前端如何真正晋级成全栈：腾讯 Serverless 前端落地与实践

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？本文将尝试给出解答。 > 本文内容整理自腾讯 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：  中文大意是： **「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。 由此可见，**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 运行得更快；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：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](https://china.serverless.com/best-practice/2019-12-4-Quickly-build-personal-blog/)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，也没有任何代码经验，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](https://china.serverless.com/best-practice/2019-12-4-Quickly-build-personal-blog/), 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 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》](https://china.serverless.com/blog/2019-11-19-anycodes-book/)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。 > **传送门：** > > - GitHub: [github.com/serverless](https://github.com/serverless/serverless/blob/master/README_CN.md) > - 官网：[serverless.com](https://serverless.com/) 欢迎访问：[Serverless 中文网](https://china.serverless.com/)，您可以在 [最佳实践](https://serverlesscloud.cn/best-practice) 里体验更多关于 Serverless 应用的开发！