FaaS
云计算时代出现了大量XaaS形式的概念,从IaaS(Infrastructure as a Service)、PaaS(Platform as a Service)、SaaS(Software as a Service)到容器云引领的CaaS(Containers as a Service),再到火热的微服务架构,它们都在试着将各种软、硬件资源等抽象为一种服务提供给开发者使用,让他们不再担心基础设施、资源需求、中间件等等,在减轻心智负担的同时更好地专注于业务。随着技术架构的演进,FaaS(Function as a Service)逐渐兴起,它往往和无服务架构(Serverless Architecture)一同被提起。
Serverless可以看作是比微服务架构更细粒度的架构模式,即FaaS,一个函数相当于一个服务,Lambda也是FaaS的典型代表,它允许用户仅仅上传代码而无需提供和管理服务器,由FaaS框架负责代码的执行、高可用扩展和其他Web应用直接调用等。
FaaS拥有下面的特点:
-
FaaS里的应用逻辑单元都可以看作是一个函数,开发人员只关注在函数中实现业务逻辑,而不用提前考虑性能优化,让工作聚焦在这个函数里,而非应用整体。
-
FaaS是无状态的,无状态意味着本地内存、磁盘里的数据无法被后续的操作所使用。大部分的状态需要依赖于外部存储,比如数据库、网络存储等。
-
FaaS函数启动延时受很多因素的干扰。如果采用了JS或Python实现了函数,它的启动时间一般不会超过10~100毫秒。但如果是实现在JVM上的函数,当遇到突发的大流量或者调用间隔过长的情况,启动时间会显著变长。
-
FaaS函数可以自动伸缩,在流量高峰期时自动扩容,流量低峰期时通常保持服务可用性即可。
-
FaaS需要借助于API Gateway将请求的路由和对应的处理函数进行映射,并将响应结果代理返回给调用方。
FaaS优势:
-
减少开支
通过购买共享的基础设施,同时减少了花费在运维上的人力成本,最终减少了开支。
-
减轻负担
不再需要重复造轮子,需要什么功能直接集成调用即可,也无需考虑整体的性能,只专注于业务代码的实现。
-
易于扩展
云上提供了自动的弹性扩展,用了多少计算资源,就购买多少,完全按需付费。
-
简化管理
自动化的弹性扩展、减少了打包和部署的复杂度、可以快速推向市场,这些都让管理变得简单高效。
-
环保计算
即使在云的环境上,仍习惯于购买多余的服务器,最终导致空闲。Serverless杜绝了这种情况。
OpenFaaS
OpenFaaS是Serverless的一个框架,开发者可以很容易的将事件驱动的函数或者微服务部署到Kubernetes。
OpenFaaS环境:
- Docker
- Kubernetes
OpenFaaS架构功能:
- 网关
- Watchdog
- Auto-scaling
- Metrics
- FaaS Provider
- Logs Provider
OpenFaaS技术支持:
-
支持多种语言,如Node、Python、Java等
-
提供事件模板,如HTTP事件、MQTT Connector
-
支持自定义FaaS模板,例如自定义SpringBoot模板
-
打包、推送、部署docker镜像
OpenFaaS附加值:
OpenFaaS基于Kubernetes,可以看作OpenFaaS除了自身功能外,继承了Kubernetes大部分的功能,尤其是自动伸缩、资源管理等功能。针对这些功能,可以从业务上去映射自动伸缩、资源管理,在代码成面也做一层管控,例如:
-
租户管理
一个用户或组织是一个租户,租户间的数据是隔离的,但是共享公共资源
-
实例管理
每个租户可以申请多个实例,每个实例对应一个Kubernetes的namespace
-
配额管理
每个实例要申请资源,包括cpu、memory等资源,资源不足时,租户需要重新申请额外资源
-
部署代码
代码部署和代码版本控制
OpenFaaS网关
官网:OpenFaaS网关介绍
OpenFaaS Watchdog
官网:Watchdog介绍
Watchdog是OpenFaaS启动、监听函数的插件,它是有Go-lang语言开发的。它内嵌了一个Http Server,支持并发请求、超时时间、健康检查等功能。它在OpenFaas网关和你自定义代码的中间,相当于一个代理。
Classic Watchdog
watchdog为每个请求fork一个进程,在进程中执行你的低代码。
调用流程如下:
- 用户请求OpenFaaS网关
- OpenFaaS网关转发请求到Watchdog
- Watchdog启动一个**进程**执行你的低代码,例如:你的代码是Node,Watchdog的调用相当于执行node index.js
of-watchdog
of-watchdog改进了classic watchdog fork进程的缺点,使进程可以重复使用,提高吞吐量,消除fork的延迟。这个模式适用于生产环境,并且它是OpenFaaS的github的一部分。
它与Classic Watchdog的区别可以这样理解(基于Node和自定义Springboot实现,我才说可以这样理解,其他语言环境我没有尝试):OpenFaaS(模板)帮你启动一个类似于Web容器,或者你自定义启动一个Web容器(Tomcat/SpringBoot),of-watchdog将请求转发到Web容器中。
OpenFaaS template
GitHub:OpenFaaS提供的模板
OpenFaaS提供了多种模板,直接使用模板做quickstart,也可以自定义模板。
模板文件中,我们关注最多的是function文件夹,这个文件夹是放我们的低代码的。替换function文件夹内容,可以在faas-cli new之前,或者是faas-cli new之后。
当然,其他模板文件也可以按需修改。
Node模板
从上面的截图可以看出来,node模板分了三个文件夹,所以它提供了三种不同的实现方式(node14的入口index.js,大致扫了一眼,是一样的,至于有什么新功能迭代,我没有深追)。
详细的内容可以查看一下各个模板的内容。
node
这种方式可以认为是每个请求都是一个进程,如果没有记错的话,这个是搭配Classic Watchdog使用的。我也是从这种模式转变到of-watchdog的(因为ID昂是of-watchdog还不完整)。
node12
这种方式,在index.js模板文件中可以看到,它使用了node的express框架,相当于启动了一个Web容器。
Java模板
Java模板中的Dockerfile使用的都是java11,你使用时,尽量改成自己的版本。
上述的java11-vert-x貌似是和异步相关的,java11是com.sun.net.httpserver.HttpServer构建一个简单的Web服务,局限性很大。
java11部署的反编译启动文件如下: