architecture-paradigm-serverless

无服务器架构范式

适用场景

• 流量可变的事件驱动型工作负载
• 最大限度减少云原生应用的运维开销

不适用场景

• 超出函数超时限制的长时间运行进程
• 需要持久连接或本地状态的应用

何时采用此范式

• 工作负载由事件驱动，且流量呈间歇性或“突发性”模式时。
• 目标是最大限度减少基础设施管理，并采用按执行次数计费的成本模式时。
• 对于相应使用场景，“冷启动”带来的延迟限制可以接受，或能够有效缓解时。

采用步骤

1. 识别函数：将工作负载拆分为小型、无状态的函数处理程序，由 HTTP 请求、消息队列或定时器等事件触发。
2. 外置状态：使用数据库和队列等托管服务来保存所有持久状态。将处理程序设计为幂等，以确保重复执行不会产生意外副作用。
3. 规划冷启动缓解措施：对于对延迟敏感的路径，尽量减少函数依赖项。采用预置并发或“预热”函数等策略来缩短冷启动时间。
4. 实施监控与安全措施：为所有函数启用详细的跟踪和日志记录。遵循最小权限原则，使用 IAM 角色，并为每个函数设置预算以控制成本。
5. 自动化部署：使用 SAM、CDK 或 Terraform 等基础设施即代码（IaC）框架，创建可重复且可靠的发布流程。

主要交付成果

• 一份架构决策记录（ADR），描述函数触发器、运行时选择、状态管理策略和成本预测。
• 一套完整的基础设施即代码（IaC）和 CI/CD 流水线，用于自动打包和部署函数。
• 可观测性仪表板，用于监控函数运行时长、错误率、冷启动频率和成本等关键指标。

风险与缓解措施

• 供应商锁定：
  • 缓解措施：在可行的情况下，通过自有接口抽象掉特定于供应商的 API，或采用可移植的框架（例如 Serverless Framework），以减少对单一云供应商的依赖。
• 调试挑战：
  • 缓解措施：跨分布式函数跟踪执行过程可能很复杂。统一使用特定的监控库和结构化日志记录，以简化调试。
• 资源限制：
  • 缓解措施：主动监控供应商施加的限制，例如并发和内存配额。将工作负载设计为可分片或可水平扩展，以满足这些限制。

具体组件

此范式的实现通常会包含的工具和抽象的词汇。它们不是依赖项，也不是 tools: frontmatter。

• cloud-sdk：AWS SDK、Google Cloud SDK 或 Azure SDK；与平台的一流集成
• serverless-framework：Serverless Framework、SAM 或 CDK；声明式函数部署
• IaC-tools：Terraform、Pulumi 或平台原生 IaC，用于函数周边的共享基础设施

退出标准

• 在部署任何函数之前，ADR 已记录函数触发器、运行时选择、状态外置策略、冷启动缓解方案和成本预测。
• 每个函数及其支持基础设施都有完整的 IaC 定义（SAM、CDK、Terraform 或等效方案），可从头开始重复部署。
• 每个函数处理程序都具有幂等性：使用相同事件重复执行会产生相同结果，且不会产生重复副作用（通过重放输入的单元测试验证）。
• 在函数承接生产流量之前，可观测性仪表板已涵盖函数运行时长、错误率、冷启动频率和每次调用的成本。