前端如何真正晋级成全栈：腾讯Serverless前端落地与实践

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作者 | 王俊杰

整理 | 李俊辰

Serverless 是当下炙手可热的技术，被认为是云计算发展的未来方向，拥有免运维、降低开发成本、按需自动扩展等诸多优点。尤其是在前端研发领域，使用 Node 开发云函数，可以让前端工程师更加专注于业务逻辑，实现全栈工程师的角色转变。但现有的开发模式、工具、脚手架已经标准化、流程化，存量业务正在线上稳定运行，如何将 Serverless 融入到现有开发模式和工具中？如何将 Serverless 和当前的业务进行结合落地？本文将尝试给出解法，内容整理自腾讯 Serverless 技术专家王俊杰在 GMTC 2019 深圳站的演讲。

前端与 Serverless 的不解之缘

目前很多前端同学都在学习 Serverless，很多文章和教程对 Serverless 都有不同方式的解读，今天我们首先来回顾三个问题：

  • 究竟什么是 Serverless？
  • Serverless 是否等于 FaaS 加 BaaS？
  • 我们所说的 FaaS 是什么？

加州大学伯克利分校 2019 年 3 月份发表过一篇论文，名为《Cloud Programming Simplified: A Berkeley View on Serverless Computing》，文中对“Serverless 是什么”进行了一些描述：

Put simply,serverless computing = FaaS + BaaS.

简单来理解，Faas+BaaS 是 Serverless 的一种实现方式，这也是主流对 Serverless 的一种理解。那 Serverless 的真正概念是什么呢？论文最核心的摘要部分，我们可以看到如下图的一段话，它说出了 Serverless 真正内涵：

翻译成中文就是：“无服务器云计算（Serverless Computing）几乎封装了所有的底层资源管理和系统运维工作，使开发人员更容易使用云基础设施。它提供了一个方式，极大地简化了基于云服务的编程，犹如汇编语言到高级编程语言般的转换。” 这段话中举了一个例子非常生动：

Assembly Language to high-level programming Languages.

“Serverless 给云计算带来的改变，就是相当于从汇编语言到高级语言"。汇编语言，计算机专业的学生都有了解过。写汇编的话，首先需要了解 CPU 的结构，知道加法器、寄存器，需要自己管理内存、IO 设备等一些底层资源。但开发者的目的并非如此，开发者应该是以业务为导向的。而高级语言提供了诸多能力和框架支持，可以令开发者专注于更快地完成业务上的事情，这才是高级语言所具备的优点，而不是让开发者把精力浪费在底层资源管理。有此可见，Serverless 的内涵就是对全部底层资源和运维工作的封装，让开发者专注于业务逻辑。

理解完 Serverless 的内涵，我们再来谈一下 FaaS（Function as a Service）的本质。一句话而言，FaaS 就是至今为止最细粒度的算力分配方式，我们先理解下什么叫算力分配方式。

当我们谈论计算机应用科学的时候，共有三个维度：“算力、算法、数据” 。在“算力”又有两个方向：一是如何让算力更强，让 CPU 运行的更快；二是如何让算力分配的更合理。传统计算机，从单任务实时操作系统到多任务分时操作系统，是解决算力的分配问题，云计算诞生的初衷以及要解决问题，也是解决巨大算力资源的合理化分配。云的算力分配方式主要是以什么为粒度的呢？

答案是虚拟机。

比机器再降维一点的分配粒度是什么？

答案是容器。

那比容器再降一级的功能是什么？

答案是函数。

最早期的算力分配是物理机为单元，后来是虚拟机和容器。这个算力分配细化的过程，也基本是云计算发展的过程。现在云上可以函数作为一个计算单元，变成每一次业务执行分配一次资源，没有业务就没有资源分配。所以，FaaS 是一个以函数（业务）为粒度的算力分配方式。

当我们理解了 Serverless 和 FaaS 的内涵，我们在讨论下这一切跟前端有什么关系。

随着 Node 的流行，前端工程师一直希望回归 Web 工程师的角色，全栈工程师的也在各种场合和文章被提到，最近几年大前端组织架构也成为超火话题。

第一，从前端工程师自身视角来讲，希望扩大自己的业务范围，进而才能有职业发展，仅仅做前台展现相关的东西，碰不到核心业务，价值得不到展现。

第二，如果从组织或是技术 leader 视角上来看问题的话，则会更关注技术对业务的贡献，关注团队的整体的执行效率、质量控制、角色合作这样一些问题。大前端的开发模式，会提升业务的迭代效率。

  1. 前端和后端都使用 JavasScript，技术栈是统一的。从写代码，到编译、打包、脚手架、组件化、包管理，再到 CICD，采用同一套都不是问题。
  2. Client Side JavaScript 和 Server Side JavaScript 本身就有很多可复用的代码，例如现在行业里有很多同构代码的 CSR 和 SSR 解决方案。
  3. 优化研发组织结构。大前端的开发模式，让接口定义、接口联调、环境模拟等，原来需要两种不同技术能力栈的工程师互相协作的模式，变为同一种技术技术能力栈的工程师独立完成的模式，让沟通和推动的成本降到最低。

想法很美好，但是实话实说，大前端这条路一直走的不是很顺畅。 我个人认为，其中主要的原因还是对 Full-Stack 的理解问题，在 Google 上搜 Full-Stack 有很多图示，其中大多数长成下面这样子：

这个理解是建立在业务功能实现层面的，好像有了前端 + 后端 + 数据库，基本业务就能做出来了。而实际上真实情况往往与之相差甚远！真正能够支撑业务的 Full-Stack 架构，至少分为四层。

  • 第一层，是核心业务逻辑，前、后端功能、API、数据；
  • 第二层，是业务架构，具体包括应用框架、技术架构、数据库等；
  • 第三层：是业务运维，包括日志、监控告警、扩展性、负载均衡等；
  • 第四层：是底层架构，包括计算资源、系统及网络安全、灾备等。

越往上层，对业务价值的驱动力更高，因为聚焦业务逻辑；而越往底层，往往技术难度越大，对于人员的技术能力要求越高。继续分析，我们就可以的发现：

  • 第一层：全栈工程师们想做的东西
  • 第二层到第四层：Serverless 可以解决的问题

在 Serverless 的赋能下，前端工程师依旧只需要关注核心的业务逻辑，而底层的技术架构、计算资源、稳定性、系统运维工作，则可以完全由 Serverless 进行支撑。即实现了从前端到真全栈的可能。这也就回答了我们的主题，Serverless 为何与前端有不解之缘。

Serverless 前端工程化的基本思路

当今的前端研发，组件化、工程化都有比较好的解决方案。那么我们要问的是，对于 Serverless 开发有没有比较好的解决方案呢？那么我们到底要不要用一个框架？前端开发者最喜欢用框架了。因为框架能解决很多问题：代码重用、统一规范、降低门槛、专注业务逻辑、社区优势、易于维护、提升效率...... 好处多的犹如一段相声贯口。

那么一个好的 Serverless 框架应该是什么样子？ 我觉得需要满足两个要求。

  • 组件化

利用组件机制，以业务功能为单元，进行代码的组织和管理，可以在业务内部、跨业务或跨公司进行重复使用，达到易于维护、提升效率的目的，好处很多，不在赘述。

  • 标准化

对于开发者提供一套标准的接口和使用方式，屏蔽底层云的异构系统之间的差异。就好比前端工程师熟悉的 JQuery 或者 Polyfill，它们不用关注浏览器的差异，直接用就完了。Serverless 的框架也应该做到这点。

Serverless 的原理与实现

Serverless Framework 就是这样的一款标准化、组件化的框架。在底层，提供了针对开发者的基础支持，包括开发、部署、调试、监控，这些支持针对云厂商接口进行了封装，开发者完全不用关注云计算平台的差异；在上层，每一个业务场景、业务框架都以组件化的方式进行封装，以更好的进行维护和复用。Serverless Framework 是一个拥有 34.5K star 的开源框架，如下：

https://github.com/serverless/serverless

Serverless  Framework 的 CLI 就叫“serverless”，以命令行的形式提供了全部功能。

Serverless Framework 有一个很重要的机制就是 Component 机制。

每个 component 都是一个 NPM 模块。它使用一个 YML 的配置文件，用来描述该 component 如何使用和分配云平台上面的资源。上图是一个 Express Component 的架构图，它由包括了 Tencent API gateway、Tencent SCF 和 Tencent PostgreSQL。

Component 代码结构非常清晰，遵循 NPM module 标准。一个非常值得提起的特性 —— 组件支持嵌套使用。例如一个 Serverless Full-Stack Application 包括了 Express Component 用于处理服务端逻辑，还包括一个 Website Component 组件用于管理静态文件和资源。而这两个组件又分别包括了他们的子组件。

Serverless Now

理解完 Serverless Framework 的基础结构之后，我今天要给大家展示一个 Servereless Hexo 博客的 demo，让大家对 Serverless Framework 有一些感觉。这个 Demo 是团队一个 MM 做的。她不是学计算机的，其次她没有任何代码经验，没写过前端 JavaScript，我们需要让她来用 Serverless  Framework 和 Website 组件完成一个静态博客的部署。

这个三分钟的 video demo, 不仅是完成了 Hexo 发布代码的上传，还包括了以下云资源的申请和配置。这说明我们的产品是非常有弹性的。所谓技术产品的弹性，就是可选配置特别多，但是默认必填项特别少。如果你富有经验，技术功底很深，让你自由的去编写每一个配置，以达到你想要的效果；反之，如果你跟这位 MM 一样是一名初学者，你也可以快速上手，再几分钟内用起来。

除了 Website 组件，下面整个图中都是 Serverless Framework 现在已经支持的组件，包括了 Node、Python、PHP 语言的各种框架。

如果你对 Serverless Express 感兴趣可以关注这个 Github 网址：

https://github.com/serverless-components/tencent-express

如果你已经有一个 Express 的项目，你现在就可以利用 Serverless framework 将它部署上云，具体的操作步骤也可以访问上面的 Github.

  • 第一步，通过 npm 安装 serverless；
  • 第二步，安装 Express，然后创建 app.js 文件；
  • 第三步，配置 serverless.yml，最简单的配置如左图，仅有四行代码（右边是可选配置项）；
  • 第四步，微信扫描二维码进行授权注册或登陆，然后执行 sls 命令（serverless 简写）进行部署；
  • 第五步，使用 remove 删掉这个项目，同时清理云资源。

对于前端开发者来讲，你甚至不需要了解什么是云，做了哪些事情。这一切都有 Serverless framework 给你做好了。除了 Express.js，Koa 和 Eggjs 同样由社区开发者贡献支持。

 总结

总结下来，本文主要分为四点：

  • 前端和 Serverless 的确是不解之缘，只有 Serverless 能够真正让一个前端工程师去挑大梁，Full-Stack 完成一个产品；
  • Serverless 前端工程化的基本思路，直接在云厂商的云函数上自己去做，还是基于现有的 Serverless Framework；
  • 讲了一些 Serverless Framework 的原理，包括底层以标准化方式对云厂商接口的支撑，上层是利用 Serverless 的组件化，进行业务复用，提升效率；
  • 最后通过视频，演示了一位从未学过编程的女生的第一个 Serverless Demo。

结束之前展示一张照片，最右边是《Serverless 架构》的作者刘宇，中间是 Austen Collins，他是 Serverless.com 的 CEO 和 Founder，也是 Serverless Framework 的作者。我希望用他一段话来结束今天的演讲：Serverless 是云的未来。Serverless 就是我们开发者的一个非常有利的力量，我们相信未来 Serverless 一定能够赋能开发者。 尤其对端开发者而言，从前端工程师的角色升级为全栈工程师，独立完成整个应用的从 0 到 1。

作者介绍

王俊杰，腾讯云 Serverless 前端技术专家，十余年互联网研发经验。负责 Tencent Serverless 技术在全栈应用开发的方案设计工作。主要研究 Serverless 与传统开发语言及开发框架相结合、Serverless 全栈应用开发模式、传统业务 Serverless 上云方法实践，Cloud Native App 的 Serverless 开发方法。曾担任百度搜索技术经理，负责搜索前端技术研发。

文章转载自公众号：前端之巅

原文链接：

https://mp.weixin.qq.com/s/fWQkdXU-QMDYafHQjX1gcw

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目前，Serverless Framework 服务暂时免费，且 Serverless Framework 服务用到云函数 SCF、API 网关、对象存储 COS 等产品，均提供免费额度。

具体免费详情可查阅：

https://cloud.tencent.com/document/product/1154/38792

立即使用 Serverless，只需三步！

Serverless Framework 是构建和运维 Serverless 应用的框架，简单三步，即可通过 Serverless Framework 快速实现服务部署。

1、创建本地应用
  • 通过 npm 安装 Serverless
代码语言：javascript
复制
$ npm install -g serverless
  • 基于 tencent_nodejs 模板创建 hello_world
代码语言：javascript
复制
$ serverless create --template tencent-nodejs --path my-service
2、安装相关依赖
  • 执行 npm install 安装相关依赖
代码语言：javascript
复制
$ cd my-service$ npm install
3. 部署
  • 扫描微信二维码一键登录腾讯云账号，部署函数到云端
代码语言：javascript
复制
$ serverless deploy
  • 触发云函数
代码语言：javascript
复制
$ serverless invoke -f hello_world

部署完成后，即可在命令行中看到部署情况，也可以在腾讯云控制台看到对应资源。

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