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微服務(wù)是目前互聯(lián)網(wǎng)公司最流行的架構(gòu)，其生態(tài)、設(shè)計(jì)方法、開發(fā)框架、基礎(chǔ)設(shè)施管理工具等，可以快速幫助企業(yè)順利實(shí)施微服務(wù)架構(gòu)。然而，微服架構(gòu)就完美了嗎？
微服務(wù)仍面臨著哪些挑戰(zhàn)？
1. 微服務(wù)相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施成本仍很高。微服務(wù)的開發(fā)引入治理組件，增加了開發(fā)的難度，以容器為基礎(chǔ)的微服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施在彈性等方面仍有不足，而微服務(wù)增加帶來的基礎(chǔ)設(shè)施成本也是微服務(wù)實(shí)施的新挑戰(zhàn)。
2．微服務(wù)的粒度仍然比較粗。當(dāng)前微服務(wù)劃分主要遵循單一職責(zé)的原則，通常會(huì)將一個(gè)子業(yè)務(wù)抽象成一個(gè)微服務(wù)，例如：用戶服務(wù)，支付服務(wù)，訂單服務(wù)等。但是，同一個(gè)子業(yè)務(wù)的不同接口，QPS差距較大，對擴(kuò)展的訴求完全不同，變更頻率也可能不同。進(jìn)一步拆分可以帶來擴(kuò)展性等便利，但整個(gè)微服務(wù)的數(shù)量也會(huì)提升一個(gè)量級，給基礎(chǔ)設(shè)施的管理帶來負(fù)擔(dān)。
3．微服務(wù)開發(fā)仍有較高門檻。如圖所示，Java微服務(wù)開發(fā)的軟件棧要求開發(fā)者掌握以下技能。
Java微服務(wù)開發(fā)技術(shù)棧從復(fù)雜的SpringMVC演進(jìn)到SpringBoot，框架更加輕量化。但在其他方面（并發(fā)處理等）并沒有什么改變，同時(shí)在微服務(wù)治理、分布式事務(wù)等方面的開發(fā)難度反而增加了。
4．微服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施管理、高可用和彈性仍然很難保證。容器和Kubernetes工具的使用，提升了應(yīng)用部署及基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維自動(dòng)化的能力，但保證基礎(chǔ)設(shè)施高可用、可擴(kuò)展對運(yùn)維人員的能力要求很高。服務(wù)上云后，基礎(chǔ)設(shè)施團(tuán)隊(duì)可以不用再關(guān)心服務(wù)器、交換機(jī)等硬件的運(yùn)維，但仍然需要關(guān)心虛擬機(jī)的維護(hù)，如安全補(bǔ)丁、基礎(chǔ)鏡像的更新升級、擴(kuò)容等。
基礎(chǔ)設(shè)施團(tuán)隊(duì)依然需要管理虛擬機(jī)運(yùn)維人員需要借助云側(cè)的工具來保證基礎(chǔ)設(shè)施的高可用，難度仍然存在，而且很依賴運(yùn)維人員的能力。
5．基礎(chǔ)設(shè)施的成本依然較高。
微服務(wù)會(huì)增加基礎(chǔ)設(shè)施的成本。每個(gè)微服務(wù)都要考慮冗余，保證高可用。隨著微服務(wù)數(shù)量的增加，基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)量會(huì)呈現(xiàn)指數(shù)級增長，但云服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施收費(fèi)方式?jīng)]有改變，依然采用按照資源大小及以小時(shí)為單位（或包年）計(jì)費(fèi)的方式。是否存在一種新的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，能按照“用多少付多少”的方式收費(fèi)，從而降低基礎(chǔ)設(shè)施成本？
微服務(wù)面臨的這些新問題，是否有解決方案呢？或許，Serverless是潛在方案之一。
什么是Serverless？
2014年，AWS推出Lambda函數(shù)計(jì)算服務(wù)，提供簡化的編程模型及函數(shù)的運(yùn)行環(huán)境全托管。2015年，AWS推出API Gateway（全托管的網(wǎng)關(guān)服務(wù)），正式將Serverless這個(gè)概念推廣開來。
AWS Serverless全景圖Google在2011年收購了Firebase，2016年將其作為mBaaS（移動(dòng)后端即服務(wù)）的Serverless解決方案推出。
Google?Serverless全景圖國內(nèi)，華為也不甘落后，結(jié)合多年在Serverless領(lǐng)域的技術(shù)積累，推出了Serverless行業(yè)解決方案，2021年，云函數(shù)、云數(shù)據(jù)庫等核心構(gòu)建類服務(wù)已面向全球HMS生態(tài)的開發(fā)者開放。
HUAWEI AppGallery Connect Serverless全景圖那么，Serverless到底是什么呢？維基百科是這么說的：（1）云服務(wù)商按需分配計(jì)算機(jī)資源，開發(fā)者無須運(yùn)維這些資源，不用關(guān)心容器、虛擬機(jī)或物理服務(wù)器的容量規(guī)劃、配置、管理、維護(hù)、操作和擴(kuò)展；（2）Serverless計(jì)算無狀態(tài)，可在短時(shí)間內(nèi)完成計(jì)算，其結(jié)果保存在外部存儲中；（3）當(dāng)不使用某個(gè)應(yīng)用時(shí)，不向其分配計(jì)算資源；（4）計(jì)費(fèi)基于應(yīng)用消耗的實(shí)際資源來度量；
Serverless并不意味著不需要服務(wù)器來托管和運(yùn)行代碼，也不意味著不再需要運(yùn)維工程師。Serverless是指開發(fā)者不再需要將時(shí)間和資源花費(fèi)在服務(wù)器調(diào)配、維護(hù)、更新、擴(kuò)展和容量規(guī)劃上，這些任務(wù)都由Serverless平臺處理，開發(fā)者只需要專注于編寫應(yīng)用程序的業(yè)務(wù)邏輯，運(yùn)維工程師能夠?qū)⒕Ψ旁跇I(yè)務(wù)運(yùn)維上。
目前，Serverless服務(wù)主要分為FaaS和BaaS：（1）函數(shù)即服務(wù)（Function as a Service，F(xiàn)aaS）：開發(fā)者實(shí)現(xiàn)的服務(wù)器端應(yīng)用邏輯（微服務(wù)甚至粒度更小的服務(wù)）以事件驅(qū)動(dòng)的方式運(yùn)行在無狀態(tài)的臨時(shí)容器中，這些容器和計(jì)算資源完全由云提供商管理。開發(fā)者只需關(guān)心和維護(hù)業(yè)務(wù)層面的正常運(yùn)行，其他部分如運(yùn)行時(shí)、容器、操作系統(tǒng)、硬件等，都由云提供商來解決。
FaaS與IaaS、PaaS的區(qū)別（2）后端即服務(wù)（Backend as a Service，BaaS）：基于API的三方服務(wù)，用來取代應(yīng)用程序中功能的核心子集。由于這些API是作為自動(dòng)擴(kuò)展和透明運(yùn)行的服務(wù)提供的，因此從開發(fā)者和運(yùn)維工程師的角度來看似乎是無服務(wù)器的。非計(jì)算類的全托管服務(wù)，如消息隊(duì)列等中間件、NoSQL數(shù)據(jù)庫服務(wù)、身份驗(yàn)證服務(wù)等，都可以認(rèn)為是BaaS服務(wù)。
Serverless有哪些關(guān)鍵技術(shù)呢？
下圖是典型的Serverless系統(tǒng)架構(gòu)，從中可以看到一些Serverless的常用概念。
典型的Serverless架構(gòu)（1）事件源（Event Sources）：事件的生產(chǎn)者，可能是HTTP請求、消息隊(duì)列的事件等，通過同步或異步的方式去觸發(fā)函數(shù)；（2）觸發(fā)器（Trigger）：函數(shù)的REST呈現(xiàn)，通常是RESTful URL。當(dāng)事件源將事件推/拉到觸發(fā)器時(shí)，F(xiàn)aaS平臺會(huì)查找觸發(fā)器和函數(shù)的映射關(guān)系，從而啟動(dòng)該函數(shù)實(shí)例，以響應(yīng)被推/拉到觸發(fā)器的事件；
（3）FaaS控制器（FaaS Controller）：FaaS平臺的核心組件，管理函數(shù)的生命周期、擴(kuò)容和縮容等?？梢詫⒑瘮?shù)實(shí)例縮容為0，同時(shí)在收到對函數(shù)的請求時(shí)迅速啟動(dòng)新的函數(shù)實(shí)例；
（4）函數(shù)實(shí)例（Function Instance）：執(zhí)行函數(shù)的環(huán)境，包含函數(shù)代碼、函數(shù)運(yùn)行環(huán)境（如JRE、Node.js）、上下文信息（如函數(shù)運(yùn)行的配置，通常以環(huán)境變量注入）。一個(gè)函數(shù)實(shí)例可以同時(shí)處理1個(gè)或N個(gè)事件（取決于平臺的具體實(shí)現(xiàn)）。函數(shù)實(shí)例通常內(nèi)置可觀測性，將日志和監(jiān)控信息上報(bào)到對應(yīng)的日志和監(jiān)控服務(wù)中；
（5）函數(shù)編程模型（Programming Model）：通常表現(xiàn)為函數(shù)的編碼規(guī)范，如簽名、入口的方法名等。函數(shù)的編程模型一般會(huì)提供同步/異步/異常處理機(jī)制，開發(fā)者只需要處理輸入（事件、上下文），并返回結(jié)果即可；
（6）BaaS平臺：函數(shù)通常是無狀態(tài)的，其狀態(tài)一般存儲在BaaS服務(wù)中，如NoSQL數(shù)據(jù)庫等。函數(shù)可以基于REST API或BaaS服務(wù)提供的SDK來訪問BaaS服務(wù)，而不用關(guān)心這些服務(wù)的擴(kuò)容和縮容問題；
（7）函數(shù)編程模型：提供友好的編程模型，使開發(fā)者可以聚焦于業(yè)務(wù)邏輯，為開發(fā)者屏蔽編碼中最困難的部分，如并發(fā)編程等。同時(shí)，需要原生支持函數(shù)的編排，盡量減少開發(fā)者的學(xué)習(xí)成本；
（8）快速擴(kuò)容：傳統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施通常都是從1到n擴(kuò)容的，而Serverless平臺需要支持從0到n擴(kuò)容，以更快的擴(kuò)容速度應(yīng)對流量的變化，Serverless平臺可達(dá)到秒級甚至毫秒級的擴(kuò)容速度；
（9）快速啟動(dòng)：函數(shù)被請求時(shí)才會(huì)創(chuàng)建實(shí)例，該準(zhǔn)備過程會(huì)消耗較長的時(shí)間，影響函數(shù)的啟動(dòng)性能。同理，對于新到達(dá)的并發(fā)請求，會(huì)產(chǎn)生并發(fā)的冷啟動(dòng)問題。Serverless平臺需要降低冷啟動(dòng)時(shí)延，以滿足應(yīng)用對性能的訴求；
（10）高效連接：函數(shù)需要將狀態(tài)或數(shù)據(jù)存放在后端BaaS服務(wù)中，而對接這些服務(wù)往往需要繁雜的API，Serverless平臺的函數(shù)實(shí)例生命周期通常較短，對于如RDS數(shù)據(jù)庫等后端服務(wù)無法保持長連接，為此，Serverless平臺需要為函數(shù)提供完備、高效、可靠的BaaS服務(wù)連接/訪問接口；
（11）安全隔離：Serverless是邏輯多租的服務(wù)，租戶的函數(shù)代碼可能運(yùn)行在同一臺服務(wù)器上，所以，通常Serverless平臺會(huì)采用安全容器的方式，引入輕量級虛擬化技術(shù)來保證隔離性，但這同時(shí)會(huì)引入額外的性能（啟動(dòng)）和資源開銷等問題。
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