03｜基础入门：编写你的第一个 Serverless 应用
从今天开始，我们正式进入 Serverless 的开发阶段。
学习一门新技术，除了了解其基础概念，更重要的是把理论转化为实践，所以学会开发 Serverless 应用尤为重要。考虑到很多刚开始接触 Serverless 开发的同学在短时间很难适应 Serverless 的开发思想，知识也不够体系化，所以我除了带你实现一个 Serverless 应用之外，还会介绍应用开发时涉及的重要知识点，让你更深刻地理解 Serverless，建立属于自己的知识体系。
选择适合的 FaaS 平台
在开发 Serverless 应用之前，你需要了解并选择一个 Serverless FaaS 平台，因为你要用 FaaS 运行代码。
目前主流的 FaaS 产品有 AWS Lambda、阿里云函数计算等。不同 FaaS 支持的编程语言和触发器不尽相同，为了让你更快地了解它们异同点，我提供给你一个简单的对比图：
从表格中，你可以总结出这样几点信息。
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FaaS 平台都支持 Node.js、Python 、Java 等编程语言；
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FaaS 平台都支持 HTTP 和定时触发器（这两个触发器最常用）。此外各厂商的 FaaS 支持与自己云产品相关的触发器，函数计算支持阿里云表格存储等触发器；
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FaaS 的计费都差不多，且每个月都提供一定的免费额度。其中 GB-s 是指函数每秒消耗的内存大小，比如1G-s 的含义就是函数以 1G 内存执行 1 秒钟。超出免费额度后，费用基本都是 0.0133元/万次，0.00003167元/GB-s。所以，用 FaaS 整体费用非常便宜，对一个小应用来说，几乎是免费的。
总的来说，国外开发者经常用 Lambda，相关的第三方产品和社区更完善，国内经常用函数计算，因为函数计算使用方式更符合国内开发者的习惯。
了解了主流 FaaS 的基本信息之后，怎么用 FaaS 去开发 Serverless 应用呢？ 为了让你对不同 FaaS 有更多了解，方便以后进行技术选型，这一讲我主要用函数计算做演示，同时也会讲述基于 Lambda 的实现。
开发 Serverless 应用的步骤
这个 Serverless 应用的功能是： 提供一个所有人都可访问的 “Hello World!” 接口，并且能够根据请求参数进行响应（比如请求 http://example.com/?name=Serverless 返回 Hello, Serverless ）。
在学这一讲之前，你可能直接用 Node.js 中的 Express.js 框架定义一个路由，接收 HTTP 请求，然后处理请求参数并返回结果，代码如下：
// index.js
const express = require('express')
const app = express()
const port = 3000
// 定义路由
app.get('/hello', (req, res) => {
const { name } = req.request.query;
res.send(`Hello ${name}!`);
});
// 启动服务
app.listen(port, () => {
console.log(`Example app listening at http://localhost:${port}`)
});
那怎么把接口分享给别人呢？（我在“>02 | 概念新知：到底什么是 Serverless?”的时候提到了这部分内容，你可以回顾一下，我就不多说了）。当然如果你对域名解析、Nginx 配置等流程不熟悉，那就需要耗费很多时间和精力了。可能代码开发几分钟，部署上线几小时。
传统应用开发流程
而基于 Serverless FaaS 平台进行开发就很简单了，你开发完的函数代码部署到 FaaS 平台并为函数配置 HTTP 触发器，FaaS 会自动帮你初始化运行环境，并且 HTTP 触发器会自动为你提供一个测试域名。
Serverless 应用开发流程
以函数计算为例， 你可以直接点击新建函数的链接进入函数计算控制台，新建一个函数。请注意，你会用到 HTTP 触发器，函数计算的 HTTP 触发器要在创建函数时就指定。
函数创建成功后，就会进入到代码编辑页面，在编辑器中写入如下代码：
// 函数计算
exports.handler = (request, response, context) => {
// 从 request 中获取
const { name } = request.queries;
// 设置 HTTP 响应
response.setStatusCode(200);
response.setHeader("Content-Type", "application/json");
response.send(JSON.stringify({ message: `Hello, ${name}` }));
}
这段代码就是 Serverless 应用的全部代码了，它本质上是一个函数，函数有三个参数。
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request 是请求信息，你可以从中获取到请求参数；
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response 是响应对象，你可以用它来设置 HTTP 响应数据；
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context 是函数上下文，后面会讲到。
由此可见，相比 Express.js 框架，基于 FaaS 的 Serverless 应用的代码更简单，就像写一个普通函数，接收参数并处理，然后返回。写完代码后，你就可以在“触发器”标签下看到函数计算为你默认创建的 API Endpoint：
然后你可以用该 API Endpoint 对函数进行测试。我们通过 curl 命令测试一下：
$ curl https://1457216987974698.cn-hangzhou.fc.aliyuncs.com/2016-08-15/proxy/serverless/hello-world/\?name\=Serverless
Hello Serverless!
接口也按照预期返回了 Hello Serverless! 。
需要注意的是， 如果你直接用浏览器访问函数计算默认提供的 API Endpoint ，函数计算 HTTP 触发器会默认在 response headers 中强制添加 content-disposition: attachment 字段，这会让返回结果在浏览器中以附件的方式下载，解决的方法就是使用自定义域名。 所以如果应用是一个线上服务，还是建议你购买自定义域名绑定到你的函数上。
至此你就基于函数计算完成了 Serverless 应用的开发、部署和测试。
如果你用的是 Lambda， 需要在Lambda 控制台先创建一个函数，然后为函数添加 API 网关触发器。Lambda 没有直接提供 HTTP 触发器，但可以用 API 网关触发器来实现通过 HTTP 请求触发函数执行。同样 Lambda 也会默认提供给你一个测试域名，代码如下：
// Lambda
exports.handler = (event, context, callback) => {
// 从 event 中获取 URL query 参数
const { name } = event.queryStringParameters;
// 定义 HTTP Response
const response = {
statusCode: 200,
headers: {
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({ message: `Hello ${name}!`} ),
};
callback(null, response);
};
与 HTTP 触发器不同的是，API 网关触发器入参是 event ，event 对象就是 HTTP 请求信息。相比而言，函数计算的 HTTP 触发器请求处理方式，和你用 Express.js 框架来处理请求更类似，而 API 网关触发器则是普通函数。这也是我更喜欢函数计算的一个原因。
总的来说，开发一个 Serverless 应用可以分为三个步骤：代码开发、函数部署、触发器创建。那在这个过程中，你有没有思考过这样几个问题：为什么函数名是 handler？函数的参数又是怎么定义的呢？要弄清楚这些问题，你需要学习背后的基础知识。
开发 Serverless 应用的基础知识
入口函数
我们开发传统应用时，编写的第一行代码一般都是入口函数，比如 Java 的 main 函数，而 Serverless 应用是由一个个函数组成的，与 main 函数对应的就是 FaaS 中的入口函数。
在你创建 FaaS 时，会填写一个 “函数入口”，默认是 index.handler 含义为：运行 index 文件中的 handler 函数，handler 函数就是 “入口函数”。 FaaS 运行函数时，会根据“函数入口”加载代码中的“入口函数”。这也就是为什么例子中的函数名是 handler。
在开发 “Hello World” 应用时，你只编写了一个 index.js 文件，文件中也只有一个 handler 方法，函数入口就是 index.handler 。
当然，FaaS 函数可以包含多个源文件，然后按照编程语言的模块机制相互引入，这和传统的编程没有区别。比如 Hello World 应用可以拆分一个 sayHello 函数到 hello.js 文件中，然后在 index.js 中引入 hello.js ，函数的入口还是 index.hanlder 。
// logic.js
exports.sayHello = function (name) {
return `Hello, ${name}!`;
}
// index.js
const logic = require('./logic');
exports.handler = (request, response, context) => {
// 从 request 中获取
const { name } = request.queries;
// 处理业务逻辑
const message = logic.sayHello(name)
// 设置 HTTP 响应
response.setStatusCode(200);
response.setHeader(“Content-Type”, “application/json”);
response.send(JSON.stringify({ message }));
}
这也是我的建议：把业务逻辑拆分到入口函数之外。另外，你也可以用一份源文件去创建多个函数。因为应用通常是由多个函数组成，为了方便管理，你可能会在一个源文件中编写所有的入口函数。
使用一份源文件创建多个函数
既然你知道了函数名 handler 的由来， 那handler 函数具体是怎么定义的呢？
函数定义
你能发现，在 HTTP 触发器中函数定义是 function(request, response, context)，在 API 网关触发器中，函数定义是 function(event, context) ，所以，函数定义本质上是由触发器和编程语言决定的。
标准的函数定义是 function(event, context)。event 是事件对象。在 Serverless 中，触发器被称为“事件源”，英文是 event，这解释了为什么函数参数名是 event。
触发器不同，event 的值可能不同。部分特殊触发器的函数定义可能和标准函数定义不一样，比如 HTTP 触发器，它其实是对标准函数的进一步封装，主要是为了方便对 HTTP 请求进行处理。这也是为什么在函数计算中，HTTP 触发器必须在创建函数时就指定，并且一旦创建后就不能修改（关于 event 的属性，后面我会详细讲）。
第二个参数 context 是函数上下文，包含了函数运行时的一些信息（比如函数名称、运行函数的账号信息等）。同一 FaaS 平台中所有触发器的 context 对象都类似，来看一个例子：
{
requestId: 'cd234b13-a145-468a-b640-17a8bf5e2ef2',
credentials: {
accessKeyId: '***',
accessKeySecret: '***',
securityToken: '***'
},
function: {
name: 'hello-world',
handler: 'index.handler',
memory: 512,
timeout: 60,
initializer: undefined,
initializationTimeout: NaN
},
service: {
name: 'serverless',
logProject: 'aliyun-fc-cn-hangzhou-***',
logStore: 'function-log',
qualifier: 'LATEST',
versionId: ''
},
region: 'cn-hangzhou',
accountId: '145***',
retryCount: 0
}
为了让你更形象地了解函数定义，我列举了几种不同编程语言的入口函数示例：
// Node.js 异步函数
exports.handler = function (event, context, callback) {
callback(null, "Hello World!");
}
// Node.js 同步函数，目前仅 Lambda 支持
exports.handler = async function (event, context) {
return "Hello World!"
}
// Python
def handler(event, context):
return "Hello World!"
// Java
package example;
import com.aliyun.fc.runtime.Context;
import com.aliyun.fc.runtime.StreamRequestHandler;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
public class HelloWorld implements StreamRequestHandler {
@Override
public void handleRequest(
InputStream inputStream, OutputStream outputStream, Context context) throws IOException {
outputStream.write(new String("hello world").getBytes());
}
}
由此可见，Node.js 和 Python 的代码是最简洁的。 Node.js 编写简单，开发人员众多，前后端同学都很容易上手，所以它在 Serverless 中最受欢迎。
不过在 Node.js 中，目前仅 Lambda 的入口函数支持支持异步 async 写法，其他 FaaS 平台入口函数只能是同步写法，对于异步操作只能使用回调函数实现，所以入口函数有第三个参数 callback 。callback 就是你平时写 JavaScript 代码中的回调函数，第一个参数是错误信息，第二个参数是返回值。如果函数运行正常没有报错，则 callback 第一个参数传入null。当然，除了入口函数，其他代码支持异步，这由 Node.js 的版本决定。举个例子，下面的代码入口函数 handler 是回调函数，而 sayHello 函数都是 async 函数：
async function sayHello() {
return 'hello world';
}
exports.handler = (event, context, callback) => {
sayHello()
.then(res => callback(null, res))
.catch(error => callback(error));
}
触发器及事件对象
前面我提到，FaaS 接收到触发器产生的事件后，会根据触发器信息生成 event 对象，然后以 event 为参数调用函数。接下来我就带你了解常见的触发器，及其 event 对象属性。
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HTTP 触发器
在众多 FaaS 平台中，函数计算直接提供了 HTTP 触发器，HTTP 触发器通过发送 HTTP 请求来触发函数执行，一般都会支持 POST、GET、PUT、HEAD 等方法。所以你可以用 HTTP 触发器来构建 Restful 接口或 Web 系统。
HTTP 触发器
HTTP 触发器会根据 HTTP 请求和请求参数生成事件，然后以参数形式传递给函数。那么 HTTP 触发器的入口函数参数中的 request 和 response 参数具体有哪些属性呢？
其实， request 和 response 参数本质上与 Express.js 框架的 request 和 response 类似，具体可以参考其文档。下面是 request 参数的示例：
// HTTP 触发器 request 参数
{
"method": "GET",
"clientIP": "42.120.75.133",
"url": "/2016-08-15/proxy/serverless/hello-world/",
"path": "/",
"queries": { "name": "World" },
"headers": {
"accept": "*/*",
"content-length": "0",
"content-type": "application/x-www-form-urlencoded",
"host": "1457216987974698.cn-hangzhou.fc.aliyuncs.com",
"user-agent": "curl/7.64.1",
"x-forwarded-proto": "https"
}
// ...
}
如果你用 POST 请求，直接从 request 中取 body 参数比较麻烦，所以你可以用 raw-body 这个包来处理请求参数，代码示例如下：
var getRawBody = require('raw-body')
exports.handler = function (request, response, context) {
// 获取请求参数
getRawBody(request, function (err, data) {
var params = {
path: request.path,
queries: request.queries, // HTTP 请求 query 参数
headers: request.headers,
method: request.method,
body: data, // data 就是 HTTP 请求 body 参数
url: request.url,
clientIP: request.clientIP,
}
// 设置 HTTP 返回值
var respBody = new Buffer.from(JSON.stringify(params));
response.setStatusCode(200)
response.setHeader('content-type', 'application/json')
response.send(respBody)
})
};
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API 网关触发器
API 网关触发器与 HTTP 触发器类似，它主要用于构建 Web 系统。本质是利用 API 网关接收 HTTP 请求，然后再产生事件，将事件传递给 FaaS。FaaS 将函数执行完毕后将函数返回值传递给 API 网关，API 网关再将返回值包装为 HTTP 响应返回给用户。
API 网关触发器
下面是 Lambda 的 API 网关触发器 event 参数示例：
// Lambda API 网关触发器 event 参数示例
{
"version": "2.0",
"routeKey": "ANY /hello-world",
"rawPath": "/default/hello-world",
"rawQueryString": "name=1",
"headers": {
"accept": "*/*",
"content-length": "0",
"host": "gwfk38f70e.execute-api.us-east-1.amazonaws.com",
"user-agent": "curl/7.64.1",
"x-amzn-trace-id": "Root=1-5fb47a82-5cf8a8f3573b039d538fdea2",
"x-forwarded-for": "42.120.75.133",
"x-forwarded-port": "443",
"x-forwarded-proto": "https"
},
"queryStringParameters": {
"name": "1"
},
"requestContext": {},
"isBase64Encoded": false
}
相比而言，HTTP 触发器用起来更简单， API 网关触发器功能更丰富，比如可以实现 IP 黑名单、流量控制等高级功能。所以，如果你只是实现简单的 Web 接口，可以使用 HTTP 触发器，如果你需要一些高级功能，可以用 API 网关触发器。
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定时触发器
定时触发器就是定时执行函数，它经常用来做一些周期任务，比如每天定时查询天气并给自己发送通知、每小时定时处理分析日志等等。
定时触发器
定时触发器的event对象很简单：
// 函数计算定时触发器 event 参数示例
{
"triggerTime": "2020-11-22T17:42:20Z",
"triggerName": "timer",
"payload": ""
}
除了这三种触发器，各个云厂商也都实现了与自己云产品相关的触发器，比如，文件存储触发器、消息触发器、数据库触发器。
总的来说，触发器决定了一个 Serverless 应用如何提供服务，也决定了代码应该如何编写。丰富的触发器，可以让应用功能更强大，但不同触发器的 event 属性不同，也为编程带来了麻烦。记得我的建议吗？将业务逻辑拆分到入口函数之外。 保持入口函数的简洁，这样业务代码就与触发器无关了。
日志输出
无论你用什么编写语言开发 Serverless 应用，你都要在合适的时候输出合适的日志信息，方便调试应用、排查问题。在 Serverless 中，日志输出和传统应用的日志输出没有太大区别，只是日志的存储和查询方式变了。
以函数计算为例，如果你在控制台创建函数，则函数计算默认会使用日志服务来为你存储日志。在 “日志查询” 标签下可以查看函数调用日志。日志服务是一个日志采集、分析产品，所以如果你要实现业务监控，则可以将日志输出到日志服务，然后在日志服务中对日志进行分析，并设置报警项。
函数调用日志
基本上，各个云厂商的 FaaS 会选择自己的日志服务来存储函数日志， FaaS 平台也提供了基本的函数监控，包括函数的运行时长、内存使用等。国外也有很多第三方的 SaaS 产品帮你实现 Serverless 应用的日志存储分析、系统监控报警，比如 dashbird、thundra。国内这方面的产品非常少，我觉得这对你我来说是一个机会。
异常处理
函数在运行过程中，会出现异常情况。当函数执行异常或主动抛出异常时，FaaS 平台会捕捉到异常信息，记录异常日志，并将异常信息以 JSON 对象返回。下面是一个 Node.js 代码抛出异常的示例，在这个例子中，我使用 throw new Error() 主动抛出一个异常的日志：
其中 Response 就是函数返回值，Function Logs 就是调用日志。
在传统应用中，一个函数的异常可能会让整个应用崩溃，但在 Serverless 应用中，一个函数异常，只会影响这一次函数的执行。这也是为什么 Serverless 能够提升应用的整体稳定性。但我还是建议你编写代码时，充分考虑程序的异常，保证代码的健壮性，进一步提升系统稳定性。
总结
这一讲我从宏观上带你学习了如何开发一个 Serverless 应用，以及开发过程中涉及的基础知识。相信通过今天的学习，你可以体会到 Serverless 应用开发与传统开发的区别，比如代码编辑可以在云端进行，而不仅是在本地进行，应用的组成是单个独立的函数，而不是所有功能的集合体。
此外我觉得，对一个 Serverless FaaS 平台来说，除了要具备基本的函数执行能力外，还要提供便利的开发工具、丰富的触发器、完善的日志监控以及与其他服务集成等各方面能力。你在进行技术选型时，也需要考虑这些方面。这一讲我强调这样几个重点：
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Serverless 的应用基本组成单位是函数，函数之间互相独立，因此 Serverless 能提高应用稳定性；
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函数定义与触发器和编程语言相关，不同 FaaS 平台的实现不尽相同；
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为了使代码扩展性更强，建议你将业务逻辑拆分到入口函数之外；
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为了使应用稳定性更好，建议你编写函数代码时充分考虑程序异常。
在实际工作中，我经常用 Serverless 来处理业务逻辑，比如快速开发一个测试接口、实时处理日志等，如果你有类似需求也可以尝试使用 Serverless 来实现。
本节课的作业相对来讲比较简单，那就是动手实现你的第一个 Serverless 应用，希望你能夯实基础，游刃有余地学习接下来的内容，我们下一讲见。
精选评论
**俊：
对于企业级的项目怎么更好使用serverless的？接口数据庞大
讲师回复：
这时就需要一些开发工具、开发框架来辅助开发了，需要使用工具来帮助管理、调试部署应用。你可以使用一些开源的或云厂商提供的工具，比如 Serverless Framework、fun 等。另外如果企业有实力，也可以开发自己的 Serverless 工具链。关于 Serverless 工具链和开发框架，我会在 05 专门提到。
**艺：
入口函数不同语言的示例 异步和同步注释是不是写反了
讲师回复：
您好，没有写反哈。这里的同步异步指的是编程方式。基于回调的是异步函数，我们需要通过 callback 返回函数的执行结果。基于 async，我们可以像同步编程一样，来编写异步代码。
[email protected]：
API 网关触发器，参数透传还是不透传，可以进一步讲解一下。国内的云函数也基本上支持API网关触发器了。
讲师回复：
您好，感谢您的建议，关于参数透传，我在这里补充一下。如果设置参数透传，则客户端请求的参数会直接转发到云函数；如果不透传，则需要在 API 网关中配置参数，如果客户端传递了未在配置中的参数，参数就会被过滤，不会转发到云函数。我建议尽量不透传参数。参数透传的优点是简单、方便，但不利于维护。而不透传参数，虽需要提前对 API 的参数进行定义，但能提升可维护性，API 网关上的参数定义就是接口文档；同时也能提升 API 安全性，参数都是可预期的。目前大部分 Serverless 开发框架也都提供了根据配置自动生成 API 及参数定义的功能，很多 API 网关产品也提供了导入 Swagger 文档等功能，帮助我们更简单地配置 API 参数。
**3191：
我还以为老师会教我从零开始学习 原来是进阶篇
讲师回复：
您好，有些内容确实需要有一点基础才更容易学会。如果您在学习过程中遇到任何问题，都可以留言哦，我看到后都会及时回复，尽可能解答您的疑惑。