Funkcja jako usługa (FaaS): wszystko, co musisz wiedzieć

Prawdopodobnie słyszałeś o SaaS i być może słyszałeś o PaaS i IaaS, ale czy słyszałeś o Function as a Service (FaaS)?

Rynek FaaS szybko się rozwija. Według Allied Market Research rynek był wart 3,01 miliarda dolarów w 2018 roku. Oczekuje się, że liczba ta wzrośnie do 24 miliardów dolarów do 2026 roku, co oznacza, że ​​branża będzie rosła ze złożonym rocznym tempem wzrostu (CAGR) wynoszącym 29,7% w latach 2020-2026.

Patrząc na ten wzrost, można śmiało powiedzieć, że FaaS to dość duża sprawa.

Ale czym jest FaaS i jak to działa? Aby pomóc Ci odpowiedzieć na te pytania, w tym artykule omówimy podstawy FaaS, dlaczego ludzie powinni (i nie powinni) korzystać z FaaS oraz stan globalnego rynku FaaS od 2022 roku.

Chodźmy.

Co to jest funkcja jako usługa (FaaS)?

Funkcja jako usługa (FaaS) to forma przetwarzania w chmurze, która pomaga programistom lepiej pracować, eliminując potrzebę utrzymywania infrastruktury aplikacji. Gdy programiści wykorzystują FaaS, używają platformy FaaS do tworzenia, uruchamiania i nadzorowania dla nich pakietów aplikacji.

W tym momencie możesz pomyśleć, że FaaS brzmi jak przetwarzanie bezserwerowe — i tak jest. Przetwarzanie bezserwerowe umożliwia programistom zlecanie zarządzania bazami danych, bramami API, pamięcią masową, wiadomościami i inną infrastrukturą zewnętrznemu dostawcy. FaaS to rodzaj przetwarzania bezserwerowego.

Chociaż może to być pierwszy raz, kiedy czytasz o FaaS, prawdopodobnie spotkałeś się z nim na wolności. Wiele popularnych programów i aplikacji korzysta z FaaS — na przykład Alexa firmy Amazon.

Jeśli znasz Alexę, będziesz wiedział, że możesz rozszerzyć funkcje Alexy, budując „umiejętności”. Podobnie jak aplikacje, umiejętności pozwalają Alexie robić rzeczy poza podstawową konfiguracją. Rzeczy takie jak sprawdzanie powiadomień w aplikacji, rozpoczynanie nowego czatu lub odtwarzanie niestandardowego dźwięku.

Amazon obsługuje wszystkie umiejętności Alexy za pośrednictwem AWS Lambda. Kiedy budujesz nową umiejętność, tworzysz ją jako funkcję, którą wdrażasz za pośrednictwem AWS Lambda. AWS Lambda następnie uruchamia tę funkcję za Ciebie i rozwiązuje problemy związane z infrastrukturą, takie jak bezpieczeństwo i zarządzanie bazami danych.

Jak więc działa FaaS krok po kroku? Omówmy to dalej.

Jak działa FaaS?

Aby zrozumieć FaaS, musisz znać dwa kluczowe terminy:

1. „Architektura monolityczna” = samodzielna aplikacja, która działa niezależnie od innych aplikacji. Aplikacje te samodzielnie zarządzają interfejsem użytkownika, funkcjami biznesowymi i interfejsem danych. Kod architektury monolitycznej opiera się na innych fragmentach kodu.
2. „Architektura mikroserwisowa” = kawałek kodu, który obsługuje kilka małych zadań. Te mikrousługi są oddzielne (chociaż razem tworzą całą aplikację).

Oto diagram pokazujący różnice między architekturą monolityczną a architekturą mikrousług:

Główną różnicę w praktyce między architekturą mikrousługową a architekturą monolityczną można zobaczyć podczas wykonywania lub aktualizowania funkcji. Dzięki architekturze monolitycznej cały program wykonuje funkcję od razu (jak na przykład aktualizowanie aplikacji). Dzięki architekturze mikrousług można niezależnie wykonać funkcję mikrousług.

FaaS to coś, co pomaga w działaniu architektur mikrousług.

Podczas wykonywania każdej nowej funkcji mikroserwisu wystarczy utworzyć funkcję. Następnie dostawca FaaS przejmuje funkcję, uruchamia ją i od tego momentu zajmuje się zarządzaniem funkcją.

Ponieważ FaaS jest narzędziem, które działa na podstawie Twoich danych wejściowych, ważne jest, aby pamiętać, że każda funkcja FaaS powinna być odpowiedzialna tylko za jedno zadanie. To zadanie jest następnie uruchamiane po aktywacji wyzwalacza. Na przykład funkcja, która tworzy kopię paragonu użytkownika, będzie działać tylko wtedy, gdy użytkownik naciśnie „pobranie potwierdzenia”.

FaaS korzysta z „modelu wykonania opartego na zdarzeniach”, co oznacza, że ​​Twoje funkcje aktywują się tylko wtedy, gdy zostaną wyzwolone. Podobnie nie działają w tle.

Co jeszcze może zrobić FaaS?

Jakie usługi obejmuje FaaS?

Chociaż wszyscy dostawcy są różni, dostawcy FaaS zazwyczaj oferują następujące usługi:

• Usługi uwierzytelniania. Obsługują one procesy logowania i uwierzytelniania użytkowników programu.
• Usługi baz danych. Pomagają one w przechowywaniu informacji w bazach danych, dzięki czemu program może z nich korzystać. Dostawcy FaaS zarządzają za Ciebie niektórymi konserwacjami baz danych.
• Nośnik danych. Dostawcy FaaS mogą przechowywać dane i pliki dla Twojej aplikacji, więc nie musisz hostować ich na własnym serwerze.
• Raportowanie. Dostawcy FaaS mogą obserwować błędy lub zagrożenia bezpieczeństwa w Twoim programie i ostrzegać Cię, gdy odkryją, że coś jest nie tak.

Ogólnie rzecz biorąc, usługi te pomagają programistom pracować mądrzej. Przyjrzyjmy się teraz zaletom FaaS.

Zalety modelu FaaS

Dzięki FaaS programiści nie muszą martwić się o infrastrukturę ani wdrażanie — tylko pisząc logikę aplikacji. W związku z tym, po wdrożeniu obecnie FaaS może znacznie skrócić czas potrzebny na zbudowanie i wdrożenie programu.

Budowanie i wdrażanie jest również łatwiejsze dzięki FaaS. Czas aprowizacji zajmuje tylko kilka sekund, a nie godzin. Nie jesteś również ograniczony do określonych języków lub zasobów. Dostawcy FaaS mogą uruchamiać kod w większości języków, a proces budowania można przyspieszyć, korzystając z pamięci podręcznych i baz danych oferowanych przez dostawcę.

Model FaaS jest bardzo skalowalny, a planowanie pojemności jest znacznie łatwiejsze. Jeśli potrzebujesz więcej zasobów, możesz po prostu zapoznać się z instrukcjami dostawcy FaaS, aby zaktualizować swoje zastosowanie. Wielu dostawców FaaS oferuje skalowanie poziome, co oznacza, że ​​jeśli twoje wykorzystanie wzrośnie, dostawca po prostu zapewni ci dodatkowe zasoby, aby poradzić sobie z tym wzrostem.

Ponadto nie musisz martwić się konserwacją, odzyskiwaniem po awarii (DR) ani bezpieczeństwem.

Wreszcie FaaS jest bardzo wydajny. Dostawcy pobierają opłaty tylko za zasoby, z których korzystasz, więc prawdopodobnie zapłacisz znacznie mniej za FaaS niż za własny sprzęt. Podobnie Twoje funkcje nie działają w tle i zamiast tego pozostają bezczynne. Nie musisz też płacić za ich bezczynność.

Czy zatem FaaS to wszyscy profesjonaliści? Nie do końca.

Wady modelu FaaS

Model FaaS usuwa niektóre z największych wyzwań związanych z tworzeniem programów, ale wymaga również znacznego ograniczenia kontroli. Nie możesz podejmować wielu decyzji dotyczących serwera, zabezpieczeń lub bazy danych, z której korzysta Twój kod. Zamiast tego zależy to od Twojego dostawcy.

W podobnym duchu debugowanie jest często trochę trudniejsze, ponieważ nie masz pełnej kontroli nad swoim systemem. Testowanie jest również trudne, ponieważ kod FaaS nie zawsze płynnie przekłada się na środowisko testowe.

Ponadto musisz przestrzegać surowych wymagań dostawcy FaaS. Funkcje FaaS mogą wykonać tylko jedną akcję, więc jeśli nie jesteś do tego przyzwyczajony, będziesz musiał zmienić sposób pisania kodu przez Ciebie i Twój zespół. Podobnie może być konieczne przepisanie kodu w istniejących aplikacjach, aby nadawał się do wdrożenia FaaS — więc FaaS często lepiej nadaje się do nowych programów niż starych.

Wreszcie, wybór FaaS często oznacza długoterminowe zobowiązanie się do jednego dostawcy. Podczas tworzenia programów pracujesz z systemem i wymaganiami swojego dostawcy. Oczywiście zmiana dostawcy może wymagać ponownego wykonania niektórych prac i potencjalnie przerwać swoje funkcje.

Plusy i minusy

FaaS a SaaS, PaaS i IaaS

Teraz, gdy wiesz więcej o FaaS, możesz się zastanawiać, jak to się ma do innych opcji Anything as a Service (XaaS), takich jak IaaS, SaaS i PaaS.

Usługi IaaS, PaaS i FaaS mają podobne cele: pomagają firmom taniej i efektywniej zarządzać aplikacjami. Jednak każda opcja oferuje coś innego.

Infrastructure as a Service (IaaS) umożliwia wynajmowanie mocy obliczeniowej (takiej jak pamięć RAM i procesor). Dzięki IaaS nadal musisz samodzielnie zarządzać niektórymi funkcjami aplikacji (np. zabezpieczeniami).

Platform as a Service (PaaS) umożliwia wypożyczanie narzędzi sprzętowych i programowych do tworzenia aplikacji. Typowym przykładem jest AWS Elastic Beanstalk.

W przeciwieństwie do IaaS i PaaS, FaaS umożliwia wynajmowanie powierzchni do samodzielnego uruchamiania funkcji. Ta funkcja sprawia, że ​​jest bardziej skalowalny.

Oto krótkie podsumowanie tego, jak te trzy elementy działają inaczej:

Oprogramowanie jako usługa (SaaS) nie jest nastawione na tworzenie aplikacji ani programów. Zamiast tego umożliwia wypożyczanie aplikacji, dzięki czemu nie musisz tworzyć ich we własnym zakresie. Dostępne są tysiące opcji SaaS — od narzędzi do analizy danych po wtyczki SEO WordPress.

Wielkość rynku, udział i wiodący dostawcy

Rozwój FaaS odzwierciedla ogólną zmianę sposobu, w jaki organizacje opracowują nowe programy.

W poprzednich dekadach programiści tworzyli duże systemy jako projekty wieloletnie. Obecnie wiele organizacji preferuje podejście do programowania oparte na działaniach programistycznych (DevOps). DevOps traktuje priorytetowo ciągły rozwój i stopniowe ulepszanie programu.

Podobnie organizacje coraz częściej korzystają z usług w chmurze, aby uczynić rzeczy bezpieczniejszymi i wydajniejszymi. Według Oracle wkrótce organizacje będą przechowywać w chmurze 600 razy więcej wrażliwych danych.

Ten trend można zobaczyć w danych zebranych od 7164 dyrektorów zarządzających ze Statista. Od 2019 do 2021 r. zrezygnowano z korzystania z jednej usługi chmury publicznej lub prywatnej, a większość organizacji przyjęła wiele rozwiązań chmurowych.

Rosną również inwestycje w przetwarzanie w chmurze. Inne badanie przeprowadzone przez Statista na setkach dużych przedsiębiorstw na całym świecie wykazało, że 83% ankietowanych firm zainwestowało rocznie ponad 1,2 miliona dolarów w chmurę publiczną. Liczba ta wzrosła z 50% w 2019 r.

Ludzie zwracają się do FaaS, ponieważ jest przyszłościowy i skalowalny. Podobnie zapewnia lepszą produktywność i wydajność, szybszy czas wprowadzania aplikacji na rynek oraz bardziej opłacalny sposób tworzenia nowych programów.

Korzyści te przyciągają wiele branż, w tym organizacje bankowe (lub organizacje „BFSI”), towary konsumpcyjne i handel detaliczny, rozrywkę, telekomunikację, usługi informacyjne i technologiczne (ITES), opiekę zdrowotną i produkcję. Oto, ile każda branża wnosi do rynku FaaS:

W przeciwieństwie do SaaS, nie ma tysięcy dostawców FaaS, z których organizacje mogą wybierać. Zdecydowana większość FaaS korzysta z rozwiązań oferowanych przez głównych graczy, w tym AWS Lambda, Azure Functions, IBM Cloud Functions, Google Cloud Functions, Alibaba Cloud i Cloudflare Workers.

Omówimy teraz każdego z tych dostawców.

AWS Lambda

Uruchomiony przez Amazon w listopadzie 2014 r. AWS Lambda jest niezwykle popularnym narzędziem FaaS. W IV kwartale 2021 r. 33% użytkowników chmury korzystało z usługi AWS.

AWS Lambda oferuje natywną obsługę wielu języków programowania, w tym Node.js, C#, Python, Ruby, Go, Java i Powershell. Jak wspomnieliśmy w „Czym jest funkcja jako usługa (FaaS)?” Alexa używa AWS Lambda do umiejętności.

Cechy i funkcje:

• Łączy się z innymi narzędziami AWS
• Monitoruje wydajność Twojego programu za pomocą Amazon CloudWatch
• Ponad 200 integracji z narzędziami SaaS
• Możesz wdrażać kontenery dockera (AWS wprowadził tę funkcję w grudniu 2020 r.)

Plusy:

• Możesz zbudować własny backend za pomocą Lambda API lub bramy Amazon API
• Możesz wdrażać funkcje jako obrazy kontenerów
• Możesz połączyć się z relacyjnymi bazami danych za pomocą Amazon RDS Proxy
• Możesz wybrać, ile pamięci poświęcić na każdą funkcję

Cons:

• Jeśli nie korzystasz jeszcze z AWS, konfiguracja zajmie Ci dużo czasu i wysiłku

Funkcje Microsoft Azure

Microsoft Azure Functions to funkcja platformy Microsoft Azure, którą firma Microsoft wprowadziła po raz pierwszy jako „Windows Azure” w lutym 2010 r. Azure Functions umożliwia wykonywanie kodu sterowanego zdarzeniami za pośrednictwem FaaS. W czwartym kwartale 2021 r. 21% użytkowników chmury korzystało z platformy Azure.

Cechy i funkcje:

• Możesz połączyć swoje funkcje z ponad 250 łącznikami w Azure Logic Apps
• Obsługuje JavaScript, C#, F#, Powershell, PHP, Python i Java
• Zapewnia wiele samouczków dla nowych użytkowników
• Pomaga analizować Twój program za pomocą usługi Azure Application Insights

Plusy:

• Azure Functions korzysta ze zintegrowanego modelu programowania
• Dobrze nadaje się do zespołów korzystających z DevOps
• Dostępnych jest wiele planów

Cons:

• Azure Functions nie obsługuje Node.js ani Ruby

Funkcje chmury Google

Google Cloud to trzecie pod względem popularności rozwiązanie do przetwarzania w chmurze za AWS i Azure. Obecnie posiada 10% udziału w rynku. Google Cloud Functions to funkcja FaaS Google Cloud — usługi, która oferuje ponad 100 produktów do szerokiego zakresu zastosowań.

Cechy i funkcje:

• Debugowanie i rejestrowanie jest zintegrowane z Google Cloud Functions (poprzez CloudTrace i CloudDebugger)
• Używasz wyzwalaczy z Asystenta Google, Google Cloud, Firebase lub dowolnej aplikacji korzystającej z HTTP
• Google Cloud Functions integruje się z wieloma partnerami Google

Plusy:

• Osoby, które chcą korzystać z funkcji multi-cloud lub hybryd, mogą z niej korzystać
• Jest to oprogramowanie typu open source, więc jeśli wolisz, możesz łatwo przejść na inną platformę FaaS
• Jest bardzo łatwy w użyciu
• Google udostępnia wiele bezpłatnych zasobów nowym użytkownikom

Cons:

• Usługi kontenerowe Google Cloud Function są mniej zaawansowane niż inni dostawcy FaaS

IBM Cloud

IBM Cloud pochodzi z SoftLayer, platformy chmury publicznej, którą IBM kupił w czerwcu 2013 r. IBM przekształcił platformę w Bluemix i uruchomił ją jako narzędzie PaaS w lipcu 2014 r. Od tego czasu IBM zmienił nazwę usługi na IBM Cloud i rozszerzył jej funkcje na FaaS.

W IV kwartale 2021 r. 4% użytkowników chmury korzystało z IBM Cloud. Działa na ekosystemie Apache OpenWhisk.

Cechy i funkcje:

• Możesz wyszukiwać treści wideo
• Możesz połączyć swój program z innymi programami za pomocą interfejsów API IBM Watson
• IBM oferuje gotowe funkcje do niektórych typowych zadań
• Obsługuje Node.js, Python, Swift, PHP, Go, Ruby, Java i .NET Core

Plusy:

• Świetne do tworzenia aplikacji mobilnych
• Łatwy do nauczenia się w użyciu
• Monitoruje Twoją aplikację za pomocą IBM Cloud Monitoring

Cons:

• Ogranicza czas pamięci funkcji do dziesięciu minut lub 2048 MB

Chmura Alibaba

Alibaba Cloud nie jest tak powszechnie znana, jak inne opcje przetwarzania w chmurze, ale nadal ma przyzwoity udział w rynku wynoszący 6%. Uruchomiona przez Alibaba w 2008 roku usługa Alibaba Cloud jest skierowana do firm internetowych i tych, którzy korzystają z innych usług Alibaba.

FaaS to jedna z ofert Alibaba Cloud, obok sieci dostarczania treści (CDN), przechowywania danych i przetwarzania dużych zbiorów danych.

Cechy i funkcje:

• Integruje się z innymi usługami obliczeniowymi Alibaba
• Odporny na katastrofy, ponieważ Alibaba obsługuje funkcje w klastrach w wielu obszarach
• Transkodowanie wideo
• Rozumowanie AI
• Obsługuje Node.js, Python, Java, PHP i C#

Plusy:

• Zapewnia bezpłatną opcję dla tych, którzy nie muszą uruchamiać dużo kodu
• Wysoce skalowalny
• Możesz używać wielu rodzajów wyzwalaczy

Cons:

• Przeniesienie funkcji z Alibaba do innego dostawcy FaaS może być trudne

Pracownicy Cloudflare

Prowadzony przez Cloudflare, Cloudflare Workers to system FaaS, który jest odpowiedni dla nowych programistów i tych, którzy chcą uruchamiać kod niemal natychmiast. Cloudflare Workers oferuje bezpłatny plan i skalowalne ceny.

Cechy i funkcje:

• Obsługuje JavaScript, C++, Rust i C
• Możesz przechowywać obrazy, pliki PDF i inne pliki w Cloudflare Workers w celu wdrożenia jako statyczne zasoby
• Odporne na awarie, ponieważ Cloudflare Workers korzysta z globalnej sieci serwerów
• Integruje się z innymi produktami Cloudflare

Plusy:

• Jest tańszy niż wiele innych opcji FaaS
• Nowi programiści mogą łatwo nauczyć się obsługi
• Możesz zacząć bardzo szybko
• Cloudflare oferuje szczegółowe samouczki i zasoby, które pomogą Ci zbudować Twoją aplikację

Cons:

• Cloudflare Workers jest mniej wytrzymały niż inne opcje i lepiej nadaje się dla osób z projektami na małą skalę

Najlepsze praktyki Faas

Tak, FaaS to technologia, ale jest to również sposób myślenia, który programiści muszą dostosować do tworzenia programów i aplikacji.

Aby w pełni wykorzystać FaaS, postępuj zgodnie z tymi najlepszymi praktykami:

• Pamiętaj o ograniczeniach FaaS. FaaS nie jest odpowiedni dla każdego programu, a jeśli spróbujesz stworzyć program nieprzyjazny dla FaaS za pomocą FaaS, będzie to kosztować czas, wysiłek i pieniądze.
• Uruchamiaj tylko funkcje pojedynczego działania w FaaS. Jeśli uruchamiasz funkcje z wieloma akcjami, zakłócasz działanie izolowanego środowiska, w którym funkcje FaaS działają najlepiej. To przerwanie spowolni działanie aplikacji i zmniejszy wydajność.
• Nie uruchamiaj funkcji z zależnościami. Zależności spowodują później błędy i problem ze skalowalnością.
• Uważnie obserwuj czas ładowania. Czas ładowania pochodzi z bibliotek lub funkcji, które wymagają dużej ilości pamięci. Długi czas ładowania spowolni Twój program i ostatecznie zniechęci użytkowników.
• Zmniejsz liczbę używanych połączeń systemu zarządzania bazą danych relacji (RDBMS). Połączenia te wydłużą czas działania funkcji i wprowadzą do programu punkt awarii.

Czy potrzebujesz FaaS?

FaaS to innowacyjna i zmieniająca zasady gry technologia dla niektórych, ale nie będzie działać dla wszystkich.

Organizacje, które czerpią jak najwięcej z FaaS, chcą budować programy z architekturą mikrousług, w której każda funkcja wykonuje tylko jedną rzecz. Te funkcje powinny działać niezależnie — jeśli są zależne, napotkasz problemy ze skalowalnością.

Jeśli chcesz zbudować aplikację z monolityczną architekturą lub funkcjami, które czerpią ze siebie nawzajem, FaaS może nie działać dobrze. Podobnie, jeśli nie chcesz długoterminowo angażować się w jednego dostawcę, FaaS może być krótkowzrocznym wyborem.

Oczywiście nadal możesz korzystać z technologii chmury bez FaaS. Możesz na przykład zainwestować w PaaS lub IaaS, aby przenieść niektóre funkcje aplikacji do chmury. Ta opcja dałaby niektóre korzyści związane z kosztami i wydajnością przetwarzania w chmurze, ale nie musiałbyś budować swojego programu w ramach ograniczeń modelu FaaS.

Alternatywnie, jeśli nie musisz tworzyć programu, który robi coś wysoce niszowego lub specjalistycznego, rozważ zainwestowanie w narzędzie SaaS. Niektóre narzędzia SaaS są nawet typu open source, więc możesz dostosować istniejące narzędzie do swoich potrzeb.

Streszczenie

FaaS to nie technobabble ani nowy trend. Jest to skalowalna technologia, której powinieneś spodziewać się więcej w nadchodzącej dekadzie.

Wyjaśnienie FaaS może czasem wydawać się trudne, ale FaaS to tylko usługa, która pozwala programistom pisać i uruchamiać kod przy użyciu infrastruktury utrzymywanej przez kogoś innego. Wiele usług, z których regularnie korzystasz, takich jak Alexa, korzysta z FaaS. Popularni dostawcy FaaS to IBM Cloud Functions, AWS Lambda, Alibaba Cloud, Google Cloud Functions i Microsoft Azure Functions.

Chociaż FaaS jest bardzo skuteczny w przypadku niektórych firm, nie będzie odpowiadał wszystkim. FaaS działa najlepiej w przypadku uruchamiania izolowanego, bezstanowego kodu, który wykonuje jedną funkcję.

Chcielibyśmy przekazać wam mikrofon (lub klawiaturę). Jak wykorzystujesz FaaS w swojej firmie i czy masz jakieś rady dla innych, którzy po raz pierwszy poznają tę technologię? Powiedz nam w komentarzach poniżej.