无服务器计算是一种抽象底层基础架构的云计算模型，允许开发人员专注于编写代码。在此模型中，云提供商会自动管理服务器的配置、扩展和维护，使开发人员无需担心服务器管理即可部署应用程序。
“无服务器”一词可能会产生误导，因为服务器仍然参与其中；但是，管理服务器的责任从开发人员转移到了云服务提供商。此模型简化了部署过程并增强了可扩展性，使其成为现代应用程序开发的一个有吸引力的选择。
过去十年，无服务器计算发展迅速，AWS、Google Cloud 和萤光云等主要云提供商都提供了强大的无服务器平台。这些平台使开发人员能够响应事件（例如 HTTP 请求或数据库更改）来运行其应用程序，而无需管理底层基础设施。
无服务器计算的工作原理
无服务器计算的基本原理
无服务器计算的原理是，开发人员无需配置或管理服务器即可运行代码。这是通过利用自动处理底层基础设施的云服务来实现的。当特定事件触发无服务器功能时，云提供商会分配必要的资源来执行代码。执行后，这些资源将被释放，从而确保高效利用并节省成本。
其核心思想是将应用程序逻辑与服务器管理任务分离，让开发人员专注于编写和部署代码。这种方法使应用程序能够自动扩展、处理不同的负载并保持高可用性，而无需人工干预。
无服务器计算的关键组件
让我们探索无服务器计算的关键组件，研究每个元素如何有助于构建可扩展、高效且可维护的应用程序。从函数即服务 (FaaS) 到托管基础设施，我们将介绍使无服务器架构成为现代开发人员的不二之选的基本方面。
- 函数即服务 (FaaS)：无服务器计算的核心是 FaaS，其中单个函数或代码块响应事件而执行。每个函数执行单个任务，使系统模块化且易于维护。
- 事件来源：触发无服务器功能的事件可以来自各种来源，例如 HTTP 请求、数据库更新、文件上传甚至物联网传感器。这些事件是无服务器应用程序与外界交互的主要方式。
- 后端即服务 (BaaS)：无服务器计算通常依赖于其他主机服务来实现后端功能。这包括数据库（如 Firebase）、身份验证服务和 API。BaaS 通过提供可与无服务器功能无缝集成的即用型后端解决方案来补充 FaaS。
- 无状态：无服务器函数通常是无状态的，这意味着它们在执行之间不会保持任何持久状态。此特性可确保函数可以快速独立地扩展，处理并发执行而不会发生冲突。
- 托管基础设施：云提供商负责管理和维护基础设施，包括服务器、网络和存储。这使开发人员能够快速高效地部署代码，而无需担心底层硬件。
无服务器计算的优势
成本效益
无服务器计算的主要优势之一是成本效率。传统的基于服务器的模型要求企业为未使用的资源付费，因为他们必须为峰值负载做好准备。相比之下，无服务器计算遵循按需付费模式，费用完全基于应用程序实际执行时间和消耗的资源。这种方法可以最大限度地降低成本，因为企业无需为服务器的空闲时间付费，他们只需为他们使用的内容付费。
可扩展性
无服务器计算提供无与伦比的可扩展性。云提供商可根据传入的负载自动管理应用程序的扩展。当需求增加时，无服务器平台会分配更多资源来处理额外的请求。相反，当需求减少时，资源会缩减，以确保最佳性能和成本效率。这种自动扩展功能允许应用程序处理不同的负载而无需人工干预，使其成为流量模式不可预测的应用程序的理想选择。
减少管理开销
借助无服务器计算，开发人员可以摆脱管理和维护服务器的负担。云提供商负责处理所有与基础设施相关的任务，例如配置、扩展、修补和监控。这使得开发团队可以专注于编写代码和开发功能，而不是处理服务器维护。通过减少管理开销，无服务器计算可以加快开发周期并提高生产力，使团队能够更快地交付高质量的应用程序。
此外，无服务器平台通常带有内置监控和日志记录工具，为开发人员提供应用程序性能和潜在问题的见解。这进一步减少了手动监控和故障排除的需要，从而简化了开发流程。
无服务器计算的常见用例
事件驱动的应用程序
无服务器计算在事件驱动架构中表现出色，在这种架构中，应用程序可以响应各种来源生成的事件。这些事件可以包括用户交互、文件上传、数据库更新或物联网传感器数据。AWS Lambda 和 Google Cloud Functions 等无服务器平台会自动触发函数以响应这些事件，实时处理数据。这使得无服务器成为图像处理、实时通知和自动化工作流等应用程序的理想选择，这些应用程序在收到事件后会立即执行操作。
API 后端服务
无服务器计算对于构建和管理 API 后端服务非常有效。开发人员可以创建无服务器函数来处理 API 请求，从而实现动态、可扩展的后端处理，而无需管理服务器。例如，电子商务平台可以使用无服务器函数来处理用户身份验证、订单处理和支付交易。通过利用无服务器架构，企业可以确保其 API 能够根据用户需求无缝扩展，同时保持高性能和可靠性。
数据处理
数据处理任务（例如 ETL（提取、转换、加载）操作、批处理和流处理）可以从无服务器计算中受益匪浅。无服务器功能可以由数据事件（例如新数据条目或数据库中的更改）触发，并执行必要的处理任务。例如，无服务器功能可用于聚合来自多个来源的数据，将其转换为所需格式，然后将其加载到数据仓库中进行分析。这种方法简化了数据管道管理并确保了高效的处理，因为仅在需要时才使用资源。
无服务器计算与传统主机
在无服务器计算和传统主机之间进行选择会显著影响应用程序的效率、成本和可扩展性。了解这两种模型之间的差异有助于根据特定需求和用例做出正确的决策。
成本管理
- 无服务器计算：采用按需付费模式，费用基于实际使用量和执行时间。对于工作负载多变或不可预测的应用程序，此模式具有成本效益。
- 传统主机：涉及配置服务器的固定成本，导致潜在的利用不足和更高的成本，特别是在服务器未充分利用时。
可扩展性
- 无服务器计算：根据需求自动扩大或缩小规模，确保应用程序无需人工干预即可处理不同的负载。
- 传统主机：需要手动扩展，需要配置和管理额外的服务器来处理增加的负载，这可能非常耗时且效率较低。
管理费用
- 无服务器计算：由于云提供商负责基础设施管理（包括服务器维护、修补和扩展），因此可最大限度地减少管理开销。
- 传统主机：需要大量的管理工作，包括服务器设置、维护、扩展和监控，通常需要专门的 IT 团队。
部署和开发速度
- 无服务器计算：支持快速部署和持续集成/持续部署（CI/CD）流程，从而实现更快的更新和功能推出。
- 传统主机：通常涉及较慢的部署周期、更复杂的流程以及更长的更新和功能发布准备时间。
何时使用什么？
何时使用无服务器计算
非常适合流量模式不可预测的应用程序，例如在促销或活动期间流量激增的移动应用后端。它也适用于微服务架构和事件驱动的应用程序，例如实时数据处理和物联网数据处理。
何时使用传统主机
它最适合需要稳定且可预测环境的旧式应用程序，例如企业资源规划 (ERP) 系统，或具有一致且可预测工作负载的应用程序。当需要完全控制服务器环境和基础架构时，它也适用。
无服务器计算的安全性
安全最佳实践
确保无服务器计算的安全性需要遵守多项最佳实践。首先，通过仅授予函数执行任务所需的权限来实施最小特权原则。这最大限度地减少了潜在的攻击媒介。使用环境变量来管理敏感信息，例如 API 密钥和数据库凭据，确保它们不会被硬编码到函数的代码中。
定期更新和修补依赖项以防范已知漏洞。采用网络安全措施（例如虚拟私有云 (VPC) 和私有端点）来限制对无服务器功能的访问。此外，使用身份验证和授权机制来控制对功能和数据的访问。
安全挑战
虽然无服务器计算提供了许多好处，但它也带来了独特的安全挑战。无服务器功能的无状态性质可能会降低传统安全方法的有效性。例如，功能是短暂的，可能不会保留日志或会话信息，从而使取证调查变得复杂。
另一个挑战是攻击面可能增加，因为无服务器架构通常涉及与各种服务和数据源交互的众多功能。这种复杂性可能使维持全面的安全态势变得困难。
此外，开发人员必须依赖云提供商的安全措施，而这些措施的稳健性可能有所不同。了解共享责任模型并确保云提供商和应用程序所有者都履行各自的安全角色至关重要。
结论
无服务器计算代表了应用程序开发和部署方式的重大转变。通过抽象服务器管理，它允许开发人员专注于编写代码和交付功能。这种模式具有成本效益，因为企业只需支付实际执行时间和使用的资源费用。它消除了配置和维护闲置服务器的需要。
无服务器计算提供无与伦比的可扩展性，可根据应用程序的需求自动调整资源。这可确保最佳性能并节省成本，使其成为流量模式波动的应用程序的理想选择。此外，它还降低了管理开销，使开发团队摆脱了服务器维护的复杂性，并缩短了开发周期。
无服务器计算的常见用例包括事件驱动的应用程序、API 后端服务和数据处理任务。无服务器函数的模块化和无状态特性使这些应用程序受益。各种事件都可以触发这些函数，并且它们可以独立执行。
然而，安全性仍然是无服务器计算的一个重要考虑因素。遵守最佳实践（例如实施最小特权原则和对敏感信息使用环境变量）对于降低安全风险至关重要。
总之，无服务器计算为现代应用程序开发提供了强大、可扩展且经济高效的解决方案，使企业能够创新并快速响应不断变化的需求，同时优化运营效率。
无服务器计算与传统计算
| 方面 | 无服务器计算 | 传统托主机 |
| 成本模型 | 随用随付 | 固定成本 |
| 可扩展性 | 自动缩放 | 手动扩展 |
| 管理费用 | 低，由云提供商管理 | 高，需要专门的 IT 团队 |
| 部署速度 | 快速，支持CI/CD | 流程缓慢、复杂 |
| 理想用例 | 事件驱动的应用程序、微服务、具有可变工作负载的应用程序 | 遗留系统、一致的工作负载、需要完全控制环境的应用程序 |
