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原文作者：leyu.樂魚創(chuàng)新CEO 馬洪喜

啥是函數(shù)編程

我先用通俗的大白話給大家解釋一下函數(shù)(Functions, Function as a Service, FaaS)的幾個要點，這樣看后面示例時才不會容易懵。

· 函數(shù)就是在云平臺體系內(nèi)運行的、與云平臺融合一體的一段程序邏輯（當(dāng)然也有鏡像什么的其他形態(tài)）。

· 通過云平臺本身能力，在HTTP事件或是云平臺其他事件（如：消息隊列有新消息時）發(fā)生時，函數(shù)會被云平臺調(diào)度執(zhí)行。

· 函數(shù)的運行實例（理解為進(jìn)程或是容器POD）的數(shù)量可以配置，在無負(fù)載時甚至可以是0，負(fù)載到來時云平臺會Auto-Scale函數(shù)。

其他大理論再講就枯燥了，不如先在實際環(huán)境看看函數(shù)編程長啥樣。

我們看看微軟Azure云上的函數(shù)產(chǎn)品的設(shè)計思路。

在Azure云上函數(shù)產(chǎn)品叫 Function App。創(chuàng)建一個Function App如下，我們選擇采用Python編碼：

在Function App的上下文菜單內(nèi)，創(chuàng)建一個function，選擇HTTP Trigger，當(dāng)你函數(shù)對應(yīng)域名收到HTTP事件（GET,POST,UPDATE,DELETE）時函數(shù)會被執(zhí)行，同時我們看到有大量的其他非HTTP事件可以訂閱，比如：定時器執(zhí)行函數(shù)或是每當(dāng)消息被添加到RabbitQ時運行的函數(shù)等：

然后進(jìn)入函數(shù)編碼階段。這里我已經(jīng)做了很多簡化，本來是一大堆代碼可以通過上下文來判斷HTTP請求類型什么的，但其主體邏輯僅僅是一個def main函數(shù)：

其運行效果如下：

我們再來看看阿里云的產(chǎn)品，函數(shù)計算FC。

我們先創(chuàng)建一個函數(shù)，就用最簡單的模式吧，主要我們還是關(guān)注云平臺上函數(shù)相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計思路：

函數(shù)本身的代碼是可以支持許多不同語言的，提供的示例代碼讓我們體驗函數(shù)功能就非常方便：

這里有個觸發(fā)器，我們先試試HTTP觸發(fā)，大家看到阿里云做的比較細(xì)膩，還可以訂閱具體的HTTP請求方法，比如：只有在HTTP GET時才觸發(fā)函數(shù)，這比只是在函數(shù)體內(nèi)邏輯加以區(qū)分多了一個選擇。

然后就進(jìn)入云端IDE看函數(shù)的代碼了，我們可以看到全部的代碼真的只是一個函數(shù) def handler，函數(shù)的內(nèi)容就是對我們之前設(shè)置的HTTP事件做出響應(yīng)。

通過云平臺提供的URL訪問函數(shù)時，我們可以得到預(yù)期的返回結(jié)果（阿里云平臺遵守相關(guān)規(guī)定，在沒有綁自己的域名時，會強制以附件形式下載）：

通過前述示例，我們可以看到函數(shù)本身真的就是一個程序里的函數(shù)(def handler)，把函數(shù)寫好了，其他的諸如：①引入庫、開端口什么的框架代碼；②HTTP和其他平臺事件的接管、對接；③程序?qū)嵗旧淼倪\行和程序容量的管理等，都不需要再操心了，因為云平臺本身幫我們?nèi)扛愣ā?

因此，大家可以看到函數(shù)產(chǎn)品有至少如下的兩點好處：

· 把編程從原來的作文題變成了填空題，極大程度地簡化了我們對于代碼的編寫工作。讓我們關(guān)注于業(yè)務(wù)邏輯本身，其他的不用過多操心，而且通過云平臺的包括云端IDE能力，讓函數(shù)的編寫和調(diào)試更加方便；

· 原來，可能存在大量的平時沒有什么訪問量的業(yè)務(wù)，但不得不還得跑上幾個虛擬機或是容器干等著，以備偶然少量的訪問；而突如其來的大業(yè)務(wù)量又讓我們的Scale能力跟不上，這個資源上的尷尬局面，函數(shù)可以很好地加以解決——沒有訪問量時實例數(shù)可以縮小到0（或是你指定的一個值），而有了訪問量平臺可以自動并快速地Scale函數(shù)。

但也要注意，當(dāng)決定使用函數(shù)時有以下的不利因素也需要考慮清楚：

· 函數(shù)和云平臺深度耦合，離樂魚平臺函數(shù)不能再獨立運行；

· 不同云平臺的函數(shù)產(chǎn)品完全不一致，你在A云上的函數(shù)代碼到B云上不能運行；

· 如果不是新業(yè)務(wù)場景，已有代碼邏輯需要大幅度改動才能適配函數(shù)（除非以鏡像形態(tài)只享受云平臺帶來的資源管理優(yōu)勢）；

· 函數(shù)不是萬能的，有些復(fù)雜的場景函數(shù)不一定是合適的選擇。

云平臺是如何工作以支持函數(shù)的

前面咱們介紹的函數(shù)本身背景，大伙會明白云平臺本身對函數(shù)來說極為重要，離開了云平臺函數(shù)就不能工作了。那這一節(jié)我們一起聊聊云平臺本身是如何支持函數(shù)運行的，我相信這對于希望在私有云建設(shè)函數(shù)能力的朋友們會有些借鑒意義。

問題一：關(guān)于函數(shù)本體和運行他所需的代碼框架

我們都知道原來寫一個最簡單的HTTP響應(yīng)也得用Flask之類的庫, 前后代碼把函數(shù)框成一個完整的代碼，程序才能跑得起來：

但為什么函數(shù)編程真的只有一個函數(shù) def handler 就能運行呢？這不科學(xué)啊。其實他也沒那么神秘。云平臺本身是通過一個function-framework 或是叫bootstrap的框架把函數(shù)包起來，還是一個運行在容器里的完整的應(yīng)用程序來執(zhí)行的。不同云平臺或是不同語言的實現(xiàn)方式可能有所不同，比如采用代碼合成或是反射機制等。這里我們可以看看Google的一套開源實現(xiàn)：

所以這樣的一套框架相當(dāng)于把作文中開頭、結(jié)尾給寫好了，只要遵循他，把填空內(nèi)容弄好，則最后的結(jié)果，還是一個我們可以理解的、完整的程序代碼實現(xiàn)，然后云平臺再一起把他們打包運行。

恰恰是從包裹函數(shù)的framework或是bootstrap就各家實現(xiàn)不一了，所以函數(shù)的跨云兼容性可能是個阻礙用戶選擇函數(shù)的重要原因。因此，行業(yè)有一些開源項目，在努力形成不同云上的統(tǒng)一函數(shù)的使用方法（使用標(biāo)準(zhǔn)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)談不上），大家可以參考看看。

問題二：HTTP事件和平臺事件的管理和與函數(shù)對接

因為前面已經(jīng)通過framework或是bootstrap包裹技術(shù)實現(xiàn)了函數(shù)的運行，基本上他表達(dá)的就是一個HTTP形態(tài)的API。通過云平臺提供的域名接入或是私有云的Ingress-Controller或是其他類似的機制把域名綁起來，然后把對應(yīng)的域名的HTTP事件和函數(shù)觸發(fā)綁起來，這個不太難。但云平臺上的其他事件就千奇百態(tài)，云平臺上不同的產(chǎn)品的不同事件，理論上都應(yīng)該可以觸發(fā)函數(shù)，那么有的云平臺內(nèi)部產(chǎn)品（如：數(shù)據(jù)庫、中間件、AI、大數(shù)據(jù)）豐富一些，那自然函數(shù)的用武之地也更多；而如果有些云平臺本身的產(chǎn)品就比較少，即便提供了函數(shù)編程產(chǎn)品，其適用場景也有一定局限性。

問題三：函數(shù)的運行實例是如何管理和Scale的

即然函數(shù)是可以0實例存在（此時不產(chǎn)生云平臺費用），也可以在流量到達(dá)時快速響應(yīng)， 我相信容器技術(shù)會扮演一個重要的角色。或許更具體地說，可能用到了Knative技術(shù)。Knative是繼Kubernetes之后在云原生領(lǐng)域眾多新興技術(shù)之一，我和我和團(tuán)隊關(guān)注Knative非常的早。用他官網(wǎng)的定義來說：“Knative is a platform-agnostic solution for running serverless deployments.”

似乎看了和沒看一樣，我個人對Knative的研究沒有我行云的同事們那么精通，我的粗糙理解就是三個事：

· (Serving) Kubernetes 上實現(xiàn)對實例更精細(xì)的scaling管理，可以支持0實例等，這個能力原來標(biāo)準(zhǔn)的K8s HPA是做不到的，區(qū)別行業(yè)管Knative的scaling能力叫KPA

· (Eventing) 事件管理機制，Knative引入了標(biāo)準(zhǔn)，來通過CRD等能力擴展Kubernetes 實現(xiàn)對事件的管理。

· (Building) 就是簡單理解為Kubernetes上實現(xiàn)了CICD，就是Tekton技術(shù)。

小結(jié)

今天和大伙簡單聊聊函數(shù)編程FaaS是怎么回事，并且從其工作原理角度進(jìn)行了些許闡述。后面我會從私有云平臺建設(shè)函數(shù)編程能力來分享幾個話題：

· 眾多FaaS開源項目的發(fā)展如何，作何選擇？

· Knative技術(shù)和你已有的PaaS平臺如何融合？

· 最為關(guān)鍵的是，你的企業(yè)真的需要建設(shè)函數(shù)能力嗎？

· 那么，函數(shù)在私有云里最有意義的落地場景是什么？

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