2019年3月，伯克利的一篇论文《A Berkeley View on Serveless Computing》，预测了Serverless对未来10年云计算的影响；
2019年12月，AWS REInvent上发布了诸多Serverless相关的更新，反响热烈。
Serverless无疑已经成为学术界和工业界关注的焦点。
本文主要聊聊个人对Serverless的一些理解。
一、什么是Serverless
回顾过去互联网快速发展的数年，催生了诸多技术领域的创新，如大数据、微服务、DevOps等。这些技术并没有个统一的定义，而是依赖于社区的蓬勃发展，不断优化其定义。
类似的，Serverless也没有一个官方的定义，但已经有不少总结帮助我们理解到底什么是Serverless，如下便是个人认为的重要总结：
1.使能开发者，关注业务逻辑本身而非应用的部署、维护和管理
Serverless technology is an infrastructure abstraction which enables developers to focus on writing software and managing application performance, rather than deploying, maintaining and scaling the underlying server infrastructure。
—《Overview of severless technology, Enterprise Serverless User Cases》
2.无需管理服务器即可运行应用，并能按需的执行、扩缩容和付费
Serverless computing refers to the concept of building and running applications that do not require server management. It describes a fine-grained deployment meodel where applications, bundled as one or more functions, are uploaded to a platform and then executed, scaled and billed in response to the exact demand needed at the moment.
— 《What is Serveress Computing, CNCF Serverles Whitepaper v1.0》
3.是FaaS + BaaS的共同体
Serverless encompasses two different areas: FaaS and BaaS.
FaaS(Function As A Service) - 由开发人员编写函数，事件触发、短生命周期，通常在容器或轻量级VM中运行。 BaaS(Backend As A Service) - 由云厂商提供，支撑函数实现业务逻辑。典型的BaaS包括：
- 数据库系统 (RDS/NoSQL…)
- 存储系统 (S3…)
- 鉴权系统 (Auth0…)
- 集成系统 (API-GW, EventsBridge…)
基于如上的定义，我们对Serverless已经有了大致的理解，核心关键字无需关注服务器，使能业务快速开发，由FaaS+BaaS生态构成。
总结如下：Serverless就是使能开发者聚焦业务实现、无需关注运维与基础设施、并能按需使用和付费的技术与模式
二、Serverless的核心
在伯克利的论文中，提出了一大假设：
Serverless的出现，极大简化了云计算的变成模型，将是软件生产力的一次大变革。举例来说，（Serverful）向Serverless的演进，就如同若干年前，汇编语言向高级语言的演进。
回想汇编语言的时代，开发者不仅需要考虑指令集，还需要熟悉寄存器的读取、信号的中断等。而高级语言的诞生，解放了开发者，不再需要考虑这些底层的细节，更关注业务逻辑。 就好比没有人会用汇编来实现Web应用，而是使用诸如PHP/JSP/NodeJS等技术。
纵观历史，软件开发领域存在的五次大变革，都极大提高了开发者的工作效率：
- 云服务(IaaS)的出现：解决了基础架构的成本和可扩展性问题
- 开源社区：如开源社区、会议、博客、Workshop，使得知识的传播速度加快
- 项目管理工具：版本控制、协作工具、持续集成工具解决了项目的并行开发和集成问题
- 容器：定义了应用打包、部署和发布的标准化机制
- Serverless：使能开发者聚焦业务实现、无需关注运维与基础设施、并能按需使用和付费的技术与模式
这些变革有一个共同点：那就是为软件工程师赋予了更多权利，帮助更快的交付有价值的应用。
围绕Severless带来的变革，我理解主要有两大核心特征：
零运维：开发人员/运维人员不再需要承担构建分布式系统的(大部分)运维成本。通常，为了构建高可用的分布式系统，我们需要考虑：
单点故障：
- 异地容灾：
- 负载均衡
- 自动扩缩容
- 监控告警
- 调用链跟踪
- 补丁与升级
Serverless 不仅帮助开发人员降低资源的维护和管理成本，也能够完成如上所述的自动扩缩容、高可用等机制。使得开发人员可以把精力聚焦在真正的业务上，快速创新
- 零浪费：按照代码运行所需的资源进行计费，而非分配或者租用的资源。
以计算资源为例，对于传统公有云基础设施资源而言，计费方式是基于资源的租用时长(如EC2启动后，即便不运行任何业务，也会以分钟为单位进行计费。)
基于Serverless，基础设施是按照运行(代码)时消耗的资源进行收费，如Lambda是按照请求次数及（占用资源的）GB-S为单位进行计费。无请求处理， 则无需支付任何费用。
三、什么场景适合使用Serverless
Serverless的应用场景，通常是“事件驱动、短生命周期的无状态”应用。主要包括如下几类：
1.事件驱动的后端服务：
包括Web、移动App、IOT应用的后端服务等，如：
- Web、移动App的后端实现(通过用户的交互触发事件)
- IOT应用的后端实现(通过设备状态的变化触发或者上报事件)
- WebHook的后台处理（通过Hook方式触发的事件）
- ChatBot等聊天机器人
- Alexa等智能音箱的应用
2.数据处理类应用：
包括对数据的渲染、叠加或者处理等应用，如：
- 报表等数据处理（对原始数据进行封装）
- ETL或者数据同步（对数据的抽取、转化和加载）
- 视频或者图像处理 (生成不同分辨率的图像或者视频)
3.适配类应用
- 协议类型的转换(如IOT中不同设备管理，需要协议适配)
- 与第三方平台的接入（如通过第三方提供的接口，接入或者协作的业务）
参考伯克利的论文，目前Serverless主要应用场景如下：
可以看出，移动应用/互联网应用作为目前应用形态的主流，在Serverless应用占比中是最高的。个人估计，随着IOT、AI等应用的普适与快速发展，这类应用在采用Serverless的统计中占比会增加。
四、Serverless带来的改变
1.开发理念的转变
Serverless的出现，使得开发者更注重逻辑的快速实现，而无需关注运行、维护的成本，也就是从以资源为中心向以应用为中心观念的转变。
2.角色职责的转变
Serverless的出现，使得架构师、开发人员和运维人员的职责都发生了变化：
架构师：从单体应用的只关注架构设计，到微服务时代的You build it, you own it(从设计到运行到运维)。Serverless的出现，使得架构师能够更加聚焦业务带来的技术挑战。
开发人员：微服务时代，开发者需学习不同框架、语言；Serveless时代， 关注输入/输出，和函数代码的处理逻辑
运维人员：关注基础设施、运行时、监控告警、可靠性等问题，大部分可以交给Serverless平台处理了。
五、Serverless面临的挑战
Serverless为开发人员带来了诸多便捷，但它依然处理发展的初期，相比与完善的Serverful的生态，还存在很多不足。主要包括：
1.计算领域
- 冷启动
- 异构计算
- 调度优化
2.存储模型
- 如何实现高性能、成本可控且可透明伸缩的存储机制
3.通信模型
Serverless中的Function是不能直接寻址的，所以无法通过现有的数据一致性算法/机制实现数据的共享或者传递。Serverless必然会推动分布式数据协同机制的发展。
4.安全相关
- 物理资源共享引起的攻击
- 细粒度的权限控制
- 数据安全风险
5.生态
- 工具成熟度
- 遗留系统的迁移
- Serverless的设计模式
- 合适的资源抽象
- 端边云的协同
参考
- 《A Berkeley View on Serveless Computing》
- 《CNCF Serverless Whitepaper》
- 《Enterprise Serverless user cases》