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通過 AWS 的 Lambda 和 API Gateway 走向 Serverless

  • 上世紀 50 年代 - 大型機
  • 上世紀 60 年代 - 微型機
  • 1994 - 機架伺服器
  • 2001 - 刀片伺服器
  • 本世紀初 - 虛擬伺服器
  • 2006 - 伺服器雲化
  • 2013 - 容器化
  • 2014 - serverless(計算資源服務化)

這些日期是大概的發布或者流行日期,無需和我爭論時間的準確性。

計算領域的演進趨勢是執行的功能單元越來越小。每一次演進通常都意味著運維負擔的減小和運維靈活性的增加。

發展前景

喔,Serverless!但是,serverless 能給我們帶來什麼好處? 我們將面臨什麼挑戰呢?

未執行代碼時無需付費。我認為,這是個巨大的賣點。當無人訪問你的站點或用你的 API 時,你無需付錢。沒有持續支出的基礎設施成本,僅僅支付你需要的部分。換句話說,這履行了雲計算的承諾:「僅僅支付你真正用的資源」。

無需維護伺服器,也無需考慮伺服器安全。伺服器的維護和安全將由你的服務提供商來處理(當然,你也可以架設自己的 serverless 主機,只是這似乎是在向錯誤的方向前進)。由於你的執行時間也是受限的,安全補丁也被簡化了,因為完全不需要重啟。這些都應該由你的服務提供商無縫地處理。

無限的可擴展性。這是又一個大的好處。假設你又開發了一個 Pokemon Go, 與其頻繁地把站點下線維護升級,不如用 serverless 來不斷地擴展。當然,這也是個雙刃劍,大量的賬單也會隨之而來。如果你的業務的利潤強依賴於站點上線率的話,serverless 確實能幫上忙。

強制的微服務架構。這也有兩面性,一方面,微服務似乎是一種好的構建靈活可擴展的、容錯的架構的方式。另一方面,如果你的業務沒有按照這種方式設計,你將很難在已有的架構中引入 serverless。

但是現在你被限制在他們的平台上

受限的環境。你只能用服務提供商提供的環境,你想在 Rust 中用 serverless?你可能不會太幸運。

受限的預裝包。你只有提供商預裝的包。但是你或許能夠提供你自己的包。

受限的執行時間。你的 Function 只可以運行這麼長時間。如果你必須處理 1TB 的文件,你可能需要有一個解決辦法或者用其他方案。

強制的微服務架構。參考上面的描述。

受限的監視和診斷能力。例如,你的代碼幹什麼? 在 serverless 中,基本不可能在調試器中設置斷點和跟蹤流程。你仍然可以像往常一樣記錄日誌並發出統計度量,但是這帶來的幫助很有限,無法定位在 serverless 環境中發生的難點問題。

競爭領域

自從 2014 年出現 AWS Lambda 以後,serverless 的提供商已經增加了一些。下面是一些主流的服務提供商:

  • AWS Lambda - 起步最早的
  • OpenWhisk - 在 IBM 的 Bluemix 雲上可用
  • Google Cloud Functions
  • Azure Functions

這些平台都有它們的相對優勢和劣勢(例如,Azure 支持 C#,或者緊密集成在其他提供商的平台上)。這裡面最大的玩家是 AWS。

通過 AWS 的 Lambda 和 API Gateway 構建你的第一個 API

我們來試一試 serverless。我們將用 AWS Lambda 和 API Gateway 來構建一個能返回 Jimmy 所說的「Guru Meditations」的 API。

所有代碼在 GitHub 上可以找到。

API文檔:

POST /
{
    "status": "success",
    "meditation": "did u mention banana cognac shower"
}

怎樣組織工程文件

文件結構樹:

.
├── LICENSE
├── README.md
├── server
│   ├── __init__.py
│   ├── meditate.py
│   └── swagger.json
├── setup.py
├── tests
│   └── test_server
│       └── test_meditate.py
└── tools
    ├── deploy.py
    ├── serve.py
    ├── serve.sh
    ├── setup.sh
    └── zip.sh

AWS 中的信息(想了解這裡究竟在做什麼的詳細信息,可查看源碼 tools/deploy.py)。

  • API。實際構建的對象。它在 AWS 中表示為一個單獨的對象。
  • 執行角色。在 AWS 中,每個 Function 作為一個單獨的角色執行。在這裡就是 meditations。
  • 角色策略。每個 Function 作為一個角色執行,每個角色需要許可權來幹活。我們的 Lambda Function 不幹太多活,故我們只添加一些日誌記錄許可權。
  • Lambda Function。運行我們的代碼的地方。
  • Swagger。 Swagger 是 API 的規範。API Gateway 支持解析 swagger 的定義來為 API 配置大部分資源。
  • 部署。API Gateway 提供部署的概念。我們只需要為我們的 API 用一個就行(例如,所有的都用生產或者 yolo等),但是得知道它們是存在的,並且對於真正的產品級服務,你可能想用開發和暫存環境。
  • 監控。在我們的業務崩潰的情況下(或者因為使用產生大量賬單時),我們想以雲告警查看方式為這些錯誤和費用添加一些監控。注意你應該修改 tools/deploy.py 來正確地設置你的 email。

代碼

Lambda Function 將從一個硬編碼列表中隨機選擇一個並返回 guru meditations,非常簡單:

import logging
import random

logger = logging.getLogger()
logger.setLevel(logging.INFO)

def handler(event, context):

    logger.info(u"received request with id '{}'".format(context.aws_request_id))

    meditations = [
    "off to a regex/",
    "the count of machines abides",
    "you wouldn't fax a bat",
    "HAZARDOUS CHEMICALS + RKELLY",
    "your solution requires a blood eagle",
    "testing is broken because I'm lazy",
    "did u mention banana cognac shower",
    ]

    meditation = random.choice(meditations)

    return {
        "status": "success",
        "meditation": meditation,
    }

deploy.py 腳本

這個腳本相當長,我沒法貼在這裡。它基本只是遍歷上述「AWS 中的信息」下的項目,確保每項都存在。

我們來部署這個腳本

只需運行 ./tools/deploy.py

基本完成了。不過似乎在許可權申請上有些問題,由於 API Gateway 沒有許可權去執行你的 Function,所以你的 Lambda Function 將不能執行,報錯應該是「Execution failed due to configuration error: Invalid permissions on Lambda function」。我不知道怎麼用 botocore 添加許可權。你可以通過 AWS console 來解決這個問題,找到你的 API, 進到 /POST 端點,進到「integration request」,點擊「Lambda Function」旁邊的編輯圖標,修改它,然後保存。此時將彈出一個窗口提示「You are about to give API Gateway permission to invoke your Lambda function」, 點擊「OK」。

當你完成後,記錄下 ./tools/deploy.py 列印出的 URL,像下面這樣調用它,然後查看你的新 API 的行為:

$ curl -X POST https://a1b2c3d4.execute-api.us-east-1.amazonaws.com/prod/
{"status": "success", "meditation": "the count of machines abides"}

本地運行

不幸的是,AWS Lambda 沒有好的方法能在本地運行你的代碼。在這個例子里,我們將用一個簡單的 flask 伺服器來在本地託管合適的端點,並調用 handler 函數。

from __future__ import absolute_import

from flask import Flask, jsonify

from server.meditate import handler

app = Flask(__name__)

@app.route("/", methods=["POST"])
def index():

    class FakeContext(object):
        aws_request_id = "XXX"

    return jsonify(**handler(None, FakeContext()))

app.run(host="0.0.0.0")

你可以在倉庫中用 ./tools/serve.sh 運行它,像這樣調用:

$ curl -X POST http://localhost:5000/
{
    "meditation": "your solution requires a blood eagle",
    "status": "success"
}

測試

你總是應該測試你的代碼。我們的測試方法是導入並運行我們的 handler 函數。這是最基本的 python 測試方法:

from __future__ import absolute_import

import unittest

from server.meditate import handler

class SubmitTestCase(unittest.TestCase):

    def test_submit(self):

        class FakeContext(object):

            aws_request_id = "XXX"

        response = handler(None, FakeContext())

        self.assertEquals(response["status"], "success")
        self.assertTrue("meditation" in response)

你可以在倉庫里通過 nose2 運行這個測試代碼。

更多前景

  • 和 AWS 服務的無縫集成。通過 boto,你可以完美地輕易連接到任何其他的 AWS 服務。你可以輕易地讓你的執行角色用 IAM 訪問這些服務。你可以從 S3 取文件或放文件到 S3,連接到 Dynamo DB,調用其他 Lambda Function,等等。
  • 訪問資料庫。你也可以輕易地訪問遠程資料庫。在你的 Lambda handler 模塊的最上面連接資料庫,並在handler 函數中執行查詢。你很可能必須從它的安裝位置上傳相關的包內容才能使它正常工作。可能你也需要靜態編譯某些庫。
  • 調用其他 webservices。API Gateway 也是一種把 webservices 的輸出從一個格式轉換成另一個格式的方法。你可以充分利用這個特點通過不同的 webservices 來代理調用,或者當業務變更時提供後向兼容能力。

via: http://blog.ryankelly.us/2016/08/07/going-serverless-with-aws-lambda-and-api-gateway.html

作者:Ryan Kelly 譯者:messon007 校對:wxy

本文由 LCTT 原創編譯,Linux中國 榮譽推出


本文轉載來自 Linux 中國: https://github.com/Linux-CN/archive

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