Serverless - 云函数 初探

 2019 是 serverless 风行的一年，它以一种全新的架构方式，成为云计算时代的一股革命性力量。本文讲述的 scf 云函数，正是腾讯云对 serverless 架构的具体实现。

SCF是什么

1.定义

  先来看一下腾讯云上关于 SCF 和 Serverless 的官方定义：

腾讯云云函数（Serverless Cloud Function，SCF）是腾讯云为企业和开发者们提供的无服务器执行环境，帮助您在无需购买和管理服务器的情况下运行代码， 是实时文件处理和数据处理等场景下理想的计算平台。 您只需使用 SCF 平台支持的语言编写核心代码并设置代码运行的条件，即可在腾讯云基础设施上弹性、安全地运行代码。

无服务器（Serverless）不是表示没有服务器，而表示当您在使用 Serverless 时，您无需关心底层资源，也无需登录服务器和优化服务器，只需关注最核心的代码片段，即可跳过复杂的、繁琐的基本工作。核心的代码片段完全由事件或者请求触发，平台根据请求自动平行调整服务资源。Serverless 拥有近乎无限的扩容能力，空闲时，不运行任何资源。代码运行无状态，可以轻易实现快速迭代、极速部署。

  简言之，Serverless 是一套软件架构思想，在这套架构下，开发者可以无需考虑服务器资源，只专注在业务代码，而对于服务器的运维，完全由服务商负责。
  而云函数(SCF)，就是腾讯云对Serverless 的具体实现，它可以让我们做到快速部署和无运维(比如弹性扩缩容)。

2.SCF类型

  腾讯云提供了三种类型的云函数：事件，HTTP 和服务。 (1) event scf

配合触发器使用，如定时触发器、COS触发器、CMQ触发器、Kafka触发器、API网关触发器 使用Event数据结构编写函数 打通云间产品，提供数据流转及文件处理能力

  我们提交到腾讯云上的云函数，其实是死代码，只有当我们给这个函数绑定了触发器，并且由事件触发时，我们的函数才会被激活。一个事件类型云函数生命周期如下：   触发->启动一个实例->传参(event)->执行->返回结果->30min内不再调用则销毁 (2) http scf

提供原生Web开发体验，使用HTTP Request/Response数据结构编写函数，零学习成本 默认集成域名和SSL证书，方便业务调用和调试 快速搭建Web服务、支持Express、Koa等框架

  http scf 可以算是特殊的 event scf，一方面是触发方式为网关触发，另一方面函数传参变为http 报文。   网关触发->启动一个实例->传参(http报文)->执行->返回结果->30min内不再调用则销毁 注：目前该类型的云函数还未开发，只能找腾讯云开白名单。

(3) service scf

通用框架无缝迁移，核心业务直接迁移Serverless架构 默认集成域名和SSL证书，方便业务调用和调试 支持Websocket、微服务、BFF等丰富场景

  此类型的函数主要针对微服务，我没有这方面的经验，此次主要分享 event scf。

一个云函数的开发流程

1.开发者工具

  对于云函数的开发，腾讯云支持三种开发者工具：Web IDE, Vscode 插件以及 SCF cli。 使用教程可查询文档：cloud.tencent.com/document/pr…
  为了后续接入自动化构建工具，推荐使用 cli。

2.云函数调试

  目前腾讯云控制台是不支持对云函数断点调试的，所以只能在本地进行断点调试或者在代码中打入 console。

3.Node.js事件循环

  在云函数中运行 Node.js 代码时，同样支持异步事件。在入口函数中调用 callback 后，云函数后台会等待事件队列为空后才返回。当然，我们也可以通过关闭事件循环等待，来自行控制函数的返回时机。
  官方demo：cloud.tencent.com/document/pr…

开发一个web应用

demo地址：github.com/Best921/scf…

确定项目结构

  一个 web scf 项目，一般有两种结构：
  1.整个应用部署成一个 scf。
  2.以路由维度切分应用：每个 scf = 中间件+通用方法+自身逻辑
  如果应用不是十分复杂的化，我其实建议把整个应用部署成一个云函数。一方面是缩小我们切换应用到 idc 和 tke 的成本，另一方面是切分完的应用其实还是一个 web 应用，整个 scf 的体积可能并不会缩减很多。

初始化

scf init --runtime nodejs8.9 --name scf-koa-demo
复制代码

  index.js: 函数入口文件
  template.yaml: 函数配置文件，可用于修改函数的环境变量，命名空间和超时等配置信息。
  具体配置信息：cloud.tencent.com/document/pr…
  初始化一个 koa 应用：

// app.js
const Koa = require('koa');
const Router = require('koa-router');

const bodyParser = require('koa-bodyparser');

const app = new Koa();
const router = new Router();

app.use(bodyParser());

router.get('/', async (ctx) => {
  ctx.body = 'hello zack';
});

router.get('*', async (ctx) => {
  ctx.body = 'get 404';
});

router.post('*', async (ctx) => {
  ctx.body = 'post 404';
});

app.use(router.routes());

app.use(getEventAndContext);

module.exports = app;
复制代码

接入中间件

  由于我们的 web 应用被 scf 包裹，而 scf 拿到的参数是一个 event 结构的对象，我们需要配合中间件，用 event 构造 http 包，再扔给 web 应用。 常用的中间件有 severless plus,serverless-http等。

// index.js
'use strict';

const app = require('./app');
const serverlessplus = require('serverlessplus');

const proxy = serverlessplus.createProxy(app, { framework: 'koa' });

exports.main_handler = (event, context) => {
    return proxy.serveRequest(event, context);
}
复制代码

// app.js
const Koa = require('koa');
const Router = require('koa-router');

const { getEventAndContext } = require('serverlessplus/middleware');
const bodyParser = require('koa-bodyparser');
...
复制代码

部署 scf

scf deploy -f
复制代码

配置 api 网关

  新建网关服务->新建 api (路径)->绑定 scf ->发布
配置文档： cloud.tencent.com/document/pr…
  这里需要注意的是，scf 和网关服务各自都有版本的概念，如果要切换某个网关服务下的路径所绑定的 scf 版本，则需要重新配置该 api 路径，然后发布一个新的网关服务版本。

SCF项目的工作流

1.环境区分

(1)业务代码：环境变量注入   根据环境设置多份 template.yaml 配置文件，注入各自所需的环境变量：

  通过 process.env.xxx 读取：

(2)项目部署：命名空间   用命名空间在部署时区分正式环境和测试环境，根据环境设置多份 template.yaml 配置文件，在部署时读取对应的配置，将函数部署到相应的命名空间下。

2.版本管理

  如果需要做版本回滚的话，可以切换整个网关服务的版本，或修改对应 api 下绑定的 scf，重发一个网关服务版本。

SCF运维

1.日志排查

  在腾讯云控制台，可以查看部署的 scf 的执行日志：

  但是，由于 scf 是无状态的，我们其实无法单纯通过 requestId 来查找特定用户的请求。目前的解决方案可能只能通过业务代码打入用户信息，在一定的时间范围内找到对应请求。

2.函数监控和告警

  在控制台，可以查看部署的scf的监控信息：

也可以配置相应的告警策略：

压测

以下用 ab 对上文写的 koa demo 做压测：
1.执行：ab –n 100 –c 100
结果：Failed request:31

2.30min内执行：ab –n 100 –c 100
结果：Failed request:0

3.30min内执行：ab –n 200 –c 200
结果：Failed request:99

4.30min内执行：ab –n 200 –c 200
结果：Failed request:103

5.30min内执行：ab –n 300 –c 300
结果：Failed request:200

6.30min内执行：ab –n 400 –c 400
结果：Failed request:300

结论：
  默认最大并发数为 100。
  无实例保留时，请求失败率很高,而且请求处理时间更长(因为还有函数冷启动的时间: 1183ms-472ms=711ms)。
  到函数执行日志查看失败原因，发现是资源限制，目前腾讯云还未给出解释。

  腾讯云方面给出的冷启动解决方案：

• 找腾讯云设置最小保留实例
• 通过云函数的timer触发器写个预热脚本，每30min批量请求云函数，保证底层容器不被销毁
• 腾讯云底层有一套算法，能够根据用户以往的调用量，预测之后的可能并发量，提前创建好容器

SCF vs TKE

	SCF	TKE
同	无运维，自动扩缩容
付费方式	按调用次数付费	按时计费/按量计费
扩缩容周期	毫秒级	分钟级
生命周期	冷启动，使用完30min后销毁	服务起来后进程一直占用