大家都关注的Serverless，阿里怎么做的？
作者|陈仲寅（张挺）
出品|阿里巴巴新零售淘系技术部
本文是阿里巴巴前端技术专家-张挺，在 JSConf China 「中国开发者大会」上分享的《面向传统，Serverless 进化之路》，主要讲述阿里集团内部逐步迁移到 Serverless 体系的过程以及思考。
背景
自 GMTC 以来，国内各个公司在 Serverless 投入都有所变化，腾讯和阿里云都铆足了劲在上面发力，提出了各自的解决方案，腾讯推出了 Serverless 2.0，以及几天前阿里云推出的预留模式，都是对 Serverless 越来越重视的表现。
本文主要介绍两部分，第一是阿里在近期做的前端研发升级，为拓展前端的边界和职能，尝试做了一次和 Serverless 结合，第二是在这其中，我们尝试对现有的体系做了思考，希望能将传统应用快速迁移到 Serverless 体系，享受到 Serverless 红利。
现状
阿里的 Node.js 应用非常多，1600+ 的数量让维护和治理都变的很麻烦，每一次升级都要推行很久，这不管对框架开发还是平台治理都是不利的。
很多 Node.js 应用都是 BFF 应用，内部平台等，这些应用常年大多都处在负载低（10%以下），没有流量的状态，而且维护者大多处在离职或者不积极的状态，一方面造成了资源浪费，另一方面也给治理造成了困难。
其次，在集团开发传统应用，需要申请，整个研发流程比较长，需要业务了解预算和资源，牵扯到很多细节。
为此，我们开始了 前端研发升级 这个大项目。
整个前端研发模式升级的目的有两个，一是为了“前端赋能”，二是为了“前端提效”。
所谓的“前端赋能”，是因为我们希望前端能够打破现有的技术壁垒，朝着更底层，面向数据的地方去深入探索，在这之中可以从面向 UI，视图本身变的更加了解业务，从更面全面的视角来理解现有的体系。
而“前端提效”，则是希望让 Serverless，用更轻量化的方式进行业务研发，降低整个前端参与业务交付的门槛，同时，在开发期间，也能减少人力总成本，让前端减负，业务小步快跑成为可能。
但是阿里的 Serverless 之路非常困难，不像外界已经有成熟的体系，目前一些原因无法使用公有云上开放的产品，阿里云也无法直接对内部提供服务，同时，内部的中间件在外部都没有，都需要跨团队来重新建设。
Node.js 基础团队的使命，就是为集团 Node.js 生态提供各种基础能力，包括但不限于框架，中间件包等，而在 Serverless 体系中，我们要负责框架、工具链、运行时、发布系统，同时也需要和周边的网关，监控系统等对接。
收益
去年 10 月开始，我们开始进行调研 Serverless 以及了解相关知识，到现在为止，也已经取得了一定的阶段性成果，将淘宝和飞猪两道 BU 的导购链路整个迁移到了 Serverless 体系，并且承载了导购链路的千万级流量。
同时，内部系统也进行了一定程度的 Serverless 升级尝试，不管是重写还是传统应用迁移，我们都有了一定的沉淀。
我们最初的目的是希望能降低成本，按照网上 Serverless 的降低成本率能达到 90% 以上，不过导购业务比较特殊，流量比较大，不像那些需要弹性的应用，根据我们的测算，单进程下函数的性能非常不错，但是由于大促要提前预留一些资源，整体机器成本只降低到了平时的 70%，而在非大促期间，不需要预留这些资源，就能更低，降到 40% 以下。
现在都说 DevOPS，而 Serverless 最大的好处是减少运维，减少固定服务器资源，不需要用户关心调度等，同时也简化了开发的代码，专注了逻辑，晚上睡觉会更加的放心，不再担心机器容量不足而报警。
另一边，对于我们应用治理的人来说，之前会考虑各种版本碎片化的问题，node 的多版本，框架的多版本，以及启动脚本、依赖等等问题，而使用 Serverless
之后，我们将这些都固化了，用户也不关心这些，一切都变的简单了，我们也只需要治理运行时一个版本即可。
在业务前端方面，带来的是挑战和机遇，一方面，前端的工作量增大了，能干的事情也变多了，成了一职多能的多面手，也更了解业务了，另一方面，传统的后端可以从和前端沟通中解放出来，更专注于提供服务。前端从传统的面向接口编程变成了面向服务编程，由于集团内都是 RPC 服务，在 RPC 发布时会有固定的定义和文档，在调用时有工具辅助生产代码，大大简化了调用链路。
在流程方面，原来需要在各个环境准备和调研，从一开始申请应用，申请预算，申请环境开始，需要了解各个方面的知识，和不同部门的人打交道，流程审批也很长，而现在只需要在我们的统一研发平台上直接申请函数组，替代了原本的复杂流程，也提升了整个开发体验。
同时在编码中也不再考虑路由，MVC 的事情，这些在网关层配置就好，编写代码时会更关注逻辑，和之前的构建发布不同的是，现在增加了云端集成测试的步骤，由于函数和前端代码一样，是分版本的，也不担心修改到线上的正常服务，在测试完毕后，只需要将旧函数的 tag 指向新函数即可，这就完成了整个切流的过程，而一旦碰到问题，把 tag 切回去就行。
这就是我们前端研发模式升级的思考和收益，带给我们的不仅仅是变化，更多的是流程、思维的革新。
思考
在研发模式升级过程中，我们针对现有的导购业务进行了重构，可以说是使用了 Serverless 的方式进行了重写，而有一些老的应用，如果整体进行改造，这个成本会非常之大。
这个时候开发者就会有很常见的一个疑问：我原来的应用，怎么迁移到 Serverless 体系？
而我们的回答是两种：
- 使用 FaaS + Baas 的方式进行重构，代码更精简，就是需要改造成本
- 把整个传统应用作为一个函数，虽然不够优雅，但是能解决迁移的问题
把整个应用迁移到函数会有一些限制，会对代码结构和模型做一些微调，以符合整个 Serverless 的结构，毕竟新的体系和传统的代码模型是有所区别的。
阿里集团采用的是 FaaS + BaaS 的实现方式，而 FaaS 的整体概念和传统的应用不太一样。
在概念上，Serverless 比 FaaS 的外延要广，FaaS 属于 Serverless 的其中一种实现方式，主要解决的是用户自定义的代码逻辑如何做到 Serverless，也可以叫做 Serverless Compute，同时它也是事件驱动架构的一种。
而 CNCF Serverless 白皮书中也说到，Serverless Compute 是一种粒度更细的部署模型，通过一个或者多个 function，用于响应用户的需求。可以说，粒度小，灵活性高是它的最大特性。
在代码层面，为了让用户更好的理解，我们把传统代码的结构进行了分解，传统的 MVC 类型的代码，会分为几层。
- HTTP 服务，原框架（koa/midway/egg…)，Node.js 运行时，启动脚本等，将会变为函数运行时，固化下来
- 原有的 HTTP Router，Web 中间件等，将会由 HTTP 网关承接
- 原有的 Controller，业务逻辑（调用远程服务），继续保留，变为函数代码
- 原有的数据库，消息队列，RPC 调用等，都作为 BaaS 服务，用户只关心对应的服务，使用同一的 BaaS Client 进行调用
这样分解过后，我们对新旧两个体系的代码结构有了进一步认识，可以开始尝试修改部分代码，变成真正的 Serverless。
迁移
传统的应用，会暴露出一些对外的服务供外部调用，比如 HTTP,定时任务,RPC 服务等等，这些服务一般我们会单独抽离目录，并且和其他暴露的服务共享逻辑层代码，我们也经常称这些服务为“入口”。
在 Serverless(FaaS) 化的过程中，我们会根据当前部署平台的能力（比如阿里云 FC，腾讯 SCF 都会提供 HTTP 服务，定时任务，消息队列等等），将这些入口代码变为基于事件驱动的函数。
我们通过构建机制，在发布时生成不同的包，在共享一份逻辑代码的同时，部署到不同的环境，这个方案最大的优势是复用了原有的逻辑部分，可以和传统应用同步开发，而劣势也有，就是包依赖混在一起，由于函数对包大小有限制，可能会造成依赖过大等问题。
HTTP 相对于其他的来说会复杂很多，会有很多限制，这个我们在讲下游方案的时候再说。
针对上面的情况，对下游的数据调用我们也有相应的方案。我们将这些方案取了几个名字，比如代理模式和网关模式。
▐ 代理模式
首先来看看代理模式。一个传统的 Web 应用会分为 Router/Controller，以及逻辑层，在代理模式中，我们会保留传统的应用，只将原本的逻辑层部分迁移到了云函数中，暴露出 HTTP 服务。
这样的好处是代码变的精简，改动适中，也易于服务复用，缺点就是依旧会占用一个应用资源作为代理层。
而代理应用一般是通过 HTTP 客户端代理来实现的只是用户体感上需要做一些额外的支持，让开发者在体验上感觉到是调用了远端服务。
▐ 网关模式
第二种方式是网关模式，这个模式下，所有的代码都会迁移到新的体系，在 Web 层简单的时候比较适用。
该模式下，所有传统的 Web Router 会迁移到 HTTP Gateway 上，原本的路由，会话、鉴权等能力都将被网关所控制，而函数本身不需要关心这些，只需要关心数据即可。
业界现有的 FaaS 模型大多是这种结构，集团内也采用了这类结构去实践。
在这种模式下，原有的能力会碰到一些问题，举一些例子：
- 原有的 Web 中间件（koa middlware），会不知道如何处理，中间件大多是做请求流的拦截和消费，这个时候大多会拆成两部分，一部分被网关所处理，另一部分，只能交给函数本身，如果有共享的需求，也可以依赖模块来完成
- 原有的会话维持，一部分平台会进行透传 cookie，这个时候你依旧可以维持一个 sessionId，同时使用第三方来存储数据，但是如果网关不做这块，那么就很麻烦了
- 请求对象和原有的不同，由于函数获取的是 event，context 参数，或者原始的 request 对象，和现有的 koa 等框架不是很一致，上面的方法不一定有，会导致原有的代码做出修改和挑战
▐ 伪装者模式
那么有没有不修改代码的方案呢？我们尝试在函数外部进行代码包裹和数据模拟，让应用整个跑在函数之上，以一种 “微应用” 的方式继续存在。
我们把原有的 Web Server（midway/egg)，启动起来，在运行时中通过一个固定的端口转发，把 FaaS 的请求参数包裹成 HTTP Request 对象，而在出口处，也将 HTTP Response 包裹为函数能读懂的形式，通过这样续命的方式来延续传统应用。而由于阿里云上的容器只读不能写，目前还无法直接用这种模式。
这种方式需要调整的是，框架需要使用单进程模型（机器配置，轻量化的要求），应用需要无状态（函数机制决定），以及没有长连接等高消耗的操作。
总结
关于 Serverless 的问题还有很多，本文也只是介绍了其中一部分内容，从阿里当前的状况讲起，分享了从去年到今年的研发模式升级实践，也介绍了在这其中我们的一些思考，传统应用迁移到 FaaS 体系下的方式。后续的整套方案也会在经过双十一的洗礼，大流量的考验后，开放给大家。
作者：陈仲寅（张挺）
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