無服務器 vs 容器:為組織選擇更有效的云解決方案
在盡可能短的時間內、以盡可能少的開銷完成盡可能多的工作是現代化開發的基本特征。 最終的目標要實現易于部署、維護和調試。不僅如此,這一切也必須能夠運行在云端之上。 針對這些高要求,無服務器應用程序和容器都給出了相應的解決方案。這是兩種看上去類似的方案,它們都是為了替代那些需要組織付出更多努力的虛擬機而設計出來的。 然而在這兩者之中,容器作為一種更強大的解決方案,包含了運行應用程序所需的一切,通常作為一組微服務來使用。 而無服務器應用程序則是不太復雜的解決方案,專注于依賴于供應商 API 提供的服務的應用程序代碼。 我們將會在本篇文章中探討如何在二者之間做出選擇,但是您需要了解的是這兩種技術的選擇并沒有嚴格的正確或錯誤之分,只有根據組織的需求做出最有利的選擇才是最好的選項。
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什么是無服務器?
無服務器應用程序托管在供應商系統上,通過函數提供的功能來響應事件。對于應用了無服務器的組織,開發人員能夠專注于代碼和應用程序,而無需在服務器或硬件上耗費更多的精力。后端服務和庫等基礎設施通常由供應商提供。 因此,開發人員只需查看應用程序代碼,而無需關心其依賴項。
無服務器應用程序能夠提供自動擴展、配置、內置服務集成、自動配置和高可用性等功能。開發人員無需為此付出任何額外努力。由于托管方式的原因,無服務器應用程序可以為組織節省大量依賴成本。
無服務器應用程序可以提供傳統桌面支持、后端服務和無服務器 Web 應用程序。與微服務相比,無服務器應用程序代表運行應用程序的方法,而微服務代表設計應用程序的方法。 此外,與微服務不同,無服務器應用程序不會連續運行,它需要一個事件的觸發才能開始執行,并且各個函數只執行一項任務。一個微服務可以長期持續運行,并且可以支持多個任務或功能。與微服務相比,使用無服務器應用程序的優點是無服務器應用程序等待事件、運行,然后停止。 因此,在應用程序預計會頻繁出現使用高峰的情況下,運行無服務器應用程序的成本比微服務更低。
無服務器可以用于哪些場景?
無服務器應用程序非常適合移動和 Web 應用程序初創公司,因為它們的啟動成本較低并且能夠處理輕量級應用程序。 它們經常用于以下用例:
- 流量況不可預測的情況
- 物聯網 (IoT) 應用
- 任何發生持續且重大變化的應用程序
- 可以將任務分解為單個功能,然后將這些功能組合在一起以創建打包業務能力 (PBC) 的應用程序
考慮無服務器應用程序流程
與大多數應用程序開發一樣,構建無服務器應用程序需要遵循一個流程。最終的軟件是否代表后端服務、前端服務或兩者都并不重要。此流程本質上不同于使用整體應用程序、微服務、打包業務功能 (PBC)、容器應用程序或任何其他軟件開發模式。 這一想法是將軟件需求分解成更小的部分,直到可以非常簡單地描述特定的部分。方法如下:
- 定義執行特定任務的各個服務。
- 定義單個功能(執行一項且僅一項任務的元素)來組成服務。
- 定義觸發函數的事件,請記住無服務器應用程序的工作原理是函數啟動、執行任務,然后停止。
- 創建描述每個功能的配置文件。
- 創建一個配置提供程序文件,描述該函數如何與支持無服務器應用程序的框架交互。
- 創建一個服務配置,描述提供程序文件、函數文件以及構成服務的任何插件。
什么是容器?
容器與無服務器應用程序存在著區別,因為容器擁有運行應用程序所需的一切,例如庫、系統設置和其他依賴項。無服務器應用程序上的這些附加內容意味著開發人員需要關注應用程序代碼及其相關的所有內容。因此,開發人員面臨的工作量會更大。然而,與無服務器應用程序相比,容器也具有一些明顯的優勢,其中之一是消除供應商的鎖定。例如,Docker 容器應用程序可以在任何支持 Docker 的系統上運行。就像用于運輸的集裝箱一樣,集裝箱應用程序也是標準化的。 它們可以移動到任何系統上的任何地方,而無需考慮底層硬件或操作系統細節。
與虛擬機不同,容器只專注于一個應用程序,虛擬機模仿整個計算機、操作系統等。 容器更簡單并且資源消耗更少。如果應用程序的復雜程度相同,則可以在物理硬件上運行比虛擬機更多的容器。另一方面,虛擬機可以運行多個應用程序。容器和虛擬機之間的主要區別在于容器在物理機上共享單個內核(操作系統)。 同時,每個虛擬機都有自己的內核。 因此,在物理設備上運行的所有容器應用程序都必須與同一個內核兼容。 使用虛擬機提供了使用最適合相關應用程序的特定內核的機會。
容器可以用于哪些場景?
容器通常用于以下目的:
- 部署API 端點
- 部署重復性工作和任務
- 為持續集成和持續部署(CI/CD)提供開發運營支持
- 托管后臺處理應用程序
- 處理事件驅動的處理
- 運行微服務
- 將大型遺留應用程序移至云端
考慮容器應用程序流程
與無服務器應用程序一樣,有一個通用流程用于創建各種容器應用程序。 一般來說,這個過程遵循以下步驟:
- 據需要將現有的單體應用程序分解為微服務。
- 基于現有鏡像模板創建新的容器鏡像。
- 使用主機命令將代碼、資源和其他應用程序文件添加到映像中。
- 使用主機命令配置鏡像的啟動命令。
- 從容器內部構建并運行映像(而不是像平常一樣在外部)。
- 使用主機服務器的實例服務部署映像。
無服務器和容器有何相似之處?
無服務器應用程序和容器采用類似的策略,將解決方案分解為更小、更易于管理的部分。 他們也有相同的目標,即降低成本、開發時間和維護時間,同時創建更靈活的環境。
無服務器和容器之間的主要差異有哪些?
除了前面已經提到的差異之外,還可以通過特定方式對它們進行比較。最值得注意的是,這兩種技術在使用物理機、擴展、保持低成本和管理部署細節方面存在差異。
物理機
無服務器應用程序能夠駐留在多臺物理機上,而容器應用程序始終僅駐留在一臺物理機上。可以在多臺機器上運行的能力為無服務器應用程序提供了資源可用性優勢,因此無需開發人員付出大量額外工作。但是,負載均衡等技術可用于在多個物理系統上的容器應用程序的多個實例之間分配負載。最終結果看似相同,但容器應用程序需要更多的配置和實現。
可擴展性
無服務器應用程序在可擴展性方面具有優勢,因為它們具備自動擴展能力。托管供應商根據需要提供盡可能少或盡可能多的計算能力來處理給定時間的特定負載。使用容器應用程序時,開發人員需要分配足夠的容器來處理預期的負載。 如果負載超出預期,應用程序就會開始運行緩慢,從而對客戶產生負面影響。
當負載低于預期時,組織就會在未使用的資源上浪費金錢。完全有可能找到在虛擬機級別自動擴展的云提供商。雖然這可以在一定程度上幫助減輕容器的缺點,但這可由開發人員配置,但不能由他們管理。
成本
無服務器應用程序僅在需要時運行,這意味著直接查看時它們的運行成本低于容器。 然而,當考慮應用程序延遲的成本時,就會出現問題。由于容器始終處于運行狀態,因此它可以立即響應任何請求。如果需要從緩存外部加載無服務器應用程序,則在任務完成之前需要考慮額外的時間。時間就是金錢。 因此,即使對于請求一致的負載,容器應用程序實際上也可能成本更低,因為它們響應速度更快。
部署時間
部署應用程序的時間不斷縮短。 過去使用物理系統需要幾個月的時間,使用虛擬機需要幾分鐘的時間,而現在使用容器只需幾秒鐘,使用無服務器應用程序只需幾毫秒。無服務器應用程序開發人員通常具有部署時間優勢,因為無需配置底層系統依賴項,并且無服務器應用程序較小。
維護
無服務器應用程序比容器需要更少的直接維護,因為托管服務可以滿足所有維護需求。 在理想情況下,這意味著無服務器應用程序開發人員在時間上具有顯著優勢,因為容器開發人員必須解決低級維護問題。 然而,Serverless應用場景也會遇到問題。 例如,有興趣保持所有內容最新的供應商推送的意外或不需要的更新。 由于容器開發人員可以直接控制底層細節,因此可以在對容器應用程序最有利的時間進行維護。 從長遠來看,這可能會節省時間。
測試
使用無服務器應用程序時,由于它特殊的運行方式,應用程序測試具有挑戰性。事件觸發該函數,該函數執行任務并立即關閉。開發人員經常被迫使用應用程序日志來定位問題的根源。對于容器應用程序,無論其在何處運行,都會以相同的方式持續運行。 在這種情況下,開發人員通常會在調試過程中使用標準化工具。 許多 IDE(例如 IntelliJ IDEA)都被設置為調試容器應用程序。
開發者應該基于哪些因素來選擇使用哪一種方案?
無服務器應用程序在處理突然激增的負載時可以縮短部署時間、減少維護要求并降低成本。 對于那些需要管理較小、不太復雜的應用程序而無需特殊底層支持需求的初創公司來說,它們是最佳選擇。
容器應用程序可以降低一致負載的成本,并提高應用程序配置的靈活性。 當需要將遺留應用程序從本地服務器遷移到云時,容器應用就成為最佳的選擇。
結論
無論是無服務器應用程序還是容器都有各自的優點和缺點。有時,最好的選擇不是做出選擇,而是使用適合特定需求的技術。解決方案的一部分可以采用無服務器應用程序運行,其他部分可以采用容器方式運行。當0然,這種組合選項也會存在缺點。其中最重要的是必須為單個解決方案管理兩種不同的技術。這會增加復雜性并可能降低可靠性和安全性。
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