Serverless 架构下的 AI 应用开发

作者：阿里云云原生

本篇内容连载自《Serverless 架构下的 AI 应用开发：入门、实战与性能优化》。

Serverless 架构与 CI/CD 工具的结合

CI/CD 是一种通过在应用开发阶段引入自动化流程以频繁向客户交付应用的方法。 如图所示，CI/CD 的核心概念是持续集成、持续交付和持续部署。

作为一个面向开发和运营团队的解决方案，CI/CD 主要针对集成新代码时所引发的问题。具体而言，CI/CD 可以让持续自动化和持续监控贯穿于应用的整个生命周期（从集成、测试阶段到交付和部署阶段）。这些关联的事务通常被统称为“CI/CD 管道”，由开发和运维团队以敏捷方式协同支持。

CI/CD 的概念与内容简图

在 Serverless 架构下，通常会有很多函数构成一个完整的功能或服务，这种比较细粒度的功能往往会给后期项目维护带来极大的不便，包括但不限于函数管理、项目的构建、发布层面等的不便。此时在 Serverless 架构中，CI/CD 就显得尤为重要。更加科学、安全的持续集成和部署过程不仅会让整体的业务流程更加规范，也会在一定程度上降低人为操作、手工集成部署所产生错误的概率，同时也会大规模减轻运维人员的工作负担。

如果想要通过 CI/CD 平台，科学且方便地进行 Serverless 应用的持续集成、交付和部署，通常情况下我们需要借助相应的开发者工具，例如 Serverless Framework、Serverless Devs 等。Serverless开发者工具配置到 CI/CD 平台的流程可以简化为下图。

Serverless开发者工具配置到 CI/CD 平台的流程

与 GitHub Action 的集成

在 GitHub Action 的 Yaml 文件中，增加 Serverless Devs 相关下载、配置以及命令执行相关内容。例如，在 GitHub 仓库中创建文件.github/workflows/publish.yml，文件内容如下：

name: Serverless Devs Project CI/CD

on: 
   push: 
      branches: [ master ]

jobs: 
    serverless-devs-cd: 
        runs-on: ubuntu-latest 
        steps:



          - uses: actions/checkout@v2 
          - uses: actions/setup-node@v2 
              with: 
                  node-version: 12 
                  registry-url: https://registry.npmjs.org/ 
          - run: npm install
          - run: npm install -g @serverless-devs/s
          - run: s config add --AccountID ${{secrets.AccountID}} --AccessKeyID
             ${{secrets.AccessKeyID}} --AccessKeySecret ${{secrets.AccessKeySecret}} -a default
          - run: s deploy

与 GitHub Action 集成主要包括以下几部分内容：

• 通过 NPM 安装最新版本的 Serverless Devs 开发者工具：

run: npm install -g @serverless-devs/s

• 通过 config 命令进行密钥等信息的配置：

run: s config add --AccountID ${{secrets.AccountID}} --AccessKeyID ${{secrets.
    AccessKeyID}} --AccessKeySecret ${{secrets.AccessKeySecret}} -a default

• 执行某些命令，例如通过 deploy 命令进行项目的部署，或者通过 build 等命令进行项目的构建：

run: s deploy

关于密钥的配置：密钥信息是通过${{secrets.*}}获取的，此时，需要将所需要的密钥和对应的 Key 配置到 GitHub Secrets 中，例如在上面的案例中，需要 AccountID、AccessKeyID、AccessKeySecret 三个密钥的 Key 就可以配置相关内容。找到 GitHub Secrets 页面，如图所示。

GitHub Secrets 页面

创建和配置密钥信息，如图所示。

创建和配置密钥信息页面

此处配置了 3 对密钥，如图所示。

GitHub 仓库配置密钥结果页面

与 Gitee Go 的集成

在开启 Gitee Go 的服务之后，在流水线的 Yaml 文件中，可以增加 Serverless Devs 的相关下载、配置以及命令执行相关内容。

例如，在 GitHub 仓库中创建文件.github/workflows/publish.yml，文件内容如下：

name: serverless-devs
displayName: 'Serverless Devs Project CI/CD'
triggers:                                     #流水线触发器配置
   push:
       - matchType: PRECISE
           branch: master
commitMessage: ''
stages:
    - stage:
            name: deploy-stage
            displayName: 'Deploy Stage'
            failFast: false

            steps:                            #构建步骤配置
               - step: npmbuild@1             #采用NPM编译环境
                 name: deploy-step
                 displayName: 'Deploy Step'
                 inputs:                      #构建输入参数设定
                     nodeVersion: 14.15       #指定 node 环境版本为 14.15
                     goals: |                 #安装依赖，配置相关主题、部署参数并发布部署
                     node -v
                     npm -v
                     npm install -g @serverless-devs/s
                     s co nfig add --AccountID $ACCOUNTID --AccessKeyID $ACCESSKEYID --AccessKeySecret $ACCESSKEYSECRET -a default
                     s deploy

与 GitHub Action 集成的流程类似，与 Gitee Go 集成主要包括以下几部分内容。

• 通过 NPM 安装最新版本的 Serverless Devs 开发者工具：

npm install -g @serverless-devs/s

• 通过 config 命令进行密钥等信息的配置：

s config add --AccountID $ACCOUNTID --AccessKeyID $ACCESSKEYID --AccessKeySecret 
    $ACCESSKEYSECRET -a default

• 执行某些命令，例如通过 deploy 命令进行项目的部署，或者通过 build 等命令进行项目的构建：

s deploy

关于密钥的配置：密钥信息是通过$*获取的，此时将所需的密钥和对应的 Key 配置到 Gitee 的环境变量管理中，例如在上面的案例中，需要 AccountID、AccessKeyID、AccessKeySecret 三个密钥的 Key 就可以配置相关内容。

找到 Gitee 的环境变量管理页面，如图所示。

Gitee 的环境变量管理页面

创建和配置密钥信息，如图所示。

创建和配置密钥信息页面

此处配置了 3 对密钥，如图所示。

Gitee 仓库完成密钥配置页面

与 Jenkins 的集成

在将 Serverless Devs 集成到 Jenkins 之前，需要先基于 Jenkins 官网安装并运行 Jenkins。本地启动 Jenkins，通过浏览器进入并配置完成基础设置，之后新增凭据设置，如下图所示。

浏览器链接：

http://localhost:8080

Jenkins 凭据设置页面

可以根据需要，增加密钥信息。以阿里云为例，新增 3 个全局凭据：

• jenkins-alicloud-account-id : 阿里云 accountId
• jenkins-alicloud-access-key-id : 阿里云 accessKeyId
• jenkins-alicloud-access-key-secret : 阿里云 accessKeySecret 

此时，可以对自身的 Serverless Devs 项目进行完善。创建文件 Jenkinsfile：

pipeline { 
    agent { 
        docker { 
            image 'maven:3.3-jdk-8' 
        } 

     }

     environment { 
         ALICLOUD_ACCESS = 'default' 
         ALICLOUD_ACCOUNT_ID = credentials('jenkins-alicloud-account-id') 
         ALICLOUD_ACCESS_KEY_ID = credentials('jenkins-alicloud-access-key-id') 
         ALICLOUD_ACCESS_KEY_SECRET = credentials('jenkins-alicloud-access-key-secret') 
     } 

     stages { 
         stage('Setup') { 
             steps { 
                 sh 'scripts/setup.sh' 
             } 
        } 
    }
}

与 Jenkins 集成主要内容包括以下两部分：

• environment 部分：主要是根据上面步骤配置的密钥信息，进行密钥的处理。
• stages 部分：包括 sh 'scripts/setup.sh'部分，即运行 scripts/setup.sh 文件，进行相关内容的准备和配置。

准备 scripts/setup.sh 文件，只需要在项目下创建该文件即可。

#!/usr/bin/env bash
echo $(pwd)
curl -o- -L http://cli.so/install.sh | bash
source ~/.bashrc
echo $ALICLOUD_ACCOUNT_ID
s config add --AccountID $ALICLOUD_ACCOUNT_ID --AccessKeyID $ALICLOUD_ACCESS_KEY_
     ID --AccessKeySecret $ALICLOUD_ACCESS_KEY_SECRET -a $ALICLOUD_ACCESS
(cd code && mvn package && echo $(pwd))
s deploy -y --use-local --access $ALICLOUD_ACCESS

在该文件中，主要包括以下几个部分：

• 安装最新版本的 Serverless Devs 开发者工具：

curl -o- -L http://cli.so/install.sh | bash

• 通过 config 命令进行密钥等信息的配置：

s config add --AccountID $ALICLOUD_ACCOUNT_ID --AccessKeyID $ALICLOUD_ACCESS_
    KEY_ID --AccessKeySecret $ALICLOUD_ACCESS_KEY_SECRET -a $ALICLOUD_ACCESS

• 执行某些命令，例如通过 deploy 命令进行项目的部署，或者通过 build 等命令进行项目构建：

s deploy -y --use-local --access $ALICLOUD_ACCESS

完成密钥配置之后，可以创建一个 Jenkins 流水线。该流水线的源是目标 GitHub地址。接下来，就可以开始运行 Jenkins 流水线，运行结束后可得到相关的结果。

与云效的集成

在云效中，可以直接选择 Serverless Devs 开发者工具，并在自定义命令中输入以下内容：

# input your command here
npm install -g @serverless-devs/s
s config add --AccountID ${ACCOUNTID} --AccessKeyID ${ACCESSKEYID} --AccessKeySecret 
    ${ACCESSKEYSECRET} -a default
s deploy

与 GitHub Action、Gitee Go 以及 Jenkins 的配置类似，与云效集成同样主要包括 3 部分。

• 安装最新版本的 Serverless Devs 开发者工具：

npm install -g @serverless-devs/s

• 通过 config 命令进行密钥等信息的配置：

s config add --AccountID ${ACCOUNTID} --AccessKeyID
    ${ACCESSKEYID} --AccessKeySecret

• 执行某些命令，例如通过 deploy 命令进行项目的部署，或者通过 build 等命令进行项目的构建：

s deploy -y

效果如图所示。

云效命令配置页面

由于在命令中引用了 3 个重要的环境变量：ACCOUNTID、 ACCESSKEYID、 ACCESSKEYSECRET，因此还需要在环境变量中增加图所示的类似内容。

环境变量配置页面

CI/CD 平台集成

总结通过上面几个案例不难发现，在做自动化发布时，最核心的 3 个流程如下。

• 下载工具：命令为 npm install -g @Serverless-devs/s。
• 配置密钥：命令为s config add --AccountID $ACCOUNTID --AccessKeyID $ACCESSKEYID --AccessKeySecret $ACCESSKEYSECRET -a default。
• 项目部署：命令为s deploy。 

虽然只是以 GitHub Action、Gitee Go、Jenkins、云效几个工具作为案例，实际上无论哪个工具与 CI/CD 平台集成，上述 3 个核心流程都不会发生本质变化。另外，上面所列举的流程更多是在做自动化发布，在发布之前有时还需要进行一些测试和重新构建，以便根据具体的实际需要进行适当的完善。

综上所述，如果想非常简单、快速、科学地完成 Serverless 应用的 CI/CD 建设，一个完善的开发者工具是必不可少的。

Serverless Devs 是一款多云开发者工具。我们可以通过该工具非常简单、快速、方便地部署 AWS、阿里云、腾讯云等多个云厂商的函数计算等相关服务。同时，Serverless Devs 也是一个开源项目，便于用户随时随地贡献组件、应用。

Serverless 应用的可观测性

Serverless 应用的可观测性被很多用户所关注。可观测性是通过外部表现判断系统内部状态的方式。在应用开发中，可观测性有助于判断系统内部的健康状况，在系统出现问题时，帮助定位问题、排查问题、分析问题；在系统平稳运行时，帮助评估风险，预测可能出现的问题。

在 Serverless 应用开发中，如果函数的并发度持续升高，很可能是业务推广团队业务规模迅速扩张。为了避免达到并发度限制而触发流控，开发者就需要提前提高并发度。

以阿里云函数计算为例，阿里云函数计算在可观测性层面提供了多种维度，包括 Logging、Metrics 以及 Tracing 等。如图所示：

函数计算可观测性整体图表

在控制台监控中心，我们可以查看整体的 Metrics、服务级 Metrics 以及每个函数的 Metrics，还可以看到当前函数计算的请求记录。

函数计算的请求记录

根据不同的请求记录，我们还可以查看函数计算的详细信息。

函数计算的请求详情

除了在控制台的监控中心查看函数的日志等信息，我们还可以在函数详情页面看到函数计算的详细日志信息，

函数计算的日志信息

还可以看到 Tracing 相关信息，如下图所示。

函数计算的 Tracing 相关信息

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本书是关于 Serverless 架构下机器学习实战的技术书，我们希望通过简单明了的语言、真实的案例，以及开放的源代码，为读者介绍 Serverless 架构与机器学习相关的基础知识，帮助读者在 Serverless 架构下开发、上线机器学习项目。