Wybrane technologie Serverless: Rekomendacje praktycznych narzędzi do budowy wydajnych i skalowalnych aplikacji

# Wybrane technologie Serverless: Rekomendacje praktycznych narzędzi do budowy wydajnych i skalowalnych aplikacji Architektura Serverless staje się coraz bardziej popularna, znacznie upraszcza wdrażanie i utrzymanie aplikacji, pozwalając programistom skupić się na implementacji logiki biznesowej. Jednak, aby w pełni wykorzystać zalety Serverless, wybór odpowiedniego stosu technologicznego jest kluczowy. W tym artykule, opierając się na dyskusjach na X/Twitterze, polecimy kilka praktycznych narzędzi i zasobów Serverless oraz przedstawimy kilka praktycznych wskazówek dotyczących budowy wydajnych i skalowalnych aplikacji. ## Kluczowe zalety Serverless Zanim przejdziemy do konkretnych narzędzi, najpierw przypomnijmy sobie kluczowe zalety Serverless: * **Brak konieczności zarządzania serwerami:** Nie ma potrzeby ręcznej konfiguracji i konserwacji serwerów, co obniża koszty operacyjne. * **Automatyczne skalowanie:** Platforma automatycznie dostosowuje zasoby w zależności od rzeczywistego ruchu, zapewniając stabilne działanie aplikacji przy dużym obciążeniu. * **Płatność za użycie:** Płacisz tylko za faktycznie wykorzystane zasoby obliczeniowe, unikając marnowania zasobów. * **Szybkie wdrażanie:** Uproszczony proces wdrażania aplikacji, co zwiększa efektywność programowania. ## Narzędzia Infrastructure as Code (IaC) Mimo że Serverless podkreśla brak konieczności zarządzania serwerami, konfiguracja infrastruktury jest nadal ważna. Użycie narzędzi IaC może zautomatyzować wdrażanie i zarządzanie infrastrukturą, zapewniając spójność i powtarzalność. * **AWS CloudFormation / AWS CDK:** Natywne narzędzia IaC dostarczane przez AWS. CloudFormation używa YAML lub JSON do definiowania infrastruktury, a AWS CDK pozwala na definiowanie zasobów chmurowych za pomocą znanych języków programowania (takich jak TypeScript, Python, Java itp.). * **Praktyczne wskazówki:** Użyj CloudFormation StackSets, aby wdrożyć zasoby w wielu regionach i kontach. Zaawansowane warstwy abstrakcji CDK mogą uprościć konfigurację złożonych zasobów, takich jak budowa potoków CI/CD. * **Terraform:** Narzędzie IaC o otwartym kodzie źródłowym, które obsługuje wiele platform chmurowych, w tym AWS, Azure i Google Cloud. * **Praktyczne wskazówki:** Użyj modułowej funkcjonalności Terraform, aby podzielić definicję infrastruktury na komponenty wielokrotnego użytku. Wykorzystaj plik stanu Terraform do zarządzania stanem, aby zapewnić spójność konfiguracji. * **Serverless Framework:** Narzędzie IaC zaprojektowane specjalnie dla aplikacji Serverless, obsługuje wiele platform chmurowych i upraszcza wdrażanie i zarządzanie aplikacjami Serverless. * **Praktyczne wskazówki:** Wykorzystaj mechanizm wtyczek Serverless Framework, aby rozszerzyć jego funkcjonalność, na przykład dodawanie niestandardowych domen, konfigurowanie uwierzytelniania API itp. ## Platformy obliczeniowe Platforma obliczeniowa jest rdzeniem architektury Serverless, służącym do wykonywania logiki biznesowej aplikacji. * **AWS Lambda:** Usługa obliczeniowa funkcji dostarczana przez AWS, obsługuje wiele języków programowania, takich jak Python, Node.js, Java, Go, C# itp. * **Praktyczne wskazówki:** Użyj Lambda Layers, aby udostępniać wspólny kod i zmniejszyć rozmiar pakietu funkcji. Wykorzystaj Lambda Extensions, aby dodać funkcje monitorowania, bezpieczeństwa itp. Zwróć uwagę na problem zimnego startu Lambda, możesz użyć Provisioned Concurrency, aby wcześniej podgrzać funkcje. ```python # Przykładowa funkcja Python Lambda import json def lambda_handler(event, context): body = { "message": "Hello from Lambda!" } response = { "statusCode": 200, "body": json.dumps(body) } ```## Platformy obliczeniowe Serverless * **AWS Lambda:** Usługa obliczeniowa oferowana przez Amazon Web Services (AWS), która pozwala na uruchamianie kodu bez konieczności zarządzania serwerami. Obsługuje wiele języków programowania, takich jak Node.js, Python, Java, Go, C# i Ruby. * **Praktyczne wskazówki:** Używaj zmiennych środowiskowych do przechowywania konfiguracji. Używaj warstw Lambda do współdzielenia kodu między funkcjami. Monitoruj wydajność funkcji za pomocą AWS CloudWatch. ```python import json def lambda_handler(event, context): # TODO Implementuj return { 'statusCode': 200, 'body': json.dumps('Hello from Lambda!') } ``` * **Vercel:** Platforma Serverless skupiona na frontendzie, która oferuje szybkie wdrażanie i CDN. Jest szczególnie popularna wśród programistów React, Vue i Next.js. Jak wspomniał @@rauchg, Vercel jest zoptymalizowany pod kątem szybkiego wdrażania i globalnej sieci CDN. * **Praktyczne wskazówki:** Używaj Vercel do wdrażania aplikacji frontendowych i statycznych stron. Wykorzystaj funkcje Serverless Vercel do obsługi backendu. ```javascript export default function handler(req, res) { res.status(200).json({ text: 'Hello' }) } ``` * **Netlify:** Podobnie jak Vercel, Netlify to platforma Serverless skupiona na frontendzie, która oferuje automatyczne wdrażanie i CDN. * **Praktyczne wskazówki:** Używaj Netlify do wdrażania aplikacji frontendowych i statycznych stron. Wykorzystaj funkcje Netlify do obsługi backendu. ```javascript exports.handler = async (event, context) => { return { statusCode: 200, body: JSON.stringify({ message: 'Hello World' }) } } ``` * **Cloudflare Workers:** Platforma Serverless oferowana przez Cloudflare, która pozwala na uruchamianie kodu na krawędzi sieci CDN. Jest to idealne rozwiązanie do obsługi żądań HTTP i modyfikowania odpowiedzi. * **Praktyczne wskazówki:** Używaj Cloudflare Workers do obsługi żądań HTTP i modyfikowania odpowiedzi. Wykorzystaj Cloudflare Workers KV do przechowywania danych. ```javascript addEventListener('fetch', event => { event.respondWith(handleRequest(event.request)) }) async function handleRequest(request) { return new Response('Hello worker!', { headers: { 'content-type': 'text/plain' }, }) } ``` * **Supabase Edge Functions:** Jak wspomniał @@supabase, Supabase Edge Functions pozwalają na uruchamianie kodu TypeScript na krawędzi sieci, co zapewnia niskie opóźnienia i wysoką wydajność. * **Praktyczne wskazówki:** Używaj Supabase Edge Functions do obsługi żądań HTTP i modyfikowania odpowiedzi. Wykorzystaj Supabase Postgres do przechowywania danych. ```typescript import { serve } from 'https://deno.land/std@0.168.0/http/server.ts' serve(async (req) => { const url = new URL(req.url) const name = url.searchParams.get('name') const message = name ? `Hello ${name}!` : 'Hello, World!' return new Response( ` Przykładowa funkcja Edge! ${message} `, { headers: { 'Content-Type': 'text/html; charset=utf-8' } } ) }) ``` * **Deno:** Jak wspomniał @@lino_levan, Deno to środowisko uruchomieniowe JavaScript i TypeScript, które jest bezpieczne i wydajne. Deno obsługuje Serverless Functions, co pozwala na uruchamianie kodu Deno na platformach Serverless. * **Praktyczne wskazówki:** Używaj Deno do pisania funkcji Serverless. Wykorzystaj Deno Deploy do wdrażania funkcji Serverless. ```javascript import { serve } from "https://deno.land/std@0.131.0/http/server.ts"; serve((req) => { const url = new URL(req.url); const name = url.searchParams.get("name"); const resp = `Hello ${name ?? "World"}!\n`; return new Response(resp); }, { port: 8000 }); ``` * **Fastly Compute@Edge:** Platforma Serverless oferowana przez Fastly, która pozwala na uruchamianie kodu na krawędzi sieci CDN. Jest to idealne rozwiązanie do obsługi żądań HTTP i modyfikowania odpowiedzi. * **Praktyczne wskazówki:** Używaj Fastly Compute@Edge do obsługi żądań HTTP i modyfikowania odpowiedzi. Wykorzystaj Fastly KV Store do przechowywania danych. ```javascript /// import { createResponse } from '@fastly/js-compute'; addEventListener('fetch', event => event.respondWith(handleRequest(event))) async function handleRequest(event) { // Get the client request. let req = event.request; // Construct a new Response object. let resp = new Response("Hello, world!", { status: 200, headers: { "Content-Type": "text/plain" } }); // Send the new response back to the client. return resp; } ``` * **Fly.io:** Platforma, która pozwala na uruchamianie aplikacji blisko użytkowników na całym świecie. Obsługuje wiele języków programowania i frameworków. * **Praktyczne wskazówki:** Używaj Fly.io do wdrażania aplikacji, które wymagają niskich opóźnień. Wykorzystaj Fly.io Volumes do przechowywania danych. ```python from flask import Flask app = Flask(__name__) @app.route("/") def hello_world(): return "

Hello, World!

" ``` * **OpenFaaS:** Framework open source do budowania funkcji Serverless na Kubernetes. Pozwala na uruchamianie funkcji w kontenerach Docker. * **Praktyczne wskazówki:** Używaj OpenFaaS do budowania funkcji Serverless na Kubernetes. Wykorzystaj OpenFaaS CLI do zarządzania funkcjami. ```python from flask import Flask, request import os app = Flask(__name__) @app.route("/", methods=["POST"]) def handle(): request_json = request.get_json(silent=True) if request_json and "name" in request_json: name = request_json["name"] else: name = "World" return f"Hello {name}!" if __name__ == "__main__": app.run(debug=True, host='0.0.0.0', port=int(os.environ.get('PORT', 8080))) ``` * **Kubeless:** Framework open source do budowania funkcji Serverless na Kubernetes. Podobnie jak OpenFaaS, pozwala na uruchamianie funkcji w kontenerach Docker. * **Praktyczne wskazówki:** Używaj Kubeless do budowania funkcji Serverless na Kubernetes. Wykorzystaj Kubeless CLI do zarządzania funkcjami. ```python def handler(event, context): return "Hello World" ``` * **Fn Project:** Platforma open source do budowania funkcji Serverless, która obsługuje wiele języków programowania. * **Praktyczne wskazówki:** Używaj Fn Project do budowania funkcji Serverless. Wykorzystaj Fn CLI do zarządzania funkcjami. ```python from fdk import response import json def handler(ctx, data=None, loop=None): name = "World" try: body = json.loads(data.decode('utf-8')) name = body.get("name") except (Exception, ValueError) as ex: print(str(ex)) return response.Response(ctx, response_data=json.dumps( {"message": "Hello {0}!".format(name)}), headers={"Content-Type": "application/json"} ) ``` * **Google Cloud Functions:** Usługa obliczeniowa oferowana przez Google Cloud, podobna do AWS Lambda. * **Praktyczne wskazówki:** Google Cloud Functions domyślnie integruje się z Cloud Logging i Cloud Monitoring, co ułatwia rejestrowanie logów i monitorowanie wydajności. * **Azure Functions:** Usługa obliczeniowa oferowana przez Microsoft Azure, która również obsługuje wiele języków programowania. * **Praktyczne wskazówki:** Azure Functions obsługuje wiele wyzwalaczy, takich jak HTTP, Queue, Timer itp., co pozwala na zaspokojenie potrzeb różnych scenariuszy. * **Deno Deploy:** Platforma Serverless oferowana przez twórców środowiska uruchomieniowego Deno, charakteryzująca się wysokim poziomem bezpieczeństwa i wydajności. Jak wspomniał @@deno_land, Deno Deploy oferuje natychmiastową bazę danych serverless Postgres, którą można zintegrować z Prisma. * **Praktyczne wskazówki:** Deno Deploy jest odpowiedni do budowania aplikacji o wysokich wymaganiach dotyczących wydajności i bezpieczeństwa. ## Przechowywanie danych Aplikacje Serverless zazwyczaj wymagają użycia baz danych NoSQL do przechowywania danych. * **Amazon DynamoDB:** Usługa bazy danych NoSQL oferowana przez AWS, charakteryzująca się wysoką dostępnością, wydajnością i automatycznym skalowaniem. Jak wspomniał @@Sanchit0496, Lambda i DynamoDB to popularne połączenie do budowania aplikacji Serverless. * **Praktyczne wskazówki:** Wybierz odpowiednią strategię indeksowania w zależności od scenariusza biznesowego. Używaj DynamoDB Accelerator (DAX) do buforowania danych, aby poprawić wydajność odczytu. * **Google Cloud Datastore:** Usługa bazy danych NoSQL oferowana przez Google Cloud. * **Praktyczne wskazówki:** Google Cloud Datastore ma potężne możliwości przetwarzania transakcji, odpowiednie dla aplikacji wymagających transakcji ACID. * **Azure Cosmos DB:** Globalnie rozproszona usługa bazy danych wielomodelowej oferowana przez Microsoft Azure. * **Praktyczne wskazówki:** Azure Cosmos DB obsługuje wiele interfejsów API, takich jak SQL, MongoDB, Cassandra itp., co ułatwia migrację istniejących aplikacji. * **Turso Cloud:** Jak wspomniał @@penberg, sterownik bazy danych Serverless oferowany przez Turso Cloud może być dostępny za pomocą API `fetch()`, co jest odpowiednie dla funkcji Serverless i brzegowych, które nie wymagają lokalnej bazy danych. * **Praktyczne wskazówki:** Turso Cloud jest odpowiedni do budowania lekkich aplikacji Serverless. ## Zarządzanie API Brama API służy do zarządzania i ochrony API. * **Amazon API Gateway:** Usługa bramy API oferowana przez AWS, obsługująca REST API, WebSocket API i HTTP API. * **Praktyczne wskazówki:** Używaj funkcji autoryzacji API Gateway, aby chronić bezpieczeństwo API. Używaj funkcji buforowania API Gateway, aby poprawić wydajność API. * **Google Cloud API Gateway:** Usługa bramy API oferowana przez Google Cloud. * **Praktyczne wskazówki:** Google Cloud API Gateway integruje się z Google Cloud Endpoints, co ułatwia zarządzanie i ochronę gRPC API.* **Azure API Management:** Usługa bramy API oferowana przez Microsoft Azure. * **Przydatna wskazówka:** Azure API Management obsługuje różne metody uwierzytelniania, takie jak API Key, OAuth 2.0, OpenID Connect itp. ## Narzędzia związane z AI/ML Jak zauważyli @@GoogleDevsIN i @@AWSstartups, architektura Serverless jest szeroko stosowana w dziedzinie AI/ML. * **Google Cloud Run:** Platforma kontenerowa oferowana przez Google Cloud, która może uruchamiać kontenery bezstanowe, obsługuje automatyczne skalowanie i płatność na żądanie. Google wykorzystuje Cloud Run do budowania skalowalnych aplikacji Serverless AI. * **AWS SageMaker:** Platforma uczenia maszynowego oferowana przez AWS, która może być używana do budowania, trenowania i wdrażania modeli uczenia maszynowego. * **Przydatna wskazówka:** Możesz użyć SageMaker Endpoint do wdrożenia modelu uczenia maszynowego i uzyskania do niego dostępu za pośrednictwem API Gateway. ## Inne przydatne narzędzia * **Prisma:** Narzędzie ORM o otwartym kodzie źródłowym, które może uprościć operacje na bazie danych. Deno Deploy oficjalnie zaleca używanie Prisma. * **ONNX:** Otwarty format modelu uczenia maszynowego, który może z łatwością migrować modele między różnymi frameworkami. ## Serverless vs. VPS: Jak wybrać? Jak zauważył @@rozzabuilds, Serverless i VPS (Virtual Private Server) mają swoje zalety i wady, a wybór zależy od konkretnego scenariusza zastosowania. | 特性 | Serverless | VPS | | -------------- | --------------------------------------------------------------------------------- | ------------------------------------------------------------------------------------------------ | | 运维 | Nie wymaga zarządzania serwerem, platforma zarządza automatycznie | Wymaga samodzielnego zarządzania serwerem, w tym konfiguracji, konserwacji, bezpieczeństwa itp. | | 扩展性 | Automatyczne skalowanie, automatyczne dostosowywanie zasobów w zależności od rzeczywistego ruchu | Wymaga ręcznej konfiguracji skalowania, może wymagać przestoju w celu aktualizacji | | 成本 | Płatność na żądanie, płatność tylko za faktycznie wykorzystane zasoby obliczeniowe | Stała opłata, opłata jest naliczana niezależnie od tego, czy jest używana | | 适用场景 | Nadaje się do aplikacji opartych na zdarzeniach, backendów API, zadań przetwarzania wsadowego itp. | Nadaje się do aplikacji, które wymagają długotrwałego działania, aplikacji, które wymagają niestandardowej konfiguracji itp. | | 复杂性 | Architektura jest stosunkowo złożona, wymaga zrozumienia koncepcji i zasad Serverless | Architektura jest stosunkowo prosta, łatwa do zrozumienia | **Podsumowując:** * Jeśli Twoja aplikacja jest sterowana zdarzeniami lub wymaga szybkiego wdrażania i automatycznego skalowania, Serverless jest dobrym wyborem. * Jeśli Twoja aplikacja wymaga długotrwałego działania lub niestandardowej konfiguracji, VPS może być bardziej odpowiedni. ## Podsumowanie Architektura Serverless przynosi nam wiele korzyści, a wybór odpowiedniego stosu technologicznego jest kluczem do budowania wydajnych i skalowalnych aplikacji. Mam nadzieję, że narzędzia i zasoby przedstawione w tym artykule pomogą Ci lepiej wykorzystać zalety Serverless i zbudować jeszcze lepsze aplikacje. Pamiętaj, że ciągła nauka i praktyka to jedyna droga do zostania ekspertem Serverless. Życzę Ci sukcesów w świecie Serverless!