如何使用 Serverless 做架构和项目管理——三年全栈经验总结

2022-05-13 13:11:51 浏览数 (1)

本文是从项目工程角度来讲解的，技术角度请参看另一个文章《真实项目代码教你四步扔了传统服务器，让你优雅使用 Serverless 做全栈开发》（https://zhuanlan.zhihu.com/p/493447018)

本文汇总了我的多个 Serverless 的全栈项目实际开发的经验，主要针对中小型项目。可以直接使用我的经验，或者根据实际情况再做调整。

第一步：决策 Serverless

项目管理的艺术体现在如何在限定条件下发挥优势、规避劣势，因此我们需要先确定中小项目里 Serverless 的优劣势是什么。

Serverless 的优势：

  1. 成本低：对小项目来说，Serverless 的成本可以说极其低，虽然我们技术人员不太关心和负责成本，但是对于中小项目的公司级决策来说，成本是一个无法规避的问题。
  2. 低人员需求（专注开发）：不再需要对服务器环境进行配置、管理和优化了，代码直接上传即可使用。
  3. 颠覆式的性能优化（性能就是这么方便）：这个是我最看重的优势，也是必须发挥的优势。传统服务器的调优配置是针对全项目级的，一个接口出现性能瓶颈需要拉动整个项目的配置，而 Serverless 可以做单个 API 接口级的性能优化，比如我们可以只提高首页、热门活动的性能配置。这是其他传统项目需付出较高的开发代价才能做到的，而 Serverless 极其轻松的就可以实现。
  4. 安全：Serverless因其独特的特点，注定其安全也和传统安全有很大不同。当前主流网络攻击如系统入侵、DDos 攻击等方式对 Serverless 大多并不生效甚至直接失效，也尚未发现专门针对 Serverless 的攻击工具，加上 Serverless 本身提供了一些安全机制，比如腾讯云 SCF 的单函数的独占配额、全函数的共享配额、API网关鉴权等，合理的使用后可以低成本实现高安全性。

函数的独占配额设置页面

Serverless 弊端：他的弊端需要生态来解决

  1. 实践少：Serverless 虽然2014年就出来了，但是真的被用起来感觉是这三四年的事，使用也以高大上的项目或个人自己玩票为主，全栈项目更是少了。同时，有实践经验的人员又缺乏布道的时间和渠道，市面的书籍也以理论为主。因此行业内尚无成熟的、权威的工程理论来指导 Serverless 的 DevSecOps，这就对项目经理自身提出了更高的要求，甚至对项目经理是否可以准确评估风险和大胆决策提出了额外要求。
  2. 框架少：现在还没有 Serverless 原生框架。
  3. 部署麻烦：不用多说，这个是硬伤，但也是最好解决的。如同10多年前的JavaScript 突然兴起后出现的 jQuery 等框架，Serverless 的弊端就是开发者的机会，大胆尝试率先寻找出解决之道的也将引领 Serverless。

第二步：项目方案选型：

  1. 云服务商选择 项目开始前，我们要选用服务商。市面上 Serverless 服务商很多，到底选哪个服务商，是所有项目负责人要做的第一个择决。其实对于大型服务商来说，选哪个都可以的，我个人是腾讯云的云函数深度使用者（所以别问我，问就是推荐腾讯云），因此本文的经验也是建立在腾讯云基础上，当然每个平台的调优等有一定的差异，但殊途同归，完全可以借鉴的。
  2. 云函数选型 腾讯云的云函数分两大类“WEB函数”和“事件函数”，然后每个大类部署方式有“镜像部署”和“代码部署”，对于中小项目来说，我推荐“事件函数” “代码部署”。

WEB 函数：在我看来“WEB 函数”是为了扩展云函数的市场占有率而硬搞出来东西，甚至在开始的时候，云函数根本就没有这个“WEB 函数”，是最近一两年才有的。

厦门量潮科技有限公司的创始人兼 CEO 张果（知乎iGuo）也提到“WEB函数”其实就是一种妥协。

WEB 函数是将整个项目集合在一个云函数里面进行部署， 这会让我们无法发挥 Serverless 的“接口级管理”和“安全”两大优势，丧失了 Serverless 最大的特性，而仅得到了“框架支持”这个功能，是非常不划算的。其实框架支持在 Serverless 中其实对中小项目来说并不重要，甚至是可有可无，详见下面说明。

部署方式的选择：

代码部署就是直接将代码部署到云上。镜像部署是将项目在本地制作成镜像后上传到腾讯云的“容器镜像服务”，再推送到云函数中。

其实腾讯云内置的各项扩展已经满足大部分的项目技术需求了，部分没有直接内置的也可以自己通过第三方包直接实现，除了要求很复杂的项目外，代码部署已经满足大多数项目的需求了。

“代码部署”的方式让云上和本地保持了高度一致性，甚至云上问题本地可以快速、简单的还原，同时部署操作简单、维护便捷、速度快、性能好、本地或云上调试方便。

因此建议：尽量在“代码部署”确实不能满足项目需求的时候才使用“镜像部署”。

我认为：Serverless应用的极致体验是本地 hello world 式开发，就等同于项目开发。

第三步：框架选择

以 PHP 为例，中小项目使用 Serverless，传统的框架很可能是拖后腿的，是不是觉得很怪异？项目采用框架的目的是为了在工程角度上，更高效、更便捷、更高性能地对项目进行开发和维护。之所以需要框架是因为相对于服务器开发而言，本地程序的开发考虑事情比较少，比如不太需要顾虑性能、不需要考虑大并发等。框架帮我们做了很多这方面工作，以帮助我们解决线上项目的需求。但是在 Serverless 中，对于普通项目来说，框架已经失去了大部分的价值和意义。

  1. 性能弱化：在 Serverless 中，其实我们使用的不是服务器而是计算能力，鉴于云函数本身提供的计算能力相当强，因此即便是质量差的代码，也扛得住，框架的高性能其实已经被弱化。
  2. 并发弱化：对中小项目来说，绝大部分的业务执行时间是很短的，高并发的压力并非来源于高效算法压力，而是来源于流量和计算资源的瞬间增长超过了服务器提供的能力。云函数每次调用可以说是物理隔离的，因此云函数其实就相当于是“自动无限膨胀”的计算和网络资源，因此不惧高并发。框架的高并发方面优化的需求其实也就可有可无了。
  3. 功能失效：在 Serverless 中，传统连接池失效，我们需要独创连接池，各大云服务商的数据库也为云函数的大量链接需求进行了优化，直接提供 2000 以上的同时链接支持。
  4. 学习成本：中小项目不需要高深技术，没有庞大的业务链，快速简单才是需求。任何框架，再简单的框架都需要学习成本，大多数技术开发者也仅仅只是百度下用法就开始使用，并不会深入研究。因此越是小的项目，当框架本身不满足或者出现问题的时候，框架本身就成了最大的障碍。对于中小项目，也有人为用框架而用框架。
  5. 框架不支持：如上所述，大部分语言的框架“事件函数”并不支持。
  6. 没有 Serverless 的原生框架。

Serverless 技术框架说明：

要想充分发挥 Serverless 的优势则必须采用多函数部署，即微服务架构模式。Serverless 最终、最好的归宿一定是微服务架构模式，现在的各传统框架只是没有原生框架前的临时过渡。

传统微服务框架一般是针对大项目，有着很高的学习和入手成本。中小项目的微服务其实异常简单，我们并不真的采用微服务框架，而是像写本地 hello world 一样开发项目，部署时一个API 接口一个云函数。

我们要微服务的好处，不要他的麻烦。因此我们应该采用的模式是：传统架构 传统开发 微服务式部署。

最简单的方式就是采用简单的框架，然后将每个和客户端交互的 API 部署成单独的函数。一个高效的 Serverless 开发框架，必须要支持本地单元测试，并且单元测试的效果必须等同于部署后的执行效果。因为不方便测试的框架会让开发者偷懒，等待功能部署后再测试，这容易造成很大的返工问题。单元测试的实现逻辑可以参考我上个文章。

因此在我看来，对于中小项目来说，当不用框架不影响团队协作和效率的时候，就不需要上框架了（传统框架对云函数并不太匹配），或者自己写个简单的共性项目结构或框架即可。以 API 接口为单位进行部署，部署完毕后直接就形成了微服务。

开发时只需要特别注意全项目不存在 session，各个 API 接口执行时是互相物理隔离，数据不互通的。

我的项目采用的框架是针对 Serverless 的自研框架，已经使用了多个项目。该框架较好的利用了云函数的各项特性的同时，不但没有增加开发难度，反而降低了，低到我都感觉有点 LOW。如图：

  1. xxxxapi.php：此为接口文件，位于项目根目录下，是依据功能拆分的全部云函数的执行入口，比如 adminapi.php下的 sendadminsms 函数，部署的时候云函数名叫做 sendadminsms，API网关为：/admin/sendadminsms。注意事项：多个接口文件中函数名不可以重复，因为云上的云函数的名字不能重名。
  2. ctrl 目录：类似其他项目的 control 模块，负责业务代码。比如: AdminCtrl.php。
  3. model 目录：数据库模块，负责数据库操作，如: AdminModel.php。
  4. vendor 中的 simplescf：核心库我自行研发了一套专门针对腾讯云函数的核心库，实现了云函数动态调用、动态控制、单元测试的执行、数据库的封装、日志的处理和一个极便捷的 ORM 数据库封装(支持 TCB 免费数据库）等，类似微信云云开发的 SCF 版本。微信云的云开发限制性很大，本框架可以同时支持 WEB、小程序、APP。
  5. 整体调用顺序： 部署完毕后，客户端--> API 网关-->xxxapi.php 入口函数--->ctrl 处理业务逻辑-->model 处理数据。

项目非敏感部分的截图

第四步：项目分工进度安排

Serverless 的项目管理中，任务的分工不能简单的按照传统的功能模块来分工，而是以 API 为单位指定责任人，并进行工作量评估，测试也以 API 为单位。

若项目涉及协作，完整的流程建议：

  1. PM 预先创建好各 API，并制定好入参和出参。轻度的创建是预先定义好调用入口函数；深度的创建不但创建入口函数，同时将 DEMO 代码部署到云上，深度创建可以有效的让前后台异步开发。
  2. 对 API 接口安排负责人，并制定开发计划。
  3. 尽量每人负责的 API 任务是共性的，比如此人负责的基本是 raceapi.php 接口文件中的函数。
  4. 将项目的公共功能提炼成公共模块。
  5. 建立好单元测试，让本地化测试（单元测试TDD）高保真模拟云执行是高效非常重要的点。

第五步：项目部署

当前 Serverless 的部署基本就是三种：管理后台、Serverless Framework CLI 和 SDK。

管理后台：你得打开网页，你得给成员账号密码，你得登陆，可能多个人都同时需要，就是两个字“麻烦”。 Serverless Framework CLI：需要 yaml 配置文件，需要你自己修改配置，配置错了可能把你的项目就冲了，需要你给 key，要不搞那种什么二维码扫码，这真的是中国特色，很是想吐槽。我一个重度使用者偶尔也会配错，还会把已有配置给冲了，为此我差点砸了桌子。 SDK：别想啦，你为了部署会自己研究 SDK 吗？一个触发器可能需要 2 个产品的 SDK 配合才可以。因为我是腾讯云云函数的 devops 开发者，所以我是 SDK 重度使用者，但是我不认为一个单独的项目开发人员会搞这东西！浪费的时间还不够雇个人专门给你部署呢！

项目中使用微服务模式部署，可能会有上百个 API ，也就是上百个云函数，最多的时候我一个项目部署了近 300 个云函数，如果 CLI 来部署，是不是得折腾 300 个 yaml，如果中间要更新某个函数代码，我还得配置更新代码的 yaml，如果要同时更新多个函数代码呢？这三百个你还不能出错，这么一想，CLI 对我们小项目还是很尴尬的。

那么CLI 的优势是什么呢？他可以跟 CI 进行完美整合，通过 CI 来实现项目的自动部署，因此大型项目用这个用的很嗨，但是小项目来说，单元测试都不写，你还跟我说 CI ？

所以整体下来，是不是感觉中小项目在部署这个工作上会碰到很大的问题。

我的解决方案是自己搞了一个 GUI 部署工具，一键更新（秒级部署、更新函数代码），还隐式做了项目管理工作的引导功能。差不多2个月后，工具会开源给大家免费用。这个是我使用 Serverless 做全栈开发的效率超过传统模式的一个屠龙刀。

秒级部署、更新一个云函数

作者：Sheldor，知乎账号：小助君，欢迎关注，了解更多关于 Serverless 的实践经验。

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  • 云函数 SCF ：https://cloud.tencent.com/product/scf?from=15939
  • 事件总线 EventBridge ：https://cloud.tencent.com/product/eb?from=15940

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