作者 | changshuai

FaaS 的門檻

Serverless 形態(tài)的云服務幫助開發(fā)者承擔了大量復雜的擴縮容、運維、容量規(guī)劃、云產(chǎn)品打通集成等責任，使得開發(fā)者可以專注業(yè)務邏輯、提高交付速度 (Time-to-market) ，持續(xù)優(yōu)化成本。Function-as-a-Service (FaaS) 作為云上最早也是應用最廣泛的 Serverless 計算形態(tài)，在幾年的時間內吸引了大批開發(fā)者，逐漸建立了 Serverless 優(yōu)先的選型邏輯。然而從傳統(tǒng)應用遷移到 FaaS 在開發(fā)者體驗上還面臨諸多挑戰(zhàn)：

環(huán)境不統(tǒng)一：各廠商定義的交付物格式，運行環(huán)境兼容性、豐富度都不盡相同，需要開發(fā)者適配，甚至重新編譯；

學習成本：打包依賴庫、構建成壓縮代碼包和熟悉的開發(fā)部署方式不同；

服務限制：如代碼包限制在百 MB 級別，迫使交付物代碼依賴分離，加大管理和發(fā)布難度；

交付物缺乏版本管理：格式不標準，最佳實踐不統(tǒng)一，需要開發(fā)者自行負責；

生態(tài)不成熟：缺少流行開源工具（如 CI/CD 流水線）的支持和集成。

另一方面，容器在可移植性和交付敏捷性上實現(xiàn)了顛覆式創(chuàng)新。圍繞容器的生態(tài)沉淀非常豐富且成熟，被廣泛接受使用，應用容器化正在快速成為開發(fā)和部署的事實標準。然而容器本身并沒有減輕運維、擴縮容、閑置成本、和云服務集成等難題。

函數(shù)計算支持容器鏡像

阿里云 FaaS 函數(shù)計算支持容器鏡像作為函數(shù)交付物，將容器優(yōu)秀的開發(fā)、部署、生態(tài)（上線前）結合函數(shù)計算自身免運維、零閑置成本、云服務集成等特性（上線后），全面升級開發(fā)者體驗：

簡化應用 Serverless 化：無需修改代碼或是重新編譯二進制、共享對象（*.so），本地調試，保持開發(fā)和線上環(huán)境一致；

更大函數(shù)代碼限制：解壓前鏡像最大支持 1 GB（相比代碼包最大解壓前 50MB），避免代碼和依賴分離，簡化分發(fā)和部署；

容器鏡像分層緩存：增量代碼上傳和拉取，提高開發(fā)效率和降低冷啟動延遲；

鏡像分享、復用：邏輯可以移植、減少重復開發(fā)建設；

混合部署：同一應用 Serverfull (ECS, 容器 ACK)、Serverless (FC, ASK, SAE)，不同應用混合部署或同一應用不同服務間切流，達到性能一致、資源剛性交付、快速擴容、運維最小化的平衡；

CI/CD：持續(xù)構建、集成測試、代碼上傳、存儲和標準的版本管理，豐富的開源生態(tài) CI/CD 工具可以復用。

典型客戶場景

1. 事件驅動音視頻處理

音視頻處理有流量波動較大、對計算資源彈性要求高、監(jiān)聽視頻上傳事件以及依賴工作流和隊列等服務的特性，使得 FaaS 成為自建音視頻業(yè)務上云的首選。然而這類場景中最常用的軟件 ffmpeg 往往需要定制編譯滿足不同的需求。編譯的二進制依賴編譯環(huán)境中的共享對象（*.so）和 glibc 等庫，與 FaaS 運行環(huán)境不兼容無法運行。重新編譯不僅帶來了額外工作，不同的依賴和版本也給業(yè)務穩(wěn)定性帶來了挑戰(zhàn)。

使用已有 Dockerfile 將轉碼邏輯以及相關依賴保持現(xiàn)有的安裝方式和完全隔離的容器沙箱運行環(huán)境，極大降低遷移成本，穩(wěn)定性風險和 FaaS 的開發(fā)部署學習成本。

2. Serverless AI/ML 模型預測、推理 serving

AI/ML 推理預測服務同樣可以享受 FaaS 免運維、自動伸縮、低成本的好處。然而社區(qū)流行的框架如 TensorFlow 都默認以容器鏡像的方式分享和復用。不僅官方提供了完整的版本覆蓋，基于官方鏡像的社區(qū)生態(tài)也非?；钴S。

在離線模型訓練階段以容器鏡像部署在 ECS 或 ACK/ASK GPU 集群。在服務推理/預測（serving inference/prediction）階段，CPU 往往是性價比更高的選擇。Serving 的特點是請求量驅動，既需要能快速響應突發(fā)（burst）流量，又要在波谷周期釋放資源，甚至是縮容至0節(jié)省成本。而這些需求天然就是函數(shù)計算所擅長的。

在沒有容器鏡像支持之前，想要將一個 TensoflowFlow serving 的示例部署在函數(shù)計算上并不容易。TensorFlow 本身的庫大小遠超過代碼包 50MB 的限制，將依賴打包進 NAS 可以繞過這個問題，然而卻增大了上手和遷移的難度。不規(guī)范的依賴和版本管理也為變更引入穩(wěn)定性風險。而使用容器鏡像以及函數(shù)計算 HTTP server 的編程模型，簡單的幾行 Dockerfile 就可以在 FC 跑起來 Tensorflow Serving 的示例：

函數(shù)計算支持容器鏡像幫助 AI/ML 場景平滑地混合部署容器和函數(shù)，統(tǒng)一 CICD 工具、流程和最佳實踐。函數(shù)計算免運維、高并發(fā)、百毫秒級別的實例擴容和 100% 資源利用率進一步優(yōu)化了服務質量和成本。

3. 傳統(tǒng) Web 單體 HTTP 應用 Serverless 演進

傳統(tǒng) Web 單體 (monolithic) 應用現(xiàn)代化有三個主要的訴求：責任拆分、減輕運維壓力（資源規(guī)劃、系統(tǒng)升級、安全補丁等運維負擔）以及成本優(yōu)化。雖然采用職責單一的函數(shù)是一種最佳實踐，但是進行職責拆分往往需要更長時間的設計和重構。借助函數(shù)計算的鏡像支持能力，單體應用可以很容易的遷移至 FaaS 服務以滿足免運維，彈性水平擴展和100%成本效率的訴求。

傳統(tǒng) Web 應用由于歷史原因或者業(yè)務復雜度，運行環(huán)境（容器鏡像）和業(yè)務邏輯往往高度耦合且解耦代價較高。為了 Serverless 化改造有時不得不升級操作系統(tǒng)及依賴庫版本，在 FaaS 廠商提供的環(huán)境中重新編譯。遷移至 Serverless 架構有時間成本和穩(wěn)定性風險。函數(shù)計算對容器鏡像的支持幫助傳統(tǒng)容器化 Web 應用無改造，更快地享受 Serverless 的價值，將時間和精力專注于業(yè)務邏輯創(chuàng)新和迭代而非重復枯燥的環(huán)境、依賴版本管理、升級維護和容量規(guī)劃和伸縮。

4. 云上云下，跨云廠商混合部署

企業(yè)上云的節(jié)奏在不斷加快，然而由于業(yè)務特性，私有云和公共云混合的運行方式將是未來相當長一段時間內作為常態(tài)。企業(yè)甚至需要多云廠商來保證遷移、容災、資源剛性交付的需求。容器鏡像是云上、云下的軟件交付物統(tǒng)一的默認選擇。

函數(shù)計算自定義 runtime 選擇 HTTP server 標準的交互方式，函數(shù)代碼編程方式不與廠商綁定，減輕企業(yè)對云廠商鎖定（vendor-lockin）的顧慮，在云上可以運行的函數(shù)，在云下甚至其他云廠商同樣可以作為獨立的 HTTP Web 應用單獨部署，服務請求。容器打包的函數(shù)可以運行在其他云服務的容器服務或 IaaS 自建服務，實現(xiàn)多云的容災、彈性資源保障。

冷啟動最佳實踐

容器鏡像地址推薦使用與函數(shù)計算同地域的 VPC 鏡像地址，例如 registry-vpc.cn-hangzhou.aliyuncs.com/fc-demo/helloworld:v1beta1, 以獲得最優(yōu)的鏡像拉取延時和穩(wěn)定性；

鏡像最小化，使用類似 docker-slim 工具僅保存必要的依賴和代碼，避免不需要的文檔、數(shù)據(jù)或其他文件造成的額外延遲；

在資源允許和線程安全的情況下，搭配單實例多并發(fā)一同使用，可避免不必要的冷啟動，同時降低成本；

容器鏡像配合預留實例一起使用，消除冷啟動。

DevOps/GitOps 最佳實踐

容器鏡像的支持標準化了構建步驟和函數(shù)交付產(chǎn)物，讓復用 CI/CD 工具成為可能。函數(shù)計算與阿里云云效DevOps 服務集成，推出了 CI/CD 流水線。

當有新的代碼被 push 進入代碼倉庫（Github/Gitlab） master 分支, 構建流水線任務被開啟，按照代碼中指定的 Dockerfile, 容器鏡像會被構建并推送至阿里云容器鏡像服務。流水線的最后一個步驟會部署發(fā)布新版本的函數(shù)，完成一次自動化的發(fā)布。

除了云效 DevOps 完整自動化的持續(xù)集成交付體驗，阿里云容器鏡像服務和自建開源 CICD 流水線也同樣可以用方自動化函數(shù)發(fā)布。函數(shù)計算發(fā)布方式的標準化使得企業(yè)可以用統(tǒng)一的工具持續(xù)交付多個不同的服務，降低開發(fā)運維人員對部署工具的學習成本，自動化部署提高成功率和交付速度 (time-to-market)。

和 Custom Runtime 的異同

函數(shù)計算在 2019 年推出了的自定義運行時Custom runtime，那么這次發(fā)布的自定義容器（custom-container）和已有的運行時有和異同呢？

相同的編程模型和函數(shù)計算系統(tǒng)的交互方式：完全相同的 HTTP server 協(xié)議，已有的 custom runtime 函數(shù)可以直接移植到環(huán)境兼容的自定義容器環(huán)境中，不需要修改代碼；

兩個 runtime 有不同的適用場景和取舍：

對于非容器化的應用，您可以持續(xù)使用 custom runtime；

對于冷啟動延遲容忍度較低的場景，推薦您使用 custom runtime 節(jié)省鏡像拉取時間；

對于異步離線且已經(jīng)容器化的任務（job 類型），推薦您使用 cutome-container runtime；

使用函數(shù)計算預留實例，且部署環(huán)境和業(yè)務邏輯耦合緊密的應用可以優(yōu)先考慮使用 custom-container runtime。

未來規(guī)劃

隨著容器逐漸成為應用交付部署的標準方式，F(xiàn)aaS 會和容器生態(tài)做更緊密的融合，幫助容器化的應用以更低的成本 Serverless 化，包括周邊配套生態(tài)例如聲明式的部署方式的融合，同 K8s 相似的應用抽象，云原生可觀測性軟件集成。基于容器鏡像拉取加速，讓函數(shù)計算能兼顧可移植和快速啟動的性能。

容器技術和 Serverless 的初心都是要幫助用戶更快地交付（time-to-market）和持續(xù)優(yōu)化成本，消除資源閑置產(chǎn)生的浪費，增加企業(yè)競爭力。

最終云原生的兩大技術領域：Serverless 和容器技術的聯(lián)系將會變得更加緊密，開發(fā)部署運維差異不斷縮小，讓開發(fā)者幾乎不需要修改業(yè)務邏輯即能為不同的工作負載選擇合適的技術方案，用開放、標準、統(tǒng)一的云原生技術持續(xù)創(chuàng)新，為客戶創(chuàng)造更多價值。

審核編輯 黃昊宇