*作者：阿里云云原生*

本文將詳細介紹如何開發和部署 Serverless 應用，並透過阿里雲函式計算控制檯與開發者工具 Serverless Devs 進行應用的初始化、部署；最後分享應用的除錯，透過科學釋出、可觀測性等介紹應用的部署和運維總結，進而實現從應用初始化到除錯、釋出、運維基礎流程、核心步驟的探索。

## 如何開發、部署 Serverless 應用

### 透過控制檯進行函式建立

下面我們將基於 Serverless 架構，在 FaaS 平臺上實現 Hello world 的輸出，基本步驟可分為：

1）註冊賬號，並登入；

2）找到對應的 FaaS 產品：阿里雲的函式計算；

3）單擊“建立函式”按鈕，進行函式的建立；

4）配置函式，包括函式名稱、執行時（可以認為是要使用的程式語言，或者要使用的程式設計環境等）；

5）完成建立，並測試。

以阿里雲函式計算為例，當註冊並登入阿里雲賬號之後，需要找到函式計算產品，並單擊進入產品首頁，如圖所示。

![1.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/0763ab3d6fcf45cc9e22edce4bee14f4~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "1.png")

阿里雲函式計算產品首頁

選擇左側的“服務及函式”，並進行服務的建立，如圖所示。

![2.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/36c441382da34569b85dda89b930ecce~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "2.png")

阿里雲函式計算建立服務頁面

然後進行函式的建立，如圖所示。

![3.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/6b04ace476e440719841ec74b24d772d~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "3.png")

阿里雲函式計算建立函式頁面

相對於其他的雲平臺，在阿里雲函式計算平臺，我們不僅要為即將建立的函式設定函式名稱、選擇執行時等，還需要設定該函式所在的服務。在阿里雲函式計算的體系中，引入服務的概念會帶來一定的好處。

-   相關聯的函式可以放在一個服務下進行分類，這種分類實際上比標籤分類更直觀明瞭。

-   相關聯的函式在同一個服務下共享一定的配置，例如 VPC 配置、NAS 配置，甚至某些日誌倉庫的配置等。

-   透過服務，我們可以很好地做函式環境的劃分，例如對於一個相簿專案，該專案可能存線上上環境、測試環境、開發環境，那麼可以在服務層面做區分，即可以設定 album-release、album-test、album-dev 三個服務，進而做環境的隔離。

-   透過服務，我們可以很好地收納函式。如果專案比較大，可能會產生很多函式，統一放在同一層級會顯得非常混亂，這時就可以透過服務進行有效的收納。

完成函式的建立之後，我們可以進行程式碼的編輯。阿里雲函式計算支援從物件儲存上傳程式碼，支援直接上傳程式碼包，以及線上編輯。除此之外，阿里雲函式計算還支援直接上傳資料夾，如圖所示。

![4.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/17fad021263240eb921d699fc24fe18a~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "4.png")

儲存程式碼之後，可以單擊“執行”按鈕進行函式的觸發、測試。

![5.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/81a18ac50b824842a6e22d638107cfdd~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "5.png")

可以看到，系統已經輸出相關日誌：Hello world。至此，一個非常簡單的函式就建立成功了。

### 透過工具進行函式建立與部署

透過 Serverless 開發者工具入門 Serverless 應用開發、部署、運維是非常方便的，我們以 Serverless Devs 為例介紹阿里雲函式計算應用的部署，並對工具側的函式建立、部署以及其他相關功能進行探索。

Serverless Devs 是一個開源的 Serverless 開發者平臺，致力於為開發者提供強大的工具鏈。透過該平臺，開發者可以一鍵體驗多雲 Serverless 產品，極速部署 Serverless 專案。按照官方目前的描述，Serverless Devs 已經支援包括 AWS Lanbda、阿里雲函式計算、百度智慧雲函式計算、騰訊云云函式、華為雲函式工作流等在內的多個雲廠商的 Serverless 相關產品。

下面透過 Serverless Devs 開發者工具，以阿里雲函式計算為例進行實踐，探索如何建立、部署 Serverless 應用。

1）安裝 Serverless Devs 開發者工具（執行npm install -g @Serverless-devs/s命令）。

2）設定阿里雲憑證資訊（執行s config add --AccessKeyID AccessKeyID --AccessKeySecret AccessKeySecret --AccountID AccountID命令）。

3）建立模板專案（執行s init node.js12-http -d fc-hello-world-demo命令），初始化過程如圖所示。

![6.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/1a2156fa4fed49edb6dca3da9351d27d~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "6.png")

透過 Serverless Devs 建立專案圖

4）進入專案目錄（執行 cd fc-hello-world-demo 命令），並部署（執行 s deploy 命令），部署後的結果如圖所示。

![7.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/a44be847e48345e9a65d5cd546ee9d4a~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "7.png")

透過 Serverless Devs 部署專案

專案部署成功之後，可以進行更多操作，具體如下。

觸發函式（執行s invoke命令），結果如圖所示。

![8.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/9598716f9d2c41569bbb91f2fa1b2548~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "8.png")

透過 Serverless Devs 觸發函式

檢視線上函式詳情（執行s info命令），結果如圖所示。

![9.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/c9ea501b93c745ebbf7ea8fd9f2d1ba5~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "9.png")

透過 Serverless Devs 檢視函式詳情

Serverless Devs 還擁有比較完善的桌面客戶端。開發者可以透過桌面客戶端進行應用的建立、管理以及相關配套功能的使用，示例如下。

檢視應用列表，並快速建立應用，如圖所示。

![10.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/fe0cc10b5f5f41d481f9843909ad70bb~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "10.png")

透過 Serverless Devs 桌面客戶端檢視應用列表

建立應用之後，可以進行應用的管理。下圖是 Serverless Devs 桌面客戶端管理應用介面。

![11.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/b76842bdd3ff4a96993c35f16e2a5f59~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "11.png")

透過 Serverless Devs 桌面客戶端管理應用

其他配套功能的使用如下。如圖所示為一鍵壓測函式效能。

![12.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/6b8bef6777574eb1a3f5aa7ec5eabbee~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "12.png")

透過 Serverless Devs 桌面客戶端一鍵壓測函式效能

一鍵對函式資源進行除錯，如圖所示。

![13.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/04e9748f722a4e95a4d7c1b661d49cac~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "13.png")

透過Serverless Devs桌面客戶端一鍵對函式資源進行除錯

一鍵檢視函式多維度指標資訊，如圖所示。

![14.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/4644672ea2aa42209ccbda36eb127f5a~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "14.png")

透過 Serverless Devs 桌面客戶端一鍵檢視函式多維度指標資訊

除此之外，Serverless Devs 還擁有較為方便的 Yaml 視覺化配置功能，如下圖所示。

![15.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/fbb8293367cc4cb895960a2896b13e94~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "15.png")

透過Serverless Devs桌面客戶端進行Yaml視覺化配置

## 如何對 Serverless 應用進行除錯

在應用開發過程中，或者應用開發完成後，當執行結果不符合預期時，通常要進行一定的除錯。但是在 Serverless 架構下，除錯往往會受到極大的考驗，尤其在受環境因素限制時，通常會出現這樣的情況：所開發的應用在本地可以健康、符合預期地執行，但是在 FaaS 平臺上則有一些不可預測的問題；或者在一些特殊環境下，本地沒有辦法模擬線上環境，難以進行應用的除錯。Serverless 應用的除錯一直備受詬病，但是各個雲廠商並沒有因此放棄在除錯方向上的深入探索，下面我們介紹幾種方式。

### 線上除錯

-   **簡單除錯**

所謂的簡單除錯，就是在控制檯進行除錯。以阿里雲函式計算為例，可以在控制檯透過“程式碼執行”按鈕進行基本的除錯，如下圖所示。

![16.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/436f8e02fde245e9974ece2ca64b26f1~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "16.png")

函式計算程式碼編輯頁面

必要的時候也可以透過設定 Event 來模擬一些事件。

![17.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/1d228fb00d7c4a8a84fc44fddfa0a452~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "17.png")

阿里雲函式計算事件頁面

線上除錯的好處是可以使用一些線上環境進行程式碼的測試。當線上環境擁有 VPC 等資源時，在本地環境是很難進行除錯的。

-   **斷點除錯**

除了簡單的線上除錯之外，部分雲廠商還支援斷點除錯，例如阿里雲函式計算的遠端除錯。我們以阿里雲函式計算遠端除錯為例，可以實現透過控制檯進行函式的線上除錯。當建立好函式之後，可以選擇遠端除錯，並單擊“開啟除錯”按鈕，如圖所示。

![18.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/f01b277671ed41289b50d3ada554f7d7~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "18.png")

函式計算遠端除錯頁面

開啟除錯之後，稍等片刻，系統將會進入遠端除錯介面，如圖所示。

![19.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/629757ce080c48ce9cada72f5de7604d~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "19.png")

函式計算遠端除錯開始頁面當出現圖

當出現下圖所示介面，我們可以進行斷點除錯。

![20.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/f3c3a1b6c49b4e17a697cfcadbc300e3~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "20.png")

函式計算遠端除錯斷點除錯頁面

### 端雲聯調

在本地進行 Serverless 應用開發時，往往會涉及一些線上資源，例如透過物件儲存觸發器觸發函式執行，透過 VPC 訪問資料庫等，此時線上和線下環境不一致會讓線下開發、除錯面臨極大的挑戰。Serverless Devs 開發者工具透過搭建 Proxy 輔助函式的方法將線上和線下資源打通，可以快速幫助開發者在本地進行應用的開發與除錯，這種除錯方式稱為端雲聯調。

如下圖所示， Serverless Devs 開發者工具會根據 Yaml 配置檔案，建立輔助服務和輔助函式，並透過輔助服務和輔助函式實現線上和線下資源打通，以及完整的端雲聯調。

![21.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/46665a84e20f4b6380b197fbcfa1a613~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "21.png")

Serverless Devs 端雲聯調原理示意圖

Serverless Devs 開發者工具會根據 Yaml 配置檔案的內容，建立輔助服務和輔助函式（輔助服務和 Yaml 中所宣告的業務服務配置是一致的）。

透過觸發器（包括透過 SDK、API、s proxied invoke 命令，或者其他觸發器）觸發輔助函式（函式計算 C），請求流量回到本地除錯例項（本地環境 A），這時本地除錯例項（本地函式執行環境容器）收到的 event 和 context 是真實來自線上的。

本地除錯例項（本地環境 A）可以直接訪問以下內容：

-   VPC 內網資源，比如 RDS、Kafka 內網地址等；
-   一些雲服務的內網地址；
-   硬碟掛載服務（直接訪問 NAS）。

端雲聯調流程如下：

1）執行s proxied setup命令準備端雲聯調所需的輔助資源以及本地環境；

2）對於無觸發器的普通事件函式或者 HTTP 觸發器，準備工作完成後，啟動另一個新的終端，切換到該專案路徑下，執行s proxied invoke命令呼叫本地函式；

3）完成除錯任務後，執行s proxied cleanup命令清理端雲聯調所需的輔助資源以及本地環境。

除了透過命令使用端雲聯調功能外，我們也可以在 VSCode 開發者工具中使用端雲聯調功能，如圖所示。

![22.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/63b6f4765ac24bdf941aa8c852f0def8~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "22.png")

在 VSCode 中使用端雲聯調功能

### 遠端除錯

端雲聯調在本地除了有一個通道服務容器外，還有一個函式計算容器，用來執行本地函式；遠端輔助函式只是單純將遠端流量傳送到本地。在實際除錯過程中，需要登入到例項進行專案除錯，此時可以選擇使用遠端除錯。

相比於端雲聯調，遠端除錯在本地只有一個通道服務容器，執行過程全部依賴線上；遠端函式將執行結果返回。遠端除錯整體架構簡圖如圖所示。

![23.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/65dcc49e219c415e87b98c5be7271a40~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "23.png")

除了透過上面遠端除錯架構簡圖所示的通道服務登入線上環境進行程式碼除錯或問題定位之外，部分雲廠商還提供了直接登入例項進行程式碼除錯的功能。以 Serverless Devs 為例，當使用阿里雲函式計算時，我們就可以直接透過 instance 命令進行線上例項登入。

儘管例項登入命令已經提供了便捷的登入體驗，能幫助使用者解決複雜場景下的應用異常定位等問題，但是登入例項後，使用者無法直接透過函式日誌、監控指標來具體定位問題，還需要藉助例如 coredump、tcpdump、jmap 等工具進行問題的深入排查。

例如，某使用者發現自己的線上程式最近出現一些函式錯誤提示，報錯內容都是連線遠端某服務時超時。該使用者懷疑是函式例項與遠端服務的網路連線不穩定，因此想進入例項內部，分析例項與遠端服務的網路情況。此時，我們可以按照以下步驟進行問題的排查。

1）如圖所示，登入例項內部後，需要執行 apt-get update 和 apt-get install tcpdump 兩條命令，進行 tcpdump 工具的安裝。

![24.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/f5a002ab32cd45628c20aa9fe6ec1743~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "24.png")

例項登入與安裝軟體效果圖

2）安裝完畢後，執行 tcpdump 命令，對遠端服務 IP 的請求進行抓包，並將抓包結果儲存在 tcpdump.cap 檔案中。

3）抓包完畢後，藉助 OSS 命令列工具 ossutil64，將 tcpdump.cap 檔案上傳到自己的 OSS，然後下載到本地藉助分析工具 Wireshark 進行分析。

### 本地除錯

-   **命令列工具**

大部分 FaaS 平臺會為使用者提供相對完備的命令列工具，如阿里雲的 Funcraft，同時也有一些開源專案如 Serverless Framework、Serverless Devs 等支援多雲廠商的 FaaS 平臺。透過命令列工具進行程式碼除錯的方法很簡單。以 Serverless Devs 為例，本地除錯阿里雲函式計算方法為：首先確保本地擁有一個函式計算的專案，然後在專案下執行除錯指令，例如在 Docker 中進行除錯，如下面所示。

![25.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/8873f909282d4ad0a93040f3383d9498~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "25.png")

透過命令列進行本地除錯

-   **編輯器外掛**

以 VSCode 外掛為例，下載好阿里雲函式計算的 VSCode 外掛，並且配置好賬號資訊之後，在本地新建函式，並且在打點之後進行斷點除錯，如圖所示。

![26.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/ff97f04abe4c4687b329ce7492b7208f~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "26.png")

編輯器外掛中進行除錯

### 其他除錯方案

-   **Web 框架的本地除錯**

以 Python 語言 Bottle 框架為例，若在阿里雲 FaaS 平臺開發傳統 Web 框架，可以增加如下程式碼：

```
app = bottle.default_app()
```

並且對run()方法進行條件限制（if __name__ == '__main__'）：

```
if __name__ == '__main__': 
    bottle.run(host='localhost', port=8080, debug=True)
```

例如：

```
# index.py
import bottle

@bottle.route('/hello/<name>')
def index(name): 
    return "Hello world"

app = bottle.default_app()

if __name__ == '__main__': 
    bottle.run(host='localhost', port=8080, debug=True)
```

和傳統開發思路一樣，我們可以在本地開發並在本地進行除錯。當部署到線上時，只需要在入口方法處設定 index.app，即可實現平滑的部署。

-   **本地模擬事件除錯**

針對非 Web 框架，可以在本地構建一個方法，例如要除錯物件儲存觸發器，程式碼如下：

```
import jsondef handler(event, context): print(event)def test(): event = { "events": [ { "eventName": "ObjectCreated:PutObject", "eventSource": "acs:oss", "eventTime": "2017-04-21T12:46:37.000Z", "eventVersion": "1.0", "oss": { "bucket": { "arn": "acs:oss:cn-shanghai:123456789:bucketname", "name": "testbucket",
"ownerIdentity": "123456789", "virtualBucket": "" }, "object": { "deltaSize": 122539, "eTag": "688A7BF4F233DC9C88A80BF985AB7329", "key": "image/a.jpg", "size": 122539 }, "ossSchemaVersion": "1.0", "ruleId": "9adac8e253828f4f7c0466d941fa3db81161****" }, "region": "cn-shanghai", "requestParameters": { "sourceIPAddress": "140.205.***.***" }, "responseElements": { "requestId": "58F9FF2D3DF792092E12044C" }, "userIdentity": { "principalId": "123456789" } } ] } handler(json.dumps(event), None)if __name__ == "__main__": print(test())
```

這樣透過構造一個 event 物件，即可實現模擬事件觸發。

## 透過開發者工具進行依賴安裝和專案構建

Serverless 架構下的應用開發和傳統架構下的應用開發有一個比較大的區別是二者所關注的內容維度是不同的，例如理想狀態下的前者並不需要人們關注伺服器等底層資源。但是在當今的 Serverless 發展階段，Serverless 架構下的應用開發真的不需要人們對伺服器等額外關注嗎？其實不是的，雖然 Serverless 架構強調的是 Noserver 心智，但是在實際生產中，有很多依賴等是無法跨平臺使用的，例如 Python 語言中的某些依賴需要進行二進位制編譯，和作業系統、軟體環境等有比較大的關係，所以專案中如果引入這類依賴，需要在和函式計算平臺線上環境一致的環境中進行依賴的安裝、程式碼的打包或專案的部署。

阿里雲函式計算對自身的線上函式環境有比較細緻的描述，提供了相應的文件，例如使用 C、C++ 、Go 編譯的可執行檔案，需要與函式計算的執行環境相容。函式計算的 Python 執行環境如下。

-   Linux 核心版本：Linux 4.4.24-2.al7.x86_64。
-   Docker 基礎映象：docker pull python:2.7 ; docker pull python:3.6。

但是，在實際應用開發過程中，依賴的打包依舊是讓一眾開發者頭疼的事情。他們在很多 Serverless 應用開發過程中都會面臨類似的挑戰：專案在本地可以正常執行，一發布到線上就找不到某個依賴，但是實際上依賴是存在的，此時問題定位就成了非常困難的事情。

目前來看，為 Serverless 應用安裝依賴或者專案構建的方法通常有 3 種：

1）在本地建立專案之後，自行根據雲廠商提供的環境資料進行線上環境搭建，進而進行依賴的安裝。這種方法相對來說自主可控，但是難度非常大，操作較為繁瑣。

2）用已有的開發者工具進行依賴的安裝，如圖所示：

![27.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/9c6a31afb0c24c108a32d9932ea7fe04~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "27.png")

透過工具安裝依賴示意圖

以 Serverless Devs 開發者工具以及阿里雲函式計算產品為例，開發者只需要按照語言習慣準備對應語言的相關依賴安裝檔案即可，例如 Python 語言的requirements.txt，Node.js語言的package.json等。然後在當前專案下，執行s build --use-docker命令即可完成與阿里雲函式計算平臺線上環境一致的環境中的依賴的安裝。以 Python 專案為例，開發者只需要在專案目錄下完成如下操作。

1.  開發原始碼；
1.  執行s build –use-docker命令之後，自動根據requirements.txt檔案下載對應的依賴到本地，並且和原始碼一起組成交付物；
1.  執行s deploy命令將整個交付物打包，建立函式，同時設定好依賴包的環境變數，讓函式可以直接輸入對應的程式碼依賴包。

3）目前，部分雲廠商的 FaaS 平臺控制檯支援 WebIDE，阿里雲的 WebIDE 擁有實現命令列程式的能力，所以也可以在控制檯的 WebIDE 中直接進行依賴的安裝。線上安裝依賴示意圖如圖所示。

![28.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/31d7b2e9c0904dfa9c60b0907d0c4717~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "28.png")

線上安裝依賴示意圖

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![29.jpeg](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/f8c2109b94c14c09a074a4c75f28f7b5~tplv-k3u1fbpfcp-zoom-1.image "29.jpeg")

本書是關於 Serverless 架構下機器學習實戰的技術書，我們希望透過簡單明瞭的語言、真實的案例，以及開放的原始碼，為讀者介紹 Serverless 架構與機器學習相關的基礎知識，幫助讀者在 Serverless 架構下開發、上線機器學習專案。

## *作者介紹：*

**劉宇，阿里雲 Serverless 產品經理  
田初東，螞蟻集團演算法工程師  
盧萌凱，阿里雲 Serverless 高階解決方案架構師  
王仁達，阿里雲 Serverless 工具鏈技術負責人**</name>

深度學習 | 如何開發、部署 Serverless 應用？

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