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本文是對(duì) Datadog 最新的一份 Serverless 報(bào)告的解讀，歡迎大家留言討論。

每項(xiàng)新技術(shù)的產(chǎn)生和演進(jìn)過程中，都會(huì)有他自己的擁躉，也會(huì)有持懷疑論者。Serverless 的美在于他可以盡可能的解放客戶在基礎(chǔ)設(shè)施上的投入，只需專注于自己的業(yè)務(wù)，讓技術(shù)產(chǎn)生更多商業(yè)價(jià)值，同時(shí)，客戶只需要真正為使用量付費(fèi)，無(wú)須讓計(jì)算資源常駐。

“ Datadog 上一半的 AWS 客戶使用了 Lambda，80% 的 AWS 容器客戶使用了 Lambda。”

是的，這個(gè)數(shù)據(jù)來自 Datadog 去年的一份調(diào)研報(bào)告，客觀反映了 Serverless 在海外市場(chǎng)的落地進(jìn)程。一年之后，Datadog 發(fā)布了第二份 Serverless 調(diào)研報(bào)告，我們來一起看看 Serverless 在海外的最新進(jìn)展，這對(duì)于無(wú)論是已經(jīng)投入建設(shè) Serverless，還是仍處于觀望狀態(tài)的決策者和使用者而言，也許都能獲得一些參考。

觀點(diǎn)

觀點(diǎn)一：Lambda 的調(diào)用頻率比兩年前高 3.5 倍，運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)達(dá) 900 小時(shí) / 天

Serverless 的使用深度如何來定義？

自 2019 年以來，一直在使用 Lambda 的企業(yè)已大大提高了其使用率。平均而言，到 2021 年初，這些公司每天調(diào)用函數(shù)的次數(shù)是兩年前的 3.5 倍。此外，在同一組 Lambda 用戶中，每家企業(yè)的功能平均每天平均運(yùn)行達(dá) 900 個(gè)小時(shí)。

普通云服務(wù)器，是按服務(wù)器的租用配置和租用時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行收費(fèi)的，其中，租用配置是依據(jù) vCPU 和內(nèi)存定價(jià)。

而函數(shù)計(jì)算則不同，按使用過程中的調(diào)用次數(shù)和函數(shù)運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)收費(fèi)的。因此，調(diào)用次數(shù)和函數(shù)運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)是衡量客戶使用 Serverless 深度的指標(biāo)。報(bào)告中未提供每天調(diào)用次數(shù)絕對(duì)值的信息，但我們可以依據(jù)每天運(yùn)行 900 小時(shí)運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)的數(shù)據(jù)，對(duì)客戶在 Serverless 的消費(fèi)做一個(gè)區(qū)間預(yù)估。

以阿里云函數(shù)計(jì)算的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算，使用預(yù)付費(fèi)模式：

每 1 GB 計(jì)算力的實(shí)例運(yùn)行 1 秒所需的費(fèi)用是 0.00003167 元，以內(nèi)存規(guī)格 1GB，每天運(yùn)行 900 小時(shí)來計(jì)算，預(yù)計(jì)將消費(fèi) 102.6 元，年度消費(fèi)是 3.7 萬(wàn)，再搭上存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、安全、數(shù)據(jù)庫(kù)等其他云產(chǎn)品的消費(fèi)，已經(jīng)是一個(gè)中型企業(yè)的云上支出了。此外，函數(shù)的調(diào)用次數(shù)所產(chǎn)生的費(fèi)用通常不會(huì)太多，尤其是 Python 這類和 AI 建模相關(guān)的函數(shù)應(yīng)用，阿里云函數(shù)計(jì)算每天調(diào)用 100 萬(wàn)次的費(fèi)用是 13.3 元。

觀點(diǎn)二：Lambda 執(zhí)行時(shí)長(zhǎng)的中位數(shù)是 60 毫秒，僅為一年前的一半

事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)下，執(zhí)行時(shí)長(zhǎng)是一個(gè)關(guān)鍵生產(chǎn)因素

函數(shù)的執(zhí)行時(shí)長(zhǎng)是 FaaS 領(lǐng)域的新概念，因?yàn)?FaaS 是事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，實(shí)際觸發(fā)時(shí)，才會(huì)調(diào)用計(jì)算資源執(zhí)行函數(shù)應(yīng)用并進(jìn)行計(jì)費(fèi)，函數(shù)應(yīng)用執(zhí)行時(shí)間越長(zhǎng)，費(fèi)用就會(huì)越高。不同于函數(shù)計(jì)算，普通云服務(wù)器則是按租用服務(wù)器來計(jì)費(fèi)，雖然普通云服務(wù)器也提供自動(dòng)彈性伸縮的功能，但由于本身不是事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，導(dǎo)致伸縮規(guī)則上是受限的，而且，普通云服務(wù)器是按秒計(jì)費(fèi)，而業(yè)內(nèi)的 FaaS 產(chǎn)品，例如 Lambda、阿里云函數(shù)計(jì)算都已經(jīng)支持按毫秒計(jì)費(fèi)，計(jì)費(fèi)顆粒度越細(xì)，計(jì)算成本的優(yōu)化空間就越大。

從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上我們可以看到，越來越多的 AWS 客戶正在遵循官方提供的成本優(yōu)化最佳實(shí)踐，來縮短函數(shù)的執(zhí)行時(shí)長(zhǎng)，從而進(jìn)一步優(yōu)化計(jì)算成本，最大程度發(fā)揮 Serverless 的成本優(yōu)勢(shì)。

下圖中，函數(shù)執(zhí)行時(shí)長(zhǎng)曲線的尾巴很長(zhǎng)，這表明 Lambda 不僅支持短期作業(yè)，而且已經(jīng)在支持計(jì)算密集型的用例。雖然此份報(bào)告沒有展示哪些計(jì)算密集型的業(yè)務(wù)場(chǎng)景使用了 Lambda，但從國(guó)內(nèi)云廠商宣傳的案例看，主要是音視頻處理、AI 建模類的應(yīng)用。

觀點(diǎn)三：除 AWS Lambda 外，Azure Function 和 Google Cloud Function 的增長(zhǎng)也很迅速

百家齊放是行業(yè)走向成熟的必經(jīng)階段

AWS Lambda 是最早的 FaaS 產(chǎn)品，Azure 和 Google 緊隨其后，推出了 FaaS 產(chǎn)品，他們的增速可能得益于整個(gè)行業(yè)的成熟度，從一年前只有 20% 的 Azure 客戶使用 Azure Function，一年后，這一數(shù)據(jù)已經(jīng)增長(zhǎng)到了 36%，而 Google 已經(jīng)有 25% 的云上客戶在使用 Cloud Function 了。

該部分，報(bào)告中引用了 Vercel 這個(gè)案例：

Vercel 是一個(gè)很實(shí)用的網(wǎng)站管理和托管工具，可以快速部署網(wǎng)站、App，甚至不需要購(gòu)買服務(wù)器、域名、安裝與配置 Nginx、上傳網(wǎng)站文件、添加 DNS 解析項(xiàng)、配置網(wǎng)頁(yè)證書，最重要的是個(gè)人使用是永久免費(fèi)。

Vercel 托管的都是一些耦合度不高的應(yīng)用。很顯然， Vercel 的這一商業(yè)模式充分利用了 Serverless 技術(shù)的成本優(yōu)勢(shì)，來盡可能降低免費(fèi)個(gè)人用戶帶來的服務(wù)器成本，通過函數(shù)應(yīng)用來處理來自服務(wù)端渲染、API 路由等的請(qǐng)求。在過去的一年里，Vercel 每月的服務(wù)器調(diào)用次數(shù)從 2.62 億次增加到每月 74 億次，增長(zhǎng)了 28 倍。

觀點(diǎn)四：AWS Step Functions 是 Lambda 的最佳伴侶，平均每個(gè)工作流包含 4 個(gè)函數(shù)，并逐月上升

函數(shù)應(yīng)用的編排功能正在拓展函數(shù)應(yīng)用的邊界

一個(gè)完整的業(yè)務(wù)邏輯通常不是一個(gè)函數(shù)應(yīng)用就能完成的，需要用到多個(gè)函數(shù)應(yīng)用，甚至還涉及到彈性計(jì)算、批量計(jì)算等計(jì)算單元。這時(shí)候，通過工作流的編排能力，對(duì)各個(gè)計(jì)算任務(wù)進(jìn)行順序、分支、并行等方式的分布式編排，可以簡(jiǎn)化繁瑣的業(yè)務(wù)拼接帶來的代碼工作，還能可視化監(jiān)控整個(gè)業(yè)務(wù)流程中各個(gè)執(zhí)行環(huán)節(jié)的狀態(tài)，一舉兩得。AWS Step Functions 就提供了這樣的功能。

報(bào)告顯示，平均每個(gè) Step Functions 工作流包含 4 個(gè) Lambda 函數(shù)，并且呈現(xiàn)逐月增長(zhǎng)的趨勢(shì)。說明越來越的客戶正使用工作流來處理越來越復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯。其中，執(zhí)行時(shí)間在 1 分鐘內(nèi)的工作流占比 40%，但也不乏一些執(zhí)行時(shí)長(zhǎng)多于 1 小時(shí)甚至超過 1 天的工作流，這些長(zhǎng)時(shí)間執(zhí)行的工作流以 AI 建模為主。

該部分，報(bào)告中引用了 Stedi 這一案例，這家企業(yè)是在 B2B 交易的交易領(lǐng)域提供結(jié)構(gòu)化消息發(fā)送的服務(wù)，例如營(yíng)銷郵件的推送等服務(wù)，這類業(yè)務(wù)場(chǎng)景具備事件觸發(fā)、短時(shí)間需要調(diào)用海量目標(biāo)郵箱郵箱的特點(diǎn)，Serverless + 工作流就可以很好的滿足了客戶在成本和開發(fā)運(yùn)維效率上進(jìn)行優(yōu)化的訴求。

觀點(diǎn)五：四分之一的 AWS CluodFront 客戶使用 Lambda @Edge

邊緣正成為 Serverless 的新市場(chǎng)

Lambda @ Edge 是 Amazon CloudFront 的一個(gè)功能，它可讓客戶在靠近應(yīng)用程序用戶的地方運(yùn)行代碼，從而提高性能，降低延遲。使用 Lambda @ Edge，客戶無(wú)需在全球多個(gè)地方預(yù)置或管理基礎(chǔ)設(shè)施，只需按使用的計(jì)算時(shí)間付費(fèi)，代碼未運(yùn)行時(shí)不產(chǎn)生費(fèi)用。

相當(dāng)于在邊緣的場(chǎng)景下，網(wǎng)絡(luò)將 Serverless 的計(jì)算能力一起提供給客戶，而無(wú)須從云端調(diào)用算力，提高了那些對(duì)延遲敏感的邊緣業(yè)務(wù)的客戶體驗(yàn)，例如物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下視頻監(jiān)控和智能分析、業(yè)務(wù)監(jiān)測(cè)和分析等任務(wù)。

報(bào)告顯示，四分之一的 Amazon CloudFront 客戶使用了 Lambda@Edge，其中 67% 的客戶的函數(shù)執(zhí)行時(shí)長(zhǎng)不到 20 毫秒，說明這部分應(yīng)用對(duì)延遲非常敏感，這類的邊緣業(yè)務(wù)需求越多，Serverless 在邊緣端的潛力就越大。

觀點(diǎn)六：超過一半的客戶函數(shù)預(yù)留實(shí)例的資源使用率不到 80%

冷啟動(dòng)是事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)下一個(gè)無(wú)法回避的命題

尤其是在 Java/.Net 的編程框架下，應(yīng)用的啟動(dòng)會(huì)更慢，因?yàn)?Java 需要初始化其虛擬機(jī) (JVM) ，并將大量類加載到內(nèi)存中，然后才能執(zhí)行用戶代碼。業(yè)內(nèi)提供了很多優(yōu)化冷啟動(dòng)的思路，例如提供函數(shù)預(yù)留實(shí)例，或者通過按需加載和更高效的存儲(chǔ)和算法來提升容器鏡像的拉取速度，從而優(yōu)化冷啟動(dòng)速度。

本質(zhì)上講，函數(shù)預(yù)留實(shí)例是避免冷啟動(dòng)的一個(gè)見效很快的方式，但他并沒有從根本上解決冷啟動(dòng)的問題，資源預(yù)留的越多，浪費(fèi)的就越多，這和 Serverless 主張的按需使用是背道而馳的。因此，今年的報(bào)告非常關(guān)注客戶在函數(shù)預(yù)留實(shí)例的使用率情況。

報(bào)告顯示，57% 使用函數(shù)預(yù)留實(shí)例的客戶用了不到預(yù)留實(shí)例中 80% 的資源，其中，超過 30% 的客戶僅用了不到 40% 的資源；使用率達(dá) 80%-100% 的客戶超過 40%，那么這部分客戶應(yīng)當(dāng)仍然會(huì)遇到冷啟動(dòng)的問題。因此，不斷優(yōu)化業(yè)務(wù)的預(yù)留實(shí)例設(shè)計(jì)仍是廠商和客戶需要共同面對(duì)的命題，相關(guān)的最佳實(shí)踐會(huì)有較高的指導(dǎo)意義。感興趣的朋友可以看看阿里云函數(shù)計(jì)算的這份最佳實(shí)踐。

觀點(diǎn)七：開源無(wú)服務(wù)器框架是部署函數(shù)應(yīng)用的主要方式

應(yīng)用拆的越細(xì)，部署難度越大

Serverless 架構(gòu)下，手動(dòng)部署幾個(gè)函數(shù)應(yīng)用可能不太復(fù)雜，一旦當(dāng)應(yīng)用擴(kuò)展到幾十、幾百個(gè)的時(shí)候，應(yīng)用的部署難度就會(huì)被成倍放大，此時(shí)通過一些部署工具來部署，可以提高部署效率。正如 Kubernetes 是用來自動(dòng)部署、擴(kuò)展和管理容器化應(yīng)用程序的，在管理容器的過程，Kubernetes 已經(jīng)是必不可少的工具。

報(bào)告顯示，80% 以上的客戶使用 Serverless Framework 來部署和管理函數(shù)應(yīng)用，雖然報(bào)告未給出原因，但大體離不開 Serverless Framework 的易用性、開放性和社區(qū)屬性，報(bào)告預(yù)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)施即代碼類的部署工具在大規(guī)模部署無(wú)服務(wù)器應(yīng)用程序方面將扮演更重要的角色，AWS 自研的三個(gè)部署工具，vanilla CloudFormation、AWS CDK 和 AWS SAM 的使用率分別是 19%、18% 和 13%。（存在同一個(gè)客戶同時(shí)使用兩個(gè)或多個(gè)工具，因此使用率疊加后高于 100%）

回到國(guó)內(nèi)，阿里云、百度云、華為云、騰訊云均提供了自家閉源的部署工具，騰訊云和 Serverless Framework 合作，開發(fā)了 Serverless 應(yīng)用中心，阿里云則是在去年開源了 Serverless Devs，提供函數(shù)應(yīng)用的部署、運(yùn)維和監(jiān)控，此外，國(guó)內(nèi)另一款提供 Node.js 開發(fā)態(tài)框架的開源項(xiàng)目 Midway，已經(jīng)獲得 4k+ 的 star，相信隨著參與 Serverless 的開發(fā)者的增加，國(guó)內(nèi)開源工具生態(tài)會(huì)越發(fā)活躍。

觀點(diǎn)八：Python 是最流行的 Lambda 運(yùn)行時(shí)，尤其是在大型環(huán)境中

Serverless 天然支持多語(yǔ)言的開發(fā)框架。那么問題也來了，哪類編程語(yǔ)言最為流行呢？

報(bào)告顯示，58% 的用戶使用 Python、Node.js 則占據(jù)了 31% 的份額，Java、Go、.NET Core 和 Ruby 的份額均未超過 10%。但考慮到不同廠商各自的特點(diǎn)，阿里云上的 Java 份額可能會(huì)更高些，Azure 上 .NET 的客戶會(huì)更多些。

有趣的是，在小型的 Lambda 運(yùn)行環(huán)境中，Node.js 的份額高于 Python，隨著函數(shù)規(guī)模的增長(zhǎng)，Python 就越來越流行，而在企業(yè)級(jí)組織中，Python 的使用頻率是 Node.js 的 4 倍，如下圖：

雷卷在阿里云內(nèi)網(wǎng)分享了報(bào)告中編程語(yǔ)言部分的分析：大型企業(yè)在大數(shù)據(jù)、AI 等方面，使用 Python 比較多，而且他們使用的 Lambda 量也比較大，所以在 Lambda 的數(shù)量上 Python 有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)；Node.js 應(yīng)用用不了那么大的運(yùn)行期 (多核 CPU 和大內(nèi)存），通常都是小型實(shí)例，另外可能是個(gè)人的 Node.js 開發(fā)者，通常也會(huì)選擇小型的 Lambda 環(huán)境。

此外，各類編程語(yǔ)言的版本的使用分布如下，依次遞減，Python 3.x、Node.js 12、Node.js 10、Python 2.7、Java 8、Go 1.x、.NET Core 2.1、.NET Core 3.1。

總結(jié)

整體上，相比去年，國(guó)外 Serverless 的使用群體在迅速擴(kuò)大，函數(shù)執(zhí)行時(shí)長(zhǎng)不斷增加，使用方式也越加成熟，開發(fā)者工具也更佳開放。在國(guó)內(nèi)，Serverless 已經(jīng)不在局限一些離線任務(wù)或低耦合性應(yīng)用，已經(jīng)有不少企業(yè)客戶將 Serverless 應(yīng)用于生產(chǎn)環(huán)節(jié)的核心鏈路上，例如世紀(jì)聯(lián)華將交易系統(tǒng)、會(huì)員系統(tǒng)、庫(kù)存系統(tǒng)、后臺(tái)系統(tǒng)和促銷模塊等核心應(yīng)用均部署在函數(shù)計(jì)算上，來減輕客戶在基礎(chǔ)設(shè)施上的投入；閑魚已經(jīng)開始實(shí)踐對(duì)傳統(tǒng)巨型應(yīng)用的 Serverless 化改造，去攻克在 Functions 之間代碼復(fù)用、對(duì)函數(shù)的依賴做統(tǒng)一升級(jí)等業(yè)內(nèi)難題。應(yīng)用的改造需要時(shí)間和窗口期，相信會(huì)有越來越的企業(yè)客戶選擇 Serverless 來解放雙手。