如何將Web框架遷移到Serverless
本篇文章給大家分享的是有關(guān)如何將 Web 框架遷移到 Serverless，小編覺得挺實(shí)用的，因此分享給大家學(xué)習(xí)，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲，話不多說，跟著小編一起來看看吧。
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Serverless 通常翻譯為「無服務(wù)架構(gòu)」，是一種軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)思想和方法，并不是一個(gè)開發(fā)框架或者工具。他的出現(xiàn)是為了讓開發(fā)者更加關(guān)注業(yè)務(wù)的開發(fā)，而將繁雜的運(yùn)維和部署交給云廠商。Serverless 由 Faas 和 Baas 組成，F(xiàn)aas 為開發(fā)者提供業(yè)務(wù)運(yùn)算環(huán)境，然后與 Baas 提供的數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)服務(wù)，進(jìn)行交互，從而提供與傳統(tǒng)服務(wù)一致的體驗(yàn)。但是由于 Faas 是無狀態(tài)的，并且其運(yùn)行環(huán)境是有讀寫限制的，最重要的是它是基于事件觸發(fā)的。因此如果傳統(tǒng) Web 服務(wù)想遷移到 Serverless 上，是需要進(jìn)行相關(guān)改造和特殊處理的，為此遷移成本是必不可少的。下面將具體幫助大家剖析下，如何 Serverless 化傳統(tǒng)的 Web 服務(wù)。
傳統(tǒng) Web 服務(wù)特點(diǎn)
Web 服務(wù)定義：
Web 服務(wù)是一種
面向服務(wù)的架構(gòu)(SOA) 的技術(shù)，通過標(biāo)準(zhǔn)的 Web 協(xié)議提供服務(wù)，目的是保證不同平臺(tái)的應(yīng)用服務(wù)可以互操作。
日常生活中，接觸最多的就是基于 HTTP 協(xié)議的服務(wù)，客戶端發(fā)起請(qǐng)求，服務(wù)端接受請(qǐng)求，進(jìn)行計(jì)算處理，然后返回響應(yīng)，簡(jiǎn)單示意圖如下：
傳統(tǒng) Web 服務(wù)部署流程：通常需要將項(xiàng)目代碼部署到服務(wù)器上，啟動(dòng)服務(wù)進(jìn)程，監(jiān)聽服務(wù)器的相關(guān)端口，然后等待客戶端請(qǐng)求，從而響應(yīng)返回處理結(jié)果。而這個(gè)服務(wù)進(jìn)程是常駐的，就算沒有客戶端請(qǐng)求，也會(huì)占用相應(yīng)服務(wù)器資源。
一般我們的服務(wù)是由高流量和低流量場(chǎng)景交替組成的，但是為了考慮高流量場(chǎng)景，我們需要提供較高的服務(wù)器配置和多臺(tái)服務(wù)進(jìn)行負(fù)載均衡。這就導(dǎo)致服務(wù)處在低流量場(chǎng)景時(shí)，會(huì)多出很多額外的閑置資源，但是購買的資源卻需要按照高流量場(chǎng)景進(jìn)行付費(fèi)，這是非常不劃算的。
如果我們的服務(wù)能在高流量場(chǎng)景自動(dòng)擴(kuò)容，低流量場(chǎng)景自動(dòng)縮容，并且只在進(jìn)行計(jì)算處理響應(yīng)時(shí)，才進(jìn)行收費(fèi)，而空閑時(shí)間不占用任何資源，就不需要收費(fèi)呢？
答案就是 Serverless。
Serverless 適用場(chǎng)景
上面已經(jīng)提到了 Serverless 的兩個(gè)核心特點(diǎn)：按需使用和收費(fèi) 和 自動(dòng)擴(kuò)縮容。而且近幾年 Serverless 的應(yīng)用也越來越廣泛，但是它并不是銀彈，任何技術(shù)都是有它的適合場(chǎng)景和不適合場(chǎng)景。我們不能因?yàn)橐豁?xiàng)技術(shù)的火熱，而盲目的追捧。Serverless 是有它的局限性的，一般 Serverless 適合如下幾種場(chǎng)景：
異步的并發(fā)，組件可獨(dú)立部署和擴(kuò)展
應(yīng)對(duì)突發(fā)或服務(wù)使用量不可預(yù)測(cè)
無狀態(tài)，計(jì)算耗時(shí)較短服務(wù)
請(qǐng)求延時(shí)不敏感服務(wù)
需要快速開發(fā)迭代的業(yè)務(wù)
如果你的服務(wù)不滿足以上條件，筆者是不推薦遷移到 Serverless。
Web 框架如何遷移到 Serverless
如果你的服務(wù)是以上提到的任何話一個(gè)場(chǎng)景，那么就可以嘗試遷移到 Serverless 上。
常見的 Serverless HTTP 服務(wù)結(jié)構(gòu)圖如下：
那么我們?nèi)绾螌?Web 服務(wù)進(jìn)行遷移呢？
我們知道 Faas （云函數(shù)）是基于事件觸發(fā)的，也就是云函數(shù)被觸發(fā)運(yùn)行時(shí)，接收到的是一個(gè) JSON 結(jié)構(gòu)體，它跟傳統(tǒng) Web 請(qǐng)求時(shí)有區(qū)別的，這就是為什么需要額外的改造工作。而改造的工作就是圍繞如何將事件 JSON 結(jié)構(gòu)體轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)的 Web 請(qǐng)求。
所以 Serverless 化 Web 服務(wù)的核心就是需要開發(fā)一個(gè) 適配層，來幫我們將觸發(fā)事件轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的 Web 請(qǐng)求。
整個(gè)處理流程圖如下：
接下來將介紹如何為 Express 框架開發(fā)一個(gè)適配層。
Serverless Express 適配層開發(fā)
實(shí)現(xiàn)原理
首先我們先來看看一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的云函數(shù)結(jié)構(gòu)：
module.exports.handler = (event, context) => {
// do some culculation
return res;
};在介紹如何開發(fā)一個(gè) Express 的適配層前，我們先來熟悉下 Express 框架。
一個(gè)簡(jiǎn)單的 Node.js Web 服務(wù)如下：
const http = require("http");
const server = http.createServer(function (req, res) {
res.end("helloword");
});
server.listen(3000);Express 就是基于 Node.js 的 Web 框架，而 Express 核心就是 通過中間件的方式，生成一個(gè)回調(diào)函數(shù)，然后提供給 http.createServer() 方法使用。
Express 核心架構(gòu)圖如下：
由此可知，我們可以將 Express 框架生成的回調(diào)函數(shù)，作為 http.createServer() 的參數(shù)，來創(chuàng)建可控的 HTTP Server，然后將云函數(shù)的 event 對(duì)象轉(zhuǎn)化成一個(gè) request 對(duì)象，通過 http.request() 方法發(fā)起 HTTP 請(qǐng)求，獲取請(qǐng)求響應(yīng)，返回給用戶，就可以實(shí)現(xiàn)我們想要的結(jié)果。
Node.js Server 的監(jiān)聽方式選擇
對(duì)于 Node.js 的 HTTP Server，可以通過調(diào)用 server.listen() 方法來啟動(dòng)服務(wù)，listen() 方法支持多種參數(shù)類型，主要有兩種監(jiān)聽方式 從一個(gè)TCP端口啟動(dòng)監(jiān)聽 和 從一個(gè)UNIX Socket套接字啟動(dòng)監(jiān)聽。
server.listen(port[, hostname][, backlog][, callback])：從一個(gè)TCP端口啟動(dòng)監(jiān)聽
server.listen(path, [callback])：從一個(gè)UNIX Domain Socket啟動(dòng)監(jiān)聽
服務(wù)器創(chuàng)建后，我們可以像下面這樣啟動(dòng)服務(wù)器：
// 從'127.0.0.1'和3000端口開始接收連接
server.listen(3000, '127.0.0.1', () => {});
// 從 UNIX 套接字所在路徑 path 上監(jiān)聽連接
server.listen('path/to/socket', () => {})無論是 TCP Socket 還是 Unix Domain Socket，每個(gè) Socket 都是唯一的。TCP Socket 通過 IP和端口 描述，而 Unix Domain Socket 通過 文件路徑 描述。
TCP 屬于傳輸層的協(xié)議，使用 TCP Socket 進(jìn)行通訊時(shí)，需要經(jīng)過傳輸層 TCP/IP 協(xié)議的解析。
而 Unix Domain Socket 可用于不同進(jìn)程間的通訊和傳遞，使用 Unix Domain Socket 進(jìn)行通訊時(shí)不需要經(jīng)過傳輸層，也不需要使用 TCP/IP 協(xié)議。所以，理論上講 Unix Domain Socket 具有更好的傳輸效率。
因此這里在設(shè)計(jì)啟動(dòng)服務(wù)時(shí)，采用了 Unix Domain Socket 方式，以便減少函數(shù)執(zhí)行時(shí)間，節(jié)約成本。
關(guān)于 Node.js 如何實(shí)現(xiàn) IPC 通信，這里就不詳細(xì)介紹的，感興趣的小伙伴可以深入研究下，這里有個(gè)簡(jiǎn)單的示例，nodejs-ipc
代碼實(shí)現(xiàn)
原理大概介紹清楚了，我們的核心實(shí)現(xiàn)代碼需要以下三步：
通過 Node.js HTTP Server 監(jiān)聽 Unix Domain Socket，啟動(dòng)服務(wù)
function createServer(requestListener, serverListenCallback) {
const server = http.createServer(requestListener);
server._socketPathSuffix = getRandomString();
server.on("listening", () => {
server._isListening = true;
if (serverListenCallback) serverListenCallback();
});
server
.on("close", () => {
server._isListening = false;
})
.on("error", (error) => {
// ...
});
server.listen(`/tmp/server-${server._socketPathSuffix}.sock`)
return server;
}將 Serverless Event 對(duì)象轉(zhuǎn)化為 Http 請(qǐng)求
function forwardRequestToNodeServer(server, event, context, resolver) {
try {
const requestOptions = mapApiGatewayEventToHttpRequest(
event,
context,
getSocketPath(server._socketPathSuffix),
);
// make http request to node server
const req = http.request(requestOptions, (response) =>
forwardResponseToApiGateway(server, response, resolver),
);
if (event.body) {
const body = getEventBody(event);
req.write(body);
}
req
.on('error', (error) =>
// ...
)
.end();
} catch (error) {
// ...
return server;
}
}將 HTTP 響應(yīng)轉(zhuǎn)化為 API 網(wǎng)關(guān)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
function forwardResponseToApiGateway(server, response, resolver) {
response
.on("data", (chunk) => buf.push(chunk))
.on("end", () => {
// ...
resolver.succeed({
statusCode,
body,
headers,
isBase64Encoded,
});
});
}最后函數(shù)的 handler 將異步請(qǐng)求返回就可以了。
借助 tencent-serverless-http 庫實(shí)現(xiàn)
如果不想手寫這些適配層代碼，可以直接使用 tencent-serverless-http 模塊。
它使用起來很簡(jiǎn)單，創(chuàng)建我們的 Express 應(yīng)用入口文件 sls.js：
const express = require("express");
const app = express();
// Routes
app.get(`/`, (req, res) => {
res.send({
msg: `Hello Express`,
});
});
module.exports = app;然后創(chuàng)建云函數(shù) sl_handler.js 文件：
const { createServer, proxy } = require("tencent-serverless-http");
const app = require("./app");
exports.handler = async (event, context) => {
const server = createServer(app);
const result = await proxy(server, event, context, "PROMISE").promise;
};接下來，將業(yè)務(wù)代碼和依賴模塊一起打包部署到云函數(shù)就可以了（記得指定 執(zhí)行方法 為 sl_handler.handler ）。
其他 Node.js 框架
除了 Express 框架，其他的 Node.js 框架也基本類似，只需要按照要求，exports 一個(gè) HTTP Server 的回調(diào)函數(shù)就可以。
比如 Koa，我們拿到初始化的 Koa 應(yīng)用后，只需要將 app.callback() 作為 createServer() 方法的參數(shù)就可以了，如下：
const { createServer, proxy } = require("tencent-serverless-http");
const app = require("./app");
exports.handler = async (event, context) => {
// 這里和 Express 略有區(qū)別
const server = createServer(app.callback());
const result = await proxy(server, event, context, "PROMISE").promise;
};其他語言框架
對(duì)于非 Node.js 框架，比如 Python 的 Flask 框架，原理都是一樣的，核心只需要做到 將 Serverless Event 對(duì)象轉(zhuǎn)化為 Http 請(qǐng)求，就可以了。由于筆者對(duì)其他語言不太熟悉，這里就不做深入介紹了，感興趣的小伙伴，可以到 Github 社區(qū)搜索下，已經(jīng)有很多對(duì)應(yīng)的解決方案了，或者自己嘗試手?jǐn)]也是可以的。
使用 Serverless Components 快速部署 Web 框架
讀到這里，相信你已經(jīng)清楚，如何將自己的 Node.js 框架遷移到 Serverless 了。但是在這之前，我們都是手動(dòng)處理的，而且每次都需要自己創(chuàng)建 handler.js 文件，還是不夠方便。
為此開源社區(qū)提供了一套優(yōu)秀的解決方案 Serverless Component，通過組件，我們進(jìn)行簡(jiǎn)單的 yaml 文件配置后，就可以方便的將我們的框架代碼部署到云端。
比如上面提到的 Express 框架，就有對(duì)應(yīng)的組件，我們只需要在項(xiàng)目根目錄下創(chuàng)建 serverless.yml 配置文件：
component: express name: expressDemo inputs: src: ./ region: ap-guangzhou runtime: Nodejs10.15 apigatewayConf: protocols: - https environment: release
然后全局安裝 serverless 命令 npm install serverless -g 之后，執(zhí)行部署命令即可：
$ serverless deploy
耐心等待幾秒，我們的 Express 應(yīng)用就成功部署到云端了。
注意：本文 Serverless 服務(wù)均基于 騰訊云 部署。
Serverless Express 組件不僅能幫我們快速部署 Express 應(yīng)用，而且它還提供了 實(shí)時(shí)日志 和 云端調(diào)試 的能力。
只需要在項(xiàng)目目錄下執(zhí)行 serverless dev 命令，serverless 命令行工具就會(huì)自動(dòng)監(jiān)聽項(xiàng)目業(yè)務(wù)代碼的更改，并且實(shí)時(shí)部署，同時(shí)我們可以通過打開 Chrome Devtools 來調(diào)試 Express 應(yīng)用。
以上就是如何將 Web 框架遷移到 Serverless，小編相信有部分知識(shí)點(diǎn)可能是我們?nèi)粘９ぷ鲿?huì)見到或用到的。希望你能通過這篇文章學(xué)到更多知識(shí)。更多詳情敬請(qǐng)關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。
本文名稱：如何將Web框架遷移到Serverless
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