1.1　Serverless的定义

1.1.1　广义定义探索

云计算的十余年发展让整个互联网行业发生了翻天覆地的变化，而Serverless作为云计算的产物，或者说是云计算在某个时代的表现，被很多人认为是真正意义上的云计算，伯克利团队甚至断言Serverless将会引领云计算的下一个十年。那么Serverless到底是什么呢？是否有明确的定义或者规范呢？

关于“Serverless是什么”这个问题，其实是可以通过不同角度来分析的。Martin Fowler在“Serverless Architectures”一文中从Serverless组成角度给出了Serverless的定义，他认为Serverless实际上是BaaS与FaaS的组合，并针对BaaS和FaaS进行了详细的描述。

• Serverless最早用于描述那些大部分或者完全依赖于第三方（云端）应用或服务来管理服务器端逻辑和状态的应用，这些应用通常是富客户端应用（单页应用或者移动端App），建立在云服务生态之上，包括数据库（Parse、Firebase）、账号系统（Auth0、AWS Cognito）等。这些服务最早被称为Baas（Backend as a Service，后端即服务）。
• Serverless还可以指这种情况：应用的一部分服务端逻辑依然由开发者完成，但是和传统架构不同，它运行在一个无状态的计算容器中，由事件驱动，生命周期很短（甚至只有一次调用），完全由第三方管理。这种情况被称为FaaS（Functions as a service，函数即服务）。AWS Lambda是目前的热门FaaS实现之一。

通过Martin Fowler的描述可以总结出FaaS、BaaS以及Serverless之间的关系，如图1-1所示。

云原生计算基金会（下文简称CNCF）则从Serverless的特征特性角度给出了Serverless的定义：Serverless是指构建和运行不需要服务器管理的应用程序。它描述了一种更细粒度的部署模型，即将应用程序打包为一个或多个功能，上传到平台，然后执行、扩展和计费，以响应当时确切的需求。

同时CNCF也强调了，Serverless所谓的“无服务器”并不是“没有服务器”，而是说Serverless的用户不再需要在服务器配置、维护、更新、扩展和容量规划上花费时间和资源，可以将更多的精力放到业务逻辑本身，至于服务器，则“把更专业的事情交给更专业的人”去做，即由云厂商来提供统一的运维。

在信通院云原生产业联盟所发布的《云原生发展白皮书（2020年）》中对Serverless也有相关的描述：Serverless是一种架构理念，其核心思想是将提供服务资源的基础设施抽象成各种服务，以API接口的方式供用户按需调用，真正做到按需伸缩、按使用收费。这种架构消除了对传统的海量持续在线服务器组件的需求，降低了开发和运维的复杂性，降低了运营成本并缩短了业务系统的交付周期，使得用户能够专注在价值密度更高的业务逻辑的开发上。

如图1-2所示，从Serverless的结构上来看，Serverless = FaaS + BaaS是一个被普遍认可的概念；从Serverless的特性上来看，Serverless运行在无状态的计算容器中，由事件触发，并且拥有弹性伸缩以及按量付费等能力，让使用者不用花费更多的精力在服务器上，而是更加关注业务本身。

1.1.2　Serverless工作流程

在实际生产中，Serverless架构通常都是FaaS与BaaS的结合，并且具备弹性伸缩和按量付费的特性。如图1-3所示，当开发者想要开发一个项目的时候，通常只需要根据FaaS提供商所提供的Runtime，选择一个熟悉的编程语言，然后进行项目开发、测试（图中步骤1）；完成之后将代码上传到FaaS平台（图中步骤2）；上传完成之后，只需要通过API/SDK（图中步骤3）或者一些云端的事件源（图中步骤3）触发上传到FaaS平台的函数，FaaS平台就会根据触发的并发度等弹性执行对应的函数（图中步骤4），最后用户可以根据实际资源使用量进行按量付费（图中步骤5）。

我们来看一个Web应用的例子。如图1-4所示，通常情况下一些Web应用都是传统的三层C/S架构，例如一个常见的电子商务应用，假设它的服务端用Java，客户端用HTML/JavaScript。

在这个架构下，服务端仅为云服务器，其承载了大量业务功能和业务逻辑，例如，系统中的大部分逻辑（身份验证、页面导航、搜索、交易等）都在服务端实现。把它改造成Serverless应用形态，简图如图1-5所示。

在Serverless应用形态下，移除了最初应用中的身份验证逻辑，换用一个第三方的BaaS服务（图中步骤1）；允许客户端直接访问一部分数据库内容，这部分数据完全由第三方托管，会用一些安全配置来管理客户端访问相应数据的权限（图中步骤2）；前面两点已经隐含了非常重要的第三点：先前服务端的部分逻辑已经转移到了客户端，如保持用户Session、理解应用的UX结构、获取数据并渲染出用户界面等。客户端实际上已经在逐步演变为单页应用（图中步骤3）；还有一些任务需要保留在服务器上，比如繁重的计算任务或者需要访问大量数据的操作。这里以“搜索”为例，搜索功能可以从持续运行的服务端中拆分出来，以FaaS的方式实现，从API网关（后文做详细解释）接收请求并返回响应。这个服务端函数可以和客户端一样，从同一个数据库读取产品数据。原始的服务端是用Java写的，而AWS Lambda（假定用的这家FaaS平台）也支持Java，那么原先的搜索代码略作修改就能实现这个搜索函数（图中步骤4）；还可以把“购买”功能改写为另一个FaaS函数，出于安全考虑，它需要在服务端而非客户端实现。它同样经由API网关暴露给外部使用（图中步骤5）。

在整个项目中，Serverless用户实际关心的也就只剩下函数中的业务逻辑，至于身份验证逻辑、API网关以及数据库等原先在服务端的一些产品/服务统统交给云厂商提供。在整个项目开发、上线以及维护的过程中，用户并不需要关注服务器层面的维护，也无须为流量的波峰波谷进行运维资源的投入，这一切的安全性、弹性能力以及运维工作都交给云厂商来统一处理/调度，用户所需要关注的就是自己的业务代码是否符合自己的业务要求，同时在Serverless架构下，用户也无需为资源闲置进行额外的支出，Serverless架构的按量付费模型以及弹性伸缩能力、服务端低运维/免运维能力，可以让Serverless用户的资源成本、人力成本、整体研发效能得到大幅度提升，让项目的性能、安全性、稳定性得到极大的保障。