目，进入项目目录下，确保node版本在12.*以上，npm i安装开发依赖；
npm run dev保证我们的项目本地正常运行；
npm run build编译项目；
npm run start保证编译后的项目能够正常启动；

uri错误
因为我下载的这个项目配置的线上访问地址无法访问，所以，添加这步验证一下。

//定位migc-open-act-master/nuxt.config.js文件
switch (process.env.NODE_ENV) {
  case 'build': // 编译
    envBase = '/gcact/migc-open-act/'
    envHost = '0.0.0.0'
    envStaticUrl = '/gcact/migc-open-act'
    break
  case 'start': // 启动
    envBase = ''
    envHost = '0.0.0.0'
    envStaticUrl = '/gcact/migc-open-act'
    break
  case 'buildMice': // 编译
  
  
  
// 修改migc-open-act-master/nuxt.config.js文件
switch (process.env.NODE_ENV) {
  case 'build': // 编译
    envBase = './'
    envHost = '0.0.0.0'
    envStaticUrl = './'
    break
  case 'start': // 启动
    envBase = ''
    envHost = '0.0.0.0'
    envStaticUrl = './'
    break
  case 'buildMice': // 编译

重新执行5、6两步——现在成功访问；

fun deploy -y部署项目至函数计算；

current folder is not a fun project.
Generating /Users/*****/Desktop/case/migc-open-act-master/bootstrap...
Generating template.yml...
Generate Fun project successfully!

自动生成template.yml文件

ROSTemplateFormatVersion: '2015-09-01'
Transform: 'Aliyun::Serverless-2018-04-03'
Resources:
  migc-open-act-master: # service name
    Type: 'Aliyun::Serverless::Service'
    Properties:
      Description: This is FC service
    migc-open-act-master: # function name
      Type: 'Aliyun::Serverless::Function'
      Properties:
        Handler: index.handler
        Runtime: custom
        CodeUri: oss://fun-gen-cn-beijing-*****/9c517abf18826f644880440a12eebef7
        MemorySize: 1024
        InstanceConcurrency: 5
        Timeout: 120

      Events:
        httpTrigger:
          Type: HTTP
          Properties:
            AuthType: ANONYMOUS
            Methods: ['GET', 'POST', 'PUT']
  Domain:
    Type: Aliyun::Serverless::CustomDomain
    Properties:
      DomainName: Auto
      Protocol: HTTP
      RouteConfig:
        Routes:
          "/*":
            ServiceName: migc-open-act-master
            FunctionName: migc-open-act-master

自动生成bootstrap文件

#!/usr/bin/env bash
export PORT=9000
npx nuxt start --hostname 0.0.0.0 --port $PORT

自动生成一个可访问的临时域名

Detect 'DomainName:Auto' of custom domain 'Domain'
Request a new temporary domain ...
The assigned temporary domain is http://38880398-*****.test.functioncompute.com，expired at 2021-01-04 15:13:18, limited by 1000 per day.
Waiting for custom domain Domain to be deployed...

这两个文件是做什么的呢？
带着疑问，我们看Custom Runtime

`Custom Runtime`

刚刚我们迁移了Nuxt.js应用，如果想迁移其它应用呢？
迁移应用之前，必须要了解一个前提：要在平台支持的开发环境基础上迁移项目。

Custom Runtime就是在平台的基础上，自定义运行环境。
Custom Runtime的本质是HTTP Server。

那如何创建Custom Runtime？

搭建一个监听9000固定端口的HTTP Server

// 部署静态页面为例
var Koa = require('koa');
var path = require('path');
var htmlRender = require('koa-html-render');

var app = new Koa();
var port = 9000;
app.use(htmlRender());

app.use(async (ctx) => {
  await ctx.html(path.resolve(__dirname, ctx.path));
})
app.listen(process.env.PORT || port, () => {
  console.log(`----koa is running on ${process.env.PORT || port}=====`)
})

将启动Server的命令保存在一个名为bootstrap的文件

// 创建bootstrap文件
#!/usr/bin/env bash
export PORT=9000
node app.js

fun deploy -y将项目部署到函数计算上
可以通过临时链接访问该静态项目

由此，我们可以看到bootstrap文件是HTTP Server的启动文件。
template.yml对应我们服务列表、函数列表的配置项。

`Koa`应用的迁移

上述例子，是静态页面的迁移，也可以看作是Koa应用的迁移。

连接`MongoDB`示例

这里，开通了阿里云MongoDB的服务，代码示例链接数据库，将testColl文档数据导出。
这个示例需要注意依赖版本require('mongodb')，mongodb的版本需要是2.2.*。

var uuid = require('node-uuid');
var sprintf = require("sprintf-js").sprintf;
var mongoClient = require('mongodb').MongoClient;
var host = "dds-*******-pub.mongodb.rds.aliyuncs.com";
var port = 3717;
var username = "user***";
var password = "***";
var demoDb = "sls";
var demoColl = "testColl";
// 官方建议使用的方案
var url = sprintf("mongodb://%s:%d/%s", host, port, demoDb);
console.info("url:", url);
var conn;
exports.initializer = async function (context, callback) {
    // 获取mongoClient
    await mongoClient.connect(url, function(err, db) {
        if(err) {
            console.error("connect err:", err);
            return 1;
        }
        // 授权. 这里的username基于admin数据库授权
        var adminDb = db.admin();
        adminDb.authenticate(username, password, function(err, result) {
            if(err) {
                console.error("authenticate err:", err);
                return 1;
            }
            conn = db;
            // 取得Collecton句柄
            conn.db(demoDb)
            callback(null, '')
        });
    });
}
exports.handler = function (event, context, callback) {
    var collection = conn.collection(demoColl);
    collection.find({}).toArray(function(err, docs) {
        console.log("Found the following records");
        console.log(docs)
        callback(null, docs);
    });
}

总结

应用场景

长尾应用
大规模批处理任务
- 弹性伸缩
基于事件驱动架构的应用
- 事件驱动
运维自动化
- 触发器

局限

用户对底层计算资源没有可控性
由于目前技术的成熟度，Serverless领域尚没有形成行业标准，意味着用户将一个平台上的Serverless应用移植到另一个平台时付出的成本较高

前端学习`Serverless`的出发点

打破潜意识技术边界
- 调优行业内的开发岗位分层结构
- Serverless补足了前端工程师的现有能力，前端与Serverless结合，是对前端的诉求从页面开发向开发交付整个应用转变
享受云服务红利
- 零运维
- Node.js + Serverless，向全栈进发
云开发者的切入点
- 熟悉云开发模式与思想

Serverless学习

前言

运维发展史

产生背景

下个定义

发展现状

函数计算

FaaS

应用示例

`Nuxt.js`应用的迁移

`Custom Runtime`

`Koa`应用的迁移

连接`MongoDB`示例

总结

应用场景

局限

前端学习`Serverless`的出发点

米花儿团儿

引用和评论

Nextjs之app router应用

CSS团队协作规范

100个React最佳实践小技巧

前端开发工具

开发插件集合

Javascript(turfjs)等值线图绘制

JS校验身份证号

Serverless学习

前言

运维发展史

产生背景

下个定义

发展现状

函数计算

FaaS

应用示例

Nuxt.js应用的迁移

Custom Runtime

Koa应用的迁移

连接MongoDB示例

总结

应用场景

局限

前端学习Serverless的出发点

米花儿团儿

引用和评论

Nextjs之app router应用

CSS团队协作规范

100个React最佳实践小技巧

前端开发工具

开发插件集合

Javascript(turfjs)等值线图绘制

JS校验身份证号

`Nuxt.js`应用的迁移

`Custom Runtime`

`Koa`应用的迁移

连接`MongoDB`示例

前端学习`Serverless`的出发点