亞馬遜云科技：實現(xiàn)Serverless的三條路徑

1995年，在Amazon.com相對簡單、原始首頁的背后有著另外一個開發(fā)理念：將其作為一個單體或者說是緊耦合應(yīng)用。不過隨著新功能的多樣且復(fù)雜化，亞馬遜很快就意識到緊耦合架構(gòu)會帶來沉重的成本壓力。

因此，亞馬遜做了兩件事：第一件事，將緊耦合架構(gòu)拆分成松耦合架構(gòu)，單體應(yīng)用變成微服務(wù)；第二件事，將研發(fā)團隊打散成“小而精”，并定義每個研發(fā)團隊負責(zé)的事情。如今，Amazon.com電商網(wǎng)站已經(jīng)擁有了數(shù)百萬個微服務(wù)，每個微服務(wù)都通過標(biāo)準(zhǔn)化的接口來定義，而且有非常多的微服務(wù)是通過Serverless來實現(xiàn)的。

事實上，從2006年亞馬遜推出第一個Serverless服務(wù)Amazon S3到今天，不僅僅是在計算領(lǐng)域，在存儲、數(shù)據(jù)庫、大數(shù)據(jù)、人工智能等其他領(lǐng)域都會看到非常豐富的Serverless產(chǎn)品和應(yīng)用。而剛剛推出的Amazon OpenSearch Serverless，它代表著亞馬遜云科技在大數(shù)據(jù)分析補上了最后一塊拼圖。也就是說，亞馬遜云科技提供的所有大數(shù)據(jù)分析的產(chǎn)品，全部都提供Serverless選項了。

“只做一件事情并且把這件事情做好，這就是Serverless在整個開發(fā)的理念中最重要的思想。” 亞馬遜云科技大中華區(qū)產(chǎn)品部總經(jīng)理陳曉建日前在亞馬遜云科技創(chuàng)新大會上表示，Serverless具有四大優(yōu)勢特征：無需管理服務(wù)器，自動擴展與縮減容量，按使用量付費，更高的安全與可用性。它是描述云服務(wù)、應(yīng)用開發(fā)實踐和云原生應(yīng)用架構(gòu)的一種方式，能夠幫助客戶更加敏捷地構(gòu)建應(yīng)用程序，從而更快地創(chuàng)新和應(yīng)對變化。

當(dāng)前的商業(yè)社會充滿了不確定性：硅谷銀行在48小時之內(nèi)就沒有任何征兆地倒閉了，當(dāng)然也有很多創(chuàng)新的技術(shù)包括像生成式AI幫助我們產(chǎn)生連肉眼都難以分辨的非常逼真的圖片和動畫。

“Serverless 應(yīng)用無需管理 API、消息隊列、存儲、數(shù)據(jù)庫，企業(yè)只需要專注于業(yè)務(wù)邏輯，將更多的精力放在業(yè)務(wù)創(chuàng)新上，加速應(yīng)用推出時間。”陳曉建表示，在2022 re：Invent 全球大會上推出的Amazon Lambda Snapstart可將Lambda函數(shù)的冷啟動時間降低90%，實現(xiàn)10倍的快速啟動性能，消除在系統(tǒng)啟動的時候帶來的突發(fā)延時，客戶不需要做任何的代碼改變，也不需要支付任何的費用。該功能幫助智能支付平臺Bill.com提高了95%的冷啟動性能。

豐富的Serverless服務(wù)幫助開發(fā)了《 彈殼特工隊》和《 弓箭傳說 》初創(chuàng)游戲公司Habby大幅縮短新游戲的部署和上線時間；幫助《Marvel Snap》卡牌游戲在半年達成全球5000萬美元的總營收；幫助可口可樂在 100 天內(nèi)構(gòu)建了新應(yīng)用程序，允許客戶在不接觸自動售貨機的情況下訂購和支付飲料。

另一方面，Serverless可以消除業(yè)務(wù)不穩(wěn)定起伏帶來的隱性成本，輕松應(yīng)對峰值、非頻發(fā)的復(fù)雜工作負載；還可以消除數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)按需擴展的復(fù)雜實施難題，無需考慮計算和存儲資源的比例，也不會出現(xiàn)節(jié)點讀寫狀態(tài)不一致等問題。

亞馬遜云科技可以提供全棧Serverless Data服務(wù)——六大Serverless 數(shù)據(jù)庫：Amazon Aurora Serverless、Amazon DynamoDB、Amazon Timestream、Amazon Keyspaces和Amazon Quantum Ledger Database （Amazon QLDB）和Amazon Neptune。2023年3月15日，Aurora Serverless V2在中國區(qū)正式上線： 可在幾分之一秒內(nèi)自動擴展到數(shù)十萬個事務(wù)； 以細粒度的增量擴展容量，與為峰值負載預(yù)置數(shù)據(jù)庫容量的方式相比，可幫助客戶節(jié)省高達90%的成本。

全部的分析服務(wù)：交互式查詢服務(wù)Amazon Athena、大數(shù)據(jù)處理服務(wù)Amazon Managed Streaming for Apache Kafka （Amazon MSK）、實時分析服務(wù)Amazon Kinesis和Amazon MSK、數(shù)據(jù)倉庫服務(wù)Amazon Redshift、數(shù)據(jù)集成服務(wù)Amazon Glue、商業(yè)智能服務(wù)Amazon QuickSight以及運營分析服務(wù)Amazon OpenSearch Service。

此外，Amazon Lambda融入了潛水艇隔離倉的安全理念，滿足企業(yè)級生產(chǎn)所需的99.99%高可用：執(zhí)行環(huán)境在硬件虛擬化虛擬機（microVM）上運行；每個Amazon Lambda運行的microVM不會跨亞馬遜云科技賬戶共享；每個執(zhí)行環(huán)境只處理一個并發(fā)調(diào)用。

無服務(wù)器消除了管理基礎(chǔ)架構(gòu)的需要，也就是說使用無服務(wù)器架構(gòu)，更多的責(zé)任例如給服務(wù)器擴容或者打補丁，由亞馬遜云科技承擔(dān)。

“過去17年，我們持續(xù)推進Serverless的發(fā)展，將Serverless提供的極致彈性和自動擴展能力帶給越來越多的客戶。此外，亞馬遜云科技大規(guī)模云服務(wù)的運營能力以及標(biāo)準(zhǔn)、安全的產(chǎn)品API體系，確保了Serverless服務(wù)為客戶提供極致的瞬間并發(fā)能力，應(yīng)對極端業(yè)務(wù)激增，并幫助他們實現(xiàn)大規(guī)模部署，把應(yīng)用快速部署到全球。”在陳曉建看來，大家可能沒有意識到有非常多的應(yīng)用，現(xiàn)在都可以使用Serverless來實現(xiàn)，而且不需要花非常大的力氣去了解新服務(wù)，或是更改架構(gòu)才能實現(xiàn)。很多客戶的場景其實也證明了這一點。

首先，第一條路徑，從遷移開始，無需代碼改造。對于后端服務(wù)的無服務(wù)器化重構(gòu)，亞馬遜云科技開發(fā)了開源工具Lambda Web Adapter，客戶無需修改代碼，可以隨意切換應(yīng)用程序在Lambda和容器之間轉(zhuǎn)換，基于容器開發(fā)的代碼，經(jīng)過鏡像打包，可以交付到Lambda里執(zhí)行；相反基于Lambda開發(fā)的Web應(yīng)用，也可以通過web adapter選擇采用Lambda還是采用容器部署和執(zhí)行。

對于后端數(shù)據(jù)管理無服務(wù)器化遷移，亞馬遜云科技提供與標(biāo)準(zhǔn)接口全面兼容的Serverless數(shù)據(jù)云服務(wù)：關(guān)系型數(shù)據(jù)庫Amazon Aurora全面兼容MySQL 和Postgres；非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫Amazon Keyspaces 兼容Apache Cassandra等。

第二條路徑，擁抱事件驅(qū)動架構(gòu)，靈活應(yīng)對不確定性。事件驅(qū)動架構(gòu)基于事件來解耦應(yīng)用程序組件，由事件生產(chǎn)者、事件路由和事件消費者三個關(guān)鍵組件構(gòu)成。例如，航空公司訂票系統(tǒng)、餐廳服務(wù)的點單系統(tǒng)，和大量的銀行保險業(yè)務(wù)，都是事件驅(qū)動的。

事件驅(qū)動型的好處是在于它可以獨立部署和更新，可以避免不同的模塊之間的變化給整個系統(tǒng)帶來的問題，同時可以最大限度的去降低風(fēng)險。也就是說，事件驅(qū)動型的好處在于更少的依賴，有故障隔離，同時是可進化的架構(gòu)。

以Amazon S3為例，亞馬遜云科技的Amazon S3的設(shè)計就是依照一個異步的并發(fā)的微服務(wù)的架構(gòu)去開發(fā)的，正是基于微服務(wù)的一種分布式的異步的架構(gòu)，可以在保證業(yè)務(wù)的持續(xù)服務(wù)的同時，可以不斷增加新的功能。從2006年剛開始的時候，只有8個微服務(wù)的模塊，到今天已經(jīng)有超過了235個微服務(wù)模塊，而整個過程對于用戶的服務(wù)都沒有產(chǎn)生任何影響。

第三條路徑，Serverless First，降低應(yīng)用成本。Serverless First就是在構(gòu)建新的應(yīng)用時首先考慮是否可以用Serverless 來實現(xiàn)。從而面向應(yīng)用場景選擇各種所需云原生Serverless服務(wù)來設(shè)計架構(gòu)，充分發(fā)揮服務(wù)之間的功能集成和協(xié)同治理優(yōu)勢。

需要注意的是，Serverless 應(yīng)用擁有極致彈性和成本優(yōu)化：相對于容器和有EC2模式，Serverless可以以更細的顆粒度來做資源的部署，提供資源利用率，降低成本。用戶意識到有的非常多的應(yīng)用現(xiàn)在已經(jīng)可以通過亞馬遜云科技豐富的Serverless服務(wù)來實現(xiàn)，而且不需要很深的技術(shù)背景，或是需要更改架構(gòu)才能實現(xiàn)。

寫在最后

“經(jīng)驗沒有壓縮算法。我們的全棧Serverless 服務(wù)，是長期云服務(wù)運營經(jīng)驗的結(jié)晶。”陳曉建始終認(rèn)為，所有工作的復(fù)雜系統(tǒng)都是從工作的簡單系統(tǒng)演變而來：亞馬遜云科技首個Serverless計算服務(wù)Amazon Lambda現(xiàn)在每月被調(diào)用的次數(shù)超過10萬億次；Serverless 數(shù)據(jù)庫Amazon DynamoDB每天發(fā)起10萬億次請求；Serverless 容器Amazon Fargate計算每周新發(fā)布的任務(wù)超過22.5億。

在這一趨勢下，企業(yè)需要重新思考Serverless First策略：避免之前的緊耦合的單體的思維；主動擁抱事件驅(qū)動的模式，異步的事件驅(qū)動本身就是自然世界的邏輯；無狀態(tài)是擴展的關(guān)鍵，比如計算和存儲分離來解決橫向擴展業(yè)務(wù)的健壯性問題，以及避免重復(fù)造輪子，應(yīng)該更好地使用已經(jīng)有的專業(yè)的解決方案。