开发一个Serverless应用

通过Serverless架构建立一个函数，并输出了Hello World，表明已经完成Serverless架构的初体验。接下来，我们以其中一个云厂商为例（例如阿里云）进行基础的小工具开发和建设，帮助读者进一步了解Serverless架构。

在日常生产中，获取客户端外网IP是一个非常常见的需求，但是在客户端直接获取外网IP实际上是一件比较困难的事情。这时候就会有一个简单的方法：在服务端开一个接口，即当客户端调用该接口之后，该接口返回其IP地址。

如果选择用Python语言来开发这个项目，其传统Web组件模型如图3-27所示。

图3-27　传统Web项目组件模型简图

这里包括Nginx、Python的环境，以及所需要的Web Framework（例如Django、Flask、Bottle、Web2py等），除此之外还包括业务逻辑。在项目开发完成，上线之后，用户还需要对服务器的健康等持续关注，必要时还要做一些高可用方案。在Serverless架构下，这个过程将会变得非常简单，如图3-28所示。

图3-28　Serverless应用组件模型简图

在整个项目中，用户无须关注Nginx这些服务器软件，无须关注Python等环境的安装配置，更不用关注服务器的运维操作，在很多时候也无须关注高可用，只需关心函数代码。让使用者更关注业务逻辑，这也是Serverless的优势之一。

3.2.1　知识准备

为了更好地完成项目，以阿里云函数计算为例，在开始项目之前，我们需要明确一些概念、储备一些基础知识。

1. 什么是运行时

所谓的运行时，我们可以认为是一种环境或者说是一种支持，例如阿里云函数计算提供了Python 2.7的运行时，可以认为你的Python 2.7的应用是可以运行在该环境中的。针对不同的运行时，官方文档中都会有相关的描述。以Python相关的运行时为例，在官网上可以看到相关运行时的描述信息，包括日志的输出方法、所支持的编程语言及版本、所运行的系统类型及版本，以及默认集成的工具/模块/依赖等。

2. 什么是触发器

众所周知，函数计算是通过事件进行触发的。触发器是触发函数执行的方式。在事件驱动的计算模型中，事件源是事件的生产者，函数是事件的处理者，而触发器提供了一种集中、统一的方式来管理不同的事件源。如果发生的事件满足触发器定义的规则，事件源会自动调用触发器所对应的函数。

当然，不同的事件源和函数有一个事件的数据结构的规约。当事件源因为某些规则触发了函数，那么预先规约好的数据结构将会作为参数之一传递给函数。阿里云对象存储与函数计算规约的事件数据结构如下。

{    "events": [        {            "eventName": "ObjectCreated:PutObject",            "eventSource": "acs:oss",            "eventTime": "2017-04-21T12:46:37.000Z",            "eventVersion": "1.0",            "oss": {                "bucket": {                    "arn": "acs:oss:cn-shanghai:123456789:bucketname",                    "name": "testbucket",                    "ownerIdentity": "123456789",                    "virtualBucket": ""                },                "object": {                    "deltaSize": 122539,                    "eTag": "688A7BF4F233DC9C88A80BF985AB7329",                    "key": "image/a.jpg",                    "size": 122539                },                "ossSchemaVersion": "1.0",                "ruleId": "9adac8e253828f4f7c0466d941fa3db81161****"            },            "region": "cn-shanghai",            "requestParameters": {                "sourceIPAddress": "140.205.***.***"            },            "responseElements": {                "requestId": "58F9FF2D3DF792092E12044C"            },            "userIdentity": {                "principalId": "123456789"            }        }    ] }

如果为函数计算设置了OSS触发器，并绑定了某个对象存储的存储桶，当这个存储桶满足绑定操作时，会生成一个事件并触发函数。例如，为函数计算设置一个OSS触发器，并绑定存储桶MyServerlessBook（这个存储桶通常需要和用户设置的函数在同一个账号、同一个地域中），且设置一个触发条件oss:ObjectCreated:PutObject（调用PutObject接口上传文件即会触发该函数），一旦该存储桶收到以PutObject接口上传的文件，就会按照之前规约好的数据结构生成一个事件，触发当前函数并将事件作为参数传递给函数。

3. 什么是函数入口

在学习C语言的时候，我们知道一个叫main的函数。main函数称为主函数。C程序总是从main函数开始执行，例如：

#include <stdio.h> int main(void) {    printf("HelloWorld!\n");    return 0; }

其实在函数计算中也是这样，在创建函数的时候，也需要告知系统入口方法是什么。通常情况下，函数入口的格式为[文件名].[函数名]。以Python为例，创建函数时指定的Handler为index.handler，那么函数计算会去加载index.py中定义的handler函数。通常情况下，一个函数计算的入口方法会有两个参数，一个是event，一个是context：

def handler(event, context):    return 'hello world'

• event：用户自定义的函数入参，以字节流的形式传给函数。其数据结构由用户自定义，可以是简单的字符串、JSON对象、图片（二进制数据）。函数计算不对event参数的内容进行任何解释。

对于不同的函数触发情况，event参数的值会有以下区别。

• 事件源服务触发函数时，会将事件以一种平台预定义的格式作为event参数的数据结构传给函数。用户可以根据此格式编写代码并从event参数中获取信息。例如OSS触发器触发函数时，会将存储桶及文件的具体信息以JSON格式传递给event参数。
• 函数通过SDK直接调用时，用户可以在调用方法和函数代码之间自定义event参数。调用方按照定义好的格式传入数据，函数代码按格式获取数据。例如定义一个JSON类型的数据结构{"key":"val"}作为event参数的数据结构。当调用方传入数据{"key":"val"}时，函数先将字节流转换成JSON格式，再通过event["key"]来获得值val。
• context：函数计算平台定义的函数入参。它的数据结构由函数计算设计，包含函数运行时的信息。其使用场景通常有两种，一种是获取用户的临时密钥信息，通过context中的临时密钥去访问阿里云的其他服务（使用示例中以访问OSS为例），避免在代码中使用密钥硬编码。另一种是获取本次执行的基本信息，例如requestId、serviceName、functionName、qualifier等。在阿里云函数计算中，context的结构基本如下。

{    requestId: '9cda63c3-1ac9-45ba-8a59-2593bb9bc101',    credentials: {        accessKeyId: 'xxx',        accessKeySecret: 'xxx',        securityToken: 'xxx'    },    function: {        name: 'xxx',        handler: 'index.handler',        memory: 512,        timeout: 60,        initializer: 'index.initializer',        initializationTimeout: 10    },    service: {        name: 'xxx',        logProject: 'xxx',        logStore: 'xxx',        qualifier: 'xxx',        versionId: 'xxx'    },    region: 'xxx',    accountId: 'xxx' }

当然，在第2章中，细心的读者应该已经发现，阿里云函数计算相对于其他云厂商的函数计算，在创建函数的时候多了一个选项：HTTP函数。与普通的事件函数不同的是，HTTP函数更适合快速构建Web服务等场景。HTTP触发器支持以HEAD、POST、PUT、GET和DELETE方式触发函数。同时，HTTP函数的入参和Response也略微不同，以官方例子为例：

# -*- coding: utf-8 -*- import json HELLO_WORLD = b"Hello world!\n" def handler(environ, start_response):    request_uri = environ['fc.request_uri']    response_body = {        'uri':environ['fc.request_uri'],        'method':environ['REQUEST_METHOD']    }    # do something here    status = '200 OK'    response_headers = [('Content-type', 'text/json')]    start_response(status, response_headers)    # Python2    return [json.dumps(response_body)]    # Python3 tips: When using Python3, the str and bytes types cannot be mixed.    # Use str.encode() to go from str to bytes    # return [json.dumps(response_body).encode()]

当然，HTTP函数的一个优势是更加容易与传统的Web框架进行结合。以Python的轻量级Web框架Flask为例：

# index.py from flask import Flask app = Flask(__name__) @app.route('/') def hello_world():    return 'Hello, World!'

此时，只需要将函数的入口方法设置为index.app，即可实现一个Flask项目运行在函数计算上。这个过程相对于很多在函数计算层面将JSON对象转换成Request对象的方案要方便得多。当然除了这一点之外，HTTP函数的优势还包括如下内容。

• 减少了开发人员的学习成本和调试过程，可帮助开发人员快速使用函数计算搭建Web Service和API。
• 支持选择熟悉的HTTP测试工具验证函数计算侧的功能和性能。
• 减少请求处理环节，HTTP触发器支持更高效的请求、响应格式，不需要编码或解码成JSON格式，性能更优。
• 方便对接其他支持Webhook回调的服务，例如CDN回源、MNS等。