Azure Functions: Kattava opas tapahtumapohjaiseen tietojenkäsittelyyn

Nykypäivän nopeasti kehittyvässä teknologisessa ympäristössä yritykset etsivät jatkuvasti innovatiivisia tapoja rakentaa ja ottaa käyttöön sovelluksia, jotka ovat skaalautuvia, kustannustehokkaita ja erittäin reaktiivisia. Tapahtumapohjainen tietojenkäsittely on noussut voimakkaaksi malliksi näihin tarpeisiin vastaamisessa, ja Azure Functions tarjoaa vankan alustan tapahtumapohjaisten ratkaisujen toteuttamiseen. Tämä kattava opas sukeltaa Azure Functionsin maailmaan, tutkien sen ydinajatuksia, etuja, käyttötapauksia ja parhaita käytäntöjä globaalien sovellusten rakentamisessa.

Mitä on tapahtumapohjainen tietojenkäsittely?

Tapahtumapohjainen tietojenkäsittely on ohjelmointimalli, jossa ohjelman kulkua ohjaavat tapahtumat – toimet tai ilmiöt – kuten käyttäjän vuorovaikutus, anturitiedot tai viestit muista palveluista. Sen sijaan, että noudatettaisiin ennalta määriteltyä käskyjärjestystä, tapahtumapohjainen sovellus reagoi tapahtumiin reaaliaikaisesti, käynnistäen tiettyjä toimintoja tai prosesseja.

Tapahtumapohjaisen tietojenkäsittelyn keskeisiä ominaisuuksia ovat:

• Asynkroninen viestintä: Palvelut kommunikoivat keskenään tapahtumien kautta, estämättä toimintaa tai odottamatta vastauksia.
• Löyhä kytkentä: Komponentit ovat itsenäisiä ja niitä voidaan lisätä, poistaa tai muokata vaikuttamatta järjestelmän muihin osiin.
• Skaalautuvuus: Sovellukset voivat skaalautua horisontaalisesti käsittelemään suuren määrän tapahtumia.
• Reaaliaikainen reagoivuus: Sovellukset voivat reagoida tapahtumiin lähes reaaliajassa, tarjoten saumattoman käyttökokemuksen.

Esittelyssä Azure Functions

Azure Functions on Microsoft Azuren tarjoama palvelimeton laskentapalvelu. Se mahdollistaa kehittäjien suorittaa koodia tarpeen mukaan ilman palvelimien tai infrastruktuurin hallintaa. Funktiot käynnistyvät tapahtumista, kuten HTTP-pyynnöistä, viesteistä jonoista tai muutoksista tietovarastoissa. Tämä tekee niistä ihanteellisia tapahtumapohjaisten sovellusten rakentamiseen.

Azure Functionsin keskeisiä ominaisuuksia ovat:

• Palvelimeton arkkitehtuuri: Ei tarvetta varata tai hallita palvelimia. Azure skaalaa resurssit automaattisesti kysynnän mukaan.
• Käyttöön perustuva hinnoittelu: Maksat vain funktioidesi käyttämästä laskenta-ajasta.
• Usean kielen tuki: Azure Functions tukee useita ohjelmointikieliä, kuten C#, Java, Python, JavaScript ja PowerShell.
• Integraatio Azure-palveluihin: Saumaton integraatio muihin Azure-palveluihin, kuten Azure Storage, Azure Cosmos DB, Azure Event Hubs ja Azure Logic Apps.
• Käynnistimet ja sidonnat: Yksinkertaistettu kehitys ennalta määritellyillä käynnistimillä (tapahtumat, jotka käynnistävät funktion) ja sidonnoilla (deklaratiivinen tapa yhdistää muihin Azure-palveluihin).

Azure Functionsin käytön edut

Azure Functionsin hyödyntäminen tarjoaa lukuisia etuja nykyaikaisten sovellusten rakentamisessa:

• Lisääntynyt ketteryys: Nopeat kehitys- ja käyttöönottosyklit mahdollistavat nopean iteroinnin ja nopeamman markkinoilletuloajan. Kehittäjät voivat keskittyä koodin kirjoittamiseen infrastruktuurin hallinnan sijaan.
• Pienemmät kustannukset: Käyttöön perustuva hinnoittelumalli optimoi resurssien käytön ja minimoi operatiiviset kulut. Maksat vain, kun funktiosi ovat käynnissä.
• Parannettu skaalautuvuus: Azure Functions skaalautuu automaattisesti käsittelemään vaihtelevia kuormituksia, varmistaen optimaalisen suorituskyvyn ja saatavuuden. Tämä on ratkaisevan tärkeää globaaleille sovelluksille, jotka kokevat vaihtelevaa liikennettä eri aikavyöhykkeillä.
• Parempi tehokkuus: Tapahtumapohjainen arkkitehtuuri mahdollistaa tapahtumien tehokkaan käsittelyn, vähentäen latenssia ja parantaen reagoivuutta.
• Yksinkertaistettu integraatio: Saumaton integraatio Azure-palveluihin ja kolmansien osapuolten alustoihin yksinkertaistaa monimutkaisten työnkulkujen kehittämistä.
• Globaali ulottuvuus: Ota Azure Functions -funktiosi käyttöön maailmanlaajuisesti varmistaaksesi matalan latenssin ja korkean saatavuuden käyttäjille ympäri maailmaa.

Ydinkäsitteet: Käynnistimet ja sidonnat

Käynnistimien ja sidontojen ymmärtäminen on olennaista Azure Functions -palvelun kanssa työskenneltäessä.

Käynnistimet

Käynnistin on se, mikä aloittaa funktion suorituksen. Se määrittelee tapahtuman, joka saa funktion käynnistymään. Azure Functions tarjoaa useita sisäänrakennettuja käynnistimiä, kuten:

• HTTP-käynnistin: Suorittaa funktion, kun HTTP-pyyntö vastaanotetaan. Ihanteellinen API-rajapintojen ja webhookien rakentamiseen.
• Ajastinkäynnistin: Suorittaa funktion ennalta määritellyn aikataulun mukaisesti. Hyödyllinen tausta-ajojen tai ajoitettujen tehtävien suorittamiseen.
• Jonokäynnistin: Suorittaa funktion, kun viesti lisätään Azure Storage -jonoon. Käytetään asynkroniseen käsittelyyn ja palveluiden irrottamiseen toisistaan.
• Blob-käynnistin: Suorittaa funktion, kun blob-objekti lisätään tai päivitetään Azure Storage -säiliöön. Hyödyllinen kuvien, videoiden tai muiden tiedostojen käsittelyyn.
• Event Hub -käynnistin: Suorittaa funktion, kun Azure Event Hub vastaanottaa tapahtuman. Ihanteellinen reaaliaikaiseen datastriimaukseen ja telemetrian käsittelyyn.
• Cosmos DB -käynnistin: Suorittaa funktion, kun dokumentti luodaan tai päivitetään Azure Cosmos DB -kokoelmaan. Hyödyllinen reaaliaikaiseen tietojen synkronointiin ja tapahtumailmoituksiin.
• Service Bus -käynnistin: Suorittaa funktion, kun viesti vastaanotetaan Azure Service Bus -jonosta tai -aiheesta. Käytetään yritystason viestintään ja integraatioon.

Sidonnat

Sidonnat tarjoavat deklaratiivisen tavan yhdistää funktiosi muihin Azure-palveluihin tai ulkoisiin resursseihin. Ne yksinkertaistavat tietojen lukemista näistä resursseista tai kirjoittamista niihin, ilman että sinun tarvitsee kirjoittaa toistuvaa koodia.

Azure Functions tukee laajaa valikoimaa sidontoja, mukaan lukien:

• Syötesidonnat: Mahdollistavat tietojen lukemisen ulkoisista resursseista ja niiden tuomisen funktion käytettäväksi. Esimerkkejä ovat tietojen lukeminen Azure Storage -blobeista, Azure Cosmos DB -dokumenteista tai HTTP-päätepisteistä.
• Tulostesidonnat: Mahdollistavat tietojen kirjoittamisen ulkoisiin resursseihin funktiostasi. Esimerkkejä ovat tietojen kirjoittaminen Azure Storage -jonoihin, Azure Cosmos DB -kokoelmiin tai HTTP-vastausten lähettäminen.

Käyttämällä käynnistimiä ja sidontoja voit keskittyä funktion ydinlogiikan kirjoittamiseen, kun taas Azure Functions hoitaa taustalla olevan infrastruktuurin ja integraation yksityiskohdat.

Azure Functionsin käyttötapauksia

Azure Functionsia voidaan käyttää monenlaisten sovellusten rakentamiseen eri toimialoilla. Tässä on joitakin yleisiä käyttötapauksia:

• Web-API:t: Luo RESTful-API-rajapintoja web- ja mobiilisovelluksille. HTTP-käynnistin tekee funktioiden julkaisemisesta API-päätepisteinä helppoa. Esimerkiksi globaali verkkokauppa-alusta voi käyttää Azure Functionsia tuotehakukyselyiden ja tilausten käsittelyyn.
• Tietojenkäsittely: Käsittele datavirtoja eri lähteistä, kuten IoT-laitteista, sosiaalisen median syötteistä tai lokitiedostoista. Event Hub -käynnistimen avulla voit käsitellä suuria tietomääriä reaaliajassa. Kuvittele globaali sääseurantapalvelu, joka käyttää Azure Functionsia analysoimaan anturitietoja sääasemilta ympäri maailmaa.
• Tapahtumapohjaiset mikropalvelut: Rakenna löyhästi kytkettyjä mikropalveluita, jotka kommunikoivat keskenään tapahtumien kautta. Jonokäynnistin ja Service Bus -käynnistin mahdollistavat asynkronisen viestinnän palveluiden välillä. Monikansallinen logistiikkayritys voisi käyttää Azure Functionsia tilausten toimitusprosessien orkestrointiin eri varastojen ja kuljetuspalveluntarjoajien välillä.
• Ajoitetut tehtävät: Automatisoi rutiinitehtäviä, kuten varmuuskopiointia, raporttien luontia tai järjestelmän ylläpitoa. Ajastinkäynnistimen avulla voit ajoittaa funktioita suoritettavaksi tietyin väliajoin. Kansainvälinen markkinointitoimisto voisi käyttää Azure Functionsia sähköpostikampanjoiden ja sosiaalisen median julkaisujen ajoittamiseen eri aikavyöhykkeille.
• IoT-ratkaisut: Käsittele tietoja IoT-laitteista ja käynnistä toimintoja reaaliaikaisten tapahtumien perusteella. IoT Hub -käynnistimen avulla voit yhdistää IoT-laitteisiin ja käsitellä telemetriatietoja. Globaali älymaatalousyritys voisi käyttää Azure Functionsia sadon terveyden seurantaan ja kastelujärjestelmien automatisointiin anturitietojen perusteella.
• Chatbotit: Rakenna älykkäitä chatbotteja, jotka vastaavat käyttäjien kyselyihin ja automatisoivat tehtäviä. Integroi Azure Functions Azure Bot Serviceen luodaksesi keskustelevia kokemuksia. Monikielinen asiakastukichatbot voidaan rakentaa Azure Functionsin ja erilaisten kielenkäännöspalveluiden avulla.

Azure Functionsin kehittäminen: Vaiheittainen opas

Tässä on vaiheittainen opas Azure Functionsin kehittämiseen:

1. Valitse kehitysympäristö: Voit kehittää Azure Functionsia käyttämällä useita työkaluja, kuten Azure-portaalia, Visual Studiota, VS Codea ja Azure CLI:tä. VS Code Azure Functions -laajennuksella on suosittu valinta paikalliseen kehitykseen.
2. Luo uusi Function App: Function App on säiliö yhdelle tai useammalle funktiolle. Luo uusi Function App Azure-portaalissa tai Azure CLI:n avulla. Harkitse alueen valintaa, valitse se, joka on lähimpänä pääkäyttäjäkuntaasi tai jossa muut asiaankuuluvat Azure-resurssit sijaitsevat latenssin minimoimiseksi.
3. Luo uusi funktio: Valitse funktiollesi käynnistin ja sidonta. Käynnistin määrittelee tapahtuman, joka käynnistää funktion, ja sidonnat mahdollistavat yhteyden muihin Azure-palveluihin.
4. Kirjoita koodisi: Kirjoita koodi, joka suoritetaan, kun funktio käynnistetään. Käytä syötesidontoja päästäksesi käsiksi tietoihin ulkoisista resursseista ja tulostesidontoja kirjoittaaksesi tietoja ulkoisiin resursseihin. Muista käsitellä mahdolliset virheet ja poikkeukset asianmukaisesti.
5. Testaa funktiosi: Testaa funktiosi paikallisesti Azure Functions Core Tools -työkaluilla. Tämä mahdollistaa koodin virheenkorjauksen ja sen toimivuuden varmistamisen ennen sen käyttöönottoa Azuressa. Käytä esimerkkidataa, joka vastaa globaalia dataa, jota odotat käsitteleväsi.
6. Ota funktiosi käyttöön: Ota funktiosi käyttöön Azuressa Azure-portaalin, Visual Studion, VS Coden tai Azure CLI:n avulla. Harkitse käyttöönottopaikkojen (deployment slots) käyttöä päivitysten valmisteluun ja testaamiseen ennen niiden julkaisemista tuotantoon.
7. Valvo funktiotasi: Valvo funktiotasi Azure Monitorin avulla. Tämä mahdollistaa suorituskyvyn seurannan, virheiden tunnistamisen ja ongelmien vianmäärityksen. Aseta hälytyksiä saadaksesi ilmoituksia kriittisistä tapahtumista.

Parhaat käytännöt globaalien Azure Functions -funktioiden rakentamiseen

Kun rakennat Azure Functions -funktioita globaaleihin sovelluksiin, ota huomioon seuraavat parhaat käytännöt:

• Valitse oikea käynnistin: Valitse käynnistin, joka sopii parhaiten käyttötapaukseesi ja käsittelemiesi tapahtumien tyyppiin.
• Käytä sidontoja tehokkaasti: Hyödynnä sidontoja yksinkertaistaaksesi integraatiota muihin Azure-palveluihin ja ulkoisiin resursseihin. Vältä toistuvan koodin kirjoittamista näihin resursseihin yhdistämiseksi.
• Optimoi suorituskykyä varten: Kirjoita tehokasta koodia, joka minimoi suoritusajan ja resurssien kulutuksen. Käytä asynkronisia operaatioita ja välimuistia parantaaksesi suorituskykyä. Harkitse Durable Functions -toiminnon käyttöä pitkäkestoisissa tai tilallisissa työnkuluissa.
• Toteuta virheenkäsittely: Toteuta vankka virheenkäsittely käsitelläksesi poikkeukset asianmukaisesti ja estääksesi funktion epäonnistumiset. Käytä try-catch-lohkoja ja lokitusta virheiden seuraamiseen ja ongelmien diagnosointiin.
• Suojaa funktiosi: Suojaa funktiosi käyttämällä todennus- ja valtuutusmekanismeja. Käytä Azure Active Directorya (Azure AD) hallitaksesi pääsyä funktioihisi.
• Valvo ja optimoi: Valvo funktioitasi jatkuvasti Azure Monitorin avulla ja optimoi niiden suorituskykyä kerättyjen tietojen perusteella. Käytä Application Insightsia saadaksesi tietoa funktion käyttäytymisestä ja tunnistaaksesi pullonkaulat.
• Toteuta CI/CD: Toteuta jatkuva integraatio ja jatkuva toimitus (CI/CD) automatisoidaksesi käyttöönottoprosessin ja varmistaaksesi johdonmukaiset julkaisut. Käytä Azure DevOpsia tai muita CI/CD-työkaluja funktioidesi rakentamiseen, testaamiseen ja käyttöönottoon.
• Suunnittele skaalautuvuutta varten: Suunnittele funktiosi skaalautumaan horisontaalisesti käsittelemään suuren määrän tapahtumia. Käytä Azure Functions Premium -sopimusta ennustettavan suorituskyvyn ja skaalautuvuuden saavuttamiseksi.
• Harkitse globaalia jakelua: Ota Function App -sovelluksesi käyttöön useilla alueilla parantaaksesi latenssia ja saatavuutta käyttäjille ympäri maailmaa. Käytä Azure Traffic Manageria tai Azure Front Dooria reitittääksesi liikenteen lähimmälle alueelle.
• Käsittele aikavyöhykkeet oikein: Kun käsittelet aikakriittistä dataa, varmista, että käsittelet aikavyöhykkeet oikein. Käytä UTC-aikaa tietojen tallentamiseen ja käsittelyyn, ja muunna paikallisiin aikavyöhykkeisiin näyttötarkoituksia varten.
• Paikallista sisältösi: Jos funktiosi tuottaa käyttäjille näytettävää sisältöä, paikallista sisältö tukemaan useita kieliä ja kulttuureja. Käytä Azure Cognitive Services Translator -palvelua tekstin kääntämiseen dynaamisesti.
• Tietojen sijainti: Ota huomioon tietojen sijaintia koskevat vaatimukset, kun valitset Azure-alueita, joihin otat funktiosi käyttöön. Joissakin maissa on säännöksiä, jotka edellyttävät tietojen tallentamista niiden rajojen sisäpuolelle.

Durable Functions: Monimutkaisten työnkulkujen orkestrointi

Durable Functions on Azure Functionsin laajennus, jonka avulla voit kirjoittaa tilallisia funktioita palvelimettomassa laskentaympäristössä. Se mahdollistaa työnkulkujen määrittelyn koodina ja monimutkaisten tehtävien orkestroinnin, jotka vaativat pitkäkestoisia operaatioita, ihmisen vuorovaikutusta tai ulkoisten tapahtumien käsittelyä.

Durable Functionsin keskeisiä ominaisuuksia ovat:

• Orkestrointifunktiot: Määrittele työnkulut koodina käyttämällä orkestrointifunktioita. Nämä funktiot voivat kutsua muita funktioita, luoda ajastimia, odottaa ulkoisia tapahtumia ja hallita tilaa.
• Aktiviteettifunktiot: Toteuta yksittäisiä tehtäviä työnkulun sisällä käyttämällä aktiviteettifunktioita. Nämä funktiot ovat tilattomia ja niitä voidaan skaalata itsenäisesti.
• Entiteettifunktiot: Hallitse yksittäisten entiteettien tilaa käyttämällä entiteettifunktioita. Näitä funktioita voidaan käyttää laskurien, ostoskorien tai muiden tilallisten objektien toteuttamiseen.
• Kestävät ajastimet: Luo kestäviä ajastimia, jotka voivat käynnistää tapahtumia tiettyinä aikoina. Nämä ajastimet ovat pysyviä ja selviävät funktion uudelleenkäynnistyksistä.
• Ulkoiset tapahtumat: Odota ulkoisten tapahtumien tapahtumista ennen työnkulun jatkamista. Tämä mahdollistaa integroinnin ulkoisiin järjestelmiin ja ihmisen vuorovaikutuksen käsittelyn.

Durable Functions on ihanteellinen monimutkaisten työnkulkujen, kuten tilausten käsittelyn, hyväksyntätyönkulkujen ja pitkäkestoisten eräajojen, rakentamiseen.

Azure Functionsin tietoturvanäkökohdat

Azure Functionsin suojaaminen on ratkaisevan tärkeää tietojesi suojaamiseksi ja luvattoman pääsyn estämiseksi. Tässä on joitakin tärkeitä tietoturvanäkökohtia:

• Todennus: Käytä todennusta varmistaaksesi funktioitasi käyttävien käyttäjien tai sovellusten henkilöllisyyden. Azure Functions tukee useita todennusmenetelmiä, kuten Azure Active Directorya (Azure AD), API-avaimia ja Easy Authia.
• Valtuutus: Käytä valtuutusta hallitaksesi pääsyä funktioihisi käyttäjäroolien tai käyttöoikeuksien perusteella. Azure Functions tukee roolipohjaista pääsynhallintaa (RBAC) ja mukautettua valtuutuslogiikkaa.
• Turvallinen konfigurointi: Tallenna arkaluontoiset konfigurointitiedot, kuten API-avaimet ja yhteysmerkkijonot, Azure Key Vaultiin. Vältä salasanojen tallentamista suoraan funktiokoodiin tai konfigurointitiedostoihin.
• Verkon tietoturva: Rajoita verkkoyhteyttä funktioihisi käyttämällä verkon suojausryhmiä (NSG) ja Azure Firewallia. Varmista, että vain valtuutettu liikenne pääsee käsiksi funktioihisi.
• Syötteen validointi: Vahvista kaikki syötetiedot estääksesi injektiohyökkäykset ja muut tietoturvahaavoittuvuudet. Käytä syötteen validointitekniikoita varmistaaksesi, että data on odotetussa muodossa ja laajuudessa.
• Riippuvuuksien hallinta: Pidä funktion riippuvuudet ajan tasalla tietoturvahaavoittuvuuksien korjaamiseksi. Käytä riippuvuuksien hallintatyökaluja seurataksesi ja hallitaksesi funktion riippuvuuksia.
• Lokitus ja valvonta: Ota käyttöön lokitus ja valvonta havaitaksesi ja reagoidaksesi tietoturvatapahtumiin. Käytä Azure Monitoria ja Azure Security Centeriä valvoaksesi funktioitasi epäilyttävän toiminnan varalta.
• Koodin katselmointi: Suorita säännöllisiä koodin katselmointeja tunnistaaksesi ja korjataksesi tietoturvahaavoittuvuuksia funktiokoodissasi.
• Vaatimustenmukaisuus: Varmista, että funktiosi noudattavat asiaankuuluvia tietoturvastandardeja ja -säännöksiä, kuten GDPR, HIPAA ja PCI DSS.

Azure Functionsin hinnoittelumalli

Azure Functions tarjoaa kaksi pääasiallista hinnoittelumallia:

• Kulutuspohjainen sopimus (Consumption Plan): Kulutuspohjainen sopimus on käyttöön perustuva malli, jossa maksat vain funktioidesi käyttämästä laskenta-ajasta. Azure skaalaa resurssit automaattisesti kysynnän mukaan. Tämä on kustannustehokkain vaihtoehto sovelluksille, joilla on jaksottaista tai ennustamatonta kuormitusta.
• Premium-sopimus (Premium Plan): Premium-sopimus tarjoaa omistettuja resursseja ja ennustettavamman suorituskyvyn. Maksat kiinteästä määrästä vCore-ytimiä ja muistia. Tämä on hyvä vaihtoehto sovelluksille, joilla on korkeat suorituskykyvaatimukset tai ennustettava kuormitus. Se tarjoaa myös ominaisuuksia, kuten VNet-integraation parannettua turvallisuutta varten.

Oikean hinnoittelumallin valinta riippuu sovelluksesi vaatimuksista ja käyttötavoista. Harkitse seuraavia tekijöitä päätöstä tehdessäsi:

• Kuormitus: Onko kuormituksesi jaksottaista, ennustettavaa vai jatkuvaa?
• Suorituskyky: Mitkä ovat suorituskykyvaatimuksesi? Tarvitsetko omistettuja resursseja?
• Kustannukset: Mikä on budjettisi? Kuinka paljon olet valmis maksamaan suorituskyvystä ja skaalautuvuudesta?

Yhteenveto

Azure Functions tarjoaa tehokkaan ja monipuolisen alustan tapahtumapohjaisten sovellusten rakentamiseen. Sen palvelimeton arkkitehtuuri, käyttöön perustuva hinnoittelu ja saumaton integraatio Azure-palveluihin tekevät siitä ihanteellisen valinnan nykyaikaiseen sovelluskehitykseen. Ymmärtämällä Azure Functionsin ydinkäsitteet, parhaat käytännöt ja käyttötapaukset voit rakentaa skaalautuvia, kustannustehokkaita ja erittäin reaktiivisia sovelluksia globaaleihin ratkaisuihin. Olitpa rakentamassa web-API-rajapintoja, käsittelemässä datavirtoja tai orkestroimassa monimutkaisia työnkulkuja, Azure Functions voi auttaa sinua nopeuttamaan kehitysprosessiasi ja toimittamaan innovatiivisia ratkaisuja asiakkaillesi maailmanlaajuisesti. Hyödynnä tapahtumapohjaisen tietojenkäsittelyn voima Azure Functionsin avulla ja vapauta sovellustesi koko potentiaali.