Azure Functions: Išsamus įvykiais valdomos kompiuterijos vadovas

Šiandieniniame sparčiai besikeičiančiame technologijų pasaulyje verslas nuolat ieško naujoviškų būdų kurti ir diegti programas, kurios būtų pritaikytos mastelio keitimui, ekonomiškos ir itin greitai reaguojančios. Įvykiais valdoma kompiuterija tapo galinga paradigma, tenkinančia šiuos poreikius, o „Azure Functions“ suteikia tvirtą platformą įvykiais valdomiems sprendimams įgyvendinti. Šiame išsamiame vadove pasinersime į „Azure Functions“ pasaulį, nagrinėdami pagrindines sąvokas, privalumus, naudojimo atvejus ir geriausias praktikas kuriant globalias programas.

Kas yra įvykiais valdoma kompiuterija?

Įvykiais valdoma kompiuterija yra programavimo paradigma, kurioje programos eiga priklauso nuo įvykių – veiksmų ar įvykių, tokių kaip vartotojo sąveika, jutiklių duomenys ar pranešimai iš kitų paslaugų. Užuot vykdžius iš anksto nustatytą instrukcijų seką, įvykiais valdoma programa reaguoja į įvykius realiuoju laiku, suaktyvindama konkrečius veiksmus ar procesus.

Pagrindinės įvykiais valdomos kompiuterijos savybės:

• Asinchroninė komunikacija: Paslaugos bendrauja tarpusavyje per įvykius, neblokuodamos ir nelaukdamos atsakymų.
• Silpnas susiejimas: Komponentai yra nepriklausomi ir gali būti pridedami, šalinami ar keičiami nepaveikiant kitų sistemos dalių.
• Mastelio keitimas: Programos gali būti horizontaliai plečiamos, kad apdorotų didelį įvykių kiekį.
• Reagavimas realiuoju laiku: Programos gali reaguoti į įvykius beveik realiuoju laiku, užtikrindamos sklandžią vartotojo patirtį.

Pristatome „Azure Functions“

„Azure Functions“ yra „Microsoft Azure“ teikiama serverių nereikalaujanti skaičiavimo paslauga. Ji leidžia programuotojams vykdyti kodą pagal poreikį, nevaldant serverių ar infrastruktūros. Funkcijas suaktyvina įvykiai, tokie kaip HTTP užklausos, pranešimai iš eilių ar duomenų saugyklų pasikeitimai. Dėl to jos idealiai tinka įvykiais valdomoms programoms kurti.

Pagrindinės „Azure Functions“ funkcijos:

• Serverių nereikalaujanti architektūra: Nereikia paruošti ar valdyti serverių. „Azure“ automatiškai keičia išteklių mastelį pagal poreikį.
• Mokėjimas už naudojimą: Mokate tik už jūsų funkcijų sunaudotą skaičiavimo laiką.
• Kelių kalbų palaikymas: „Azure Functions“ palaiko įvairias programavimo kalbas, įskaitant C#, „Java“, „Python“, „JavaScript“ ir „PowerShell“.
• Integracija su „Azure“ paslaugomis: Sklandi integracija su kitomis „Azure“ paslaugomis, tokiomis kaip „Azure Storage“, „Azure Cosmos DB“, „Azure Event Hubs“ ir „Azure Logic Apps“.
• Trigeriai ir susiejimai: Supaprastintas kūrimas su iš anksto nustatytais trigeriais (įvykiais, kurie paleidžia funkciją) ir susiejimais (deklaratyvus būdas prisijungti prie kitų „Azure“ paslaugų).

„Azure Functions“ naudojimo privalumai

„Azure Functions“ panaudojimas suteikia daugybę privalumų kuriant šiuolaikines programas:

• Didesnis lankstumas: Greiti kūrimo ir diegimo ciklai leidžia greitai atlikti pakeitimus ir greičiau pateikti produktą į rinką. Programuotojai gali sutelkti dėmesį į kodo rašymą, o ne į infrastruktūros valdymą.
• Sumažintos išlaidos: Mokėjimo už naudojimą modelis optimizuoja išteklių panaudojimą ir sumažina veiklos išlaidas. Mokate tik tada, kai jūsų funkcijos veikia.
• Patobulintas mastelio keitimas: „Azure Functions“ automatiškai keičia mastelį, kad susidorotų su kintančiomis darbo apkrovomis, užtikrindama optimalų našumą ir prieinamumą. Tai ypač svarbu globalioms programoms, kurios susiduria su skirtingais srautų modeliais skirtingose laiko juostose.
• Pagerintas efektyvumas: Įvykiais valdoma architektūra leidžia efektyviai apdoroti įvykius, sumažinant delsą ir pagerinant reagavimą.
• Supaprastinta integracija: Sklandi integracija su „Azure“ paslaugomis ir trečiųjų šalių platformomis supaprastina sudėtingų darbo eigų kūrimą.
• Globalus pasiekiamumas: Diekite savo „Azure Functions“ visame pasaulyje, kad užtikrintumėte mažą delsą ir aukštą prieinamumą vartotojams visame pasaulyje.

Pagrindinės sąvokos: Trigeriai ir susiejimai

Norint dirbti su „Azure Functions“, būtina suprasti trigerius ir susiejimus.

Trigeriai

Trigeris yra tai, kas inicijuoja funkcijos vykdymą. Jis apibrėžia įvykį, kuris priverčia funkciją veikti. „Azure Functions“ siūlo įvairius integruotus trigerius, įskaitant:

• HTTP trigeris: Vykdo funkciją, kai gaunama HTTP užklausa. Idealiai tinka kurti API ir žiniatinklio kabliukus (webhooks).
• Laikmačio trigeris: Vykdo funkciją pagal iš anksto nustatytą tvarkaraštį. Naudinga vykdant fonines užduotis ar suplanuotus darbus.
• Eilės trigeris: Vykdo funkciją, kai pranešimas pridedamas į „Azure Storage“ eilę. Naudojamas asinchroniniam apdorojimui ir paslaugų atskyrimui.
• Blob trigeris: Vykdo funkciją, kai „Azure Storage“ talpykloje pridedamas arba atnaujinamas didelis dvejetainis objektas (blob). Naudinga apdorojant vaizdus, vaizdo įrašus ar kitus failus.
• Event Hub trigeris: Vykdo funkciją, kai įvykis gaunamas iš „Azure Event Hub“. Idealiai tinka realaus laiko duomenų srautų ir telemetrijos apdorojimui.
• Cosmos DB trigeris: Vykdo funkciją, kai „Azure Cosmos DB“ kolekcijoje sukuriamas arba atnaujinamas dokumentas. Naudinga realaus laiko duomenų sinchronizavimui ir pranešimams apie įvykius.
• Service Bus trigeris: Vykdo funkciją, kai pranešimas gaunamas iš „Azure Service Bus“ eilės ar temos. Naudojamas įmonės lygio pranešimams ir integracijai.

Susiejimai

Susiejimai suteikia deklaratyvų būdą prijungti jūsų funkciją prie kitų „Azure“ paslaugų ar išorinių išteklių. Jie supaprastina duomenų skaitymo iš šių išteklių ar rašymo į juos procesą, nereikalaujant rašyti standartinio kodo.

„Azure Functions“ palaiko platų susiejimų spektrą, įskaitant:

• Įvesties susiejimai: Leidžia skaityti duomenis iš išorinių išteklių ir padaryti juos prieinamus jūsų funkcijai. Pavyzdžiai apima duomenų skaitymą iš „Azure Storage“ didelių dvejetainių objektų (blobs), „Azure Cosmos DB“ dokumentų ar HTTP galinių punktų.
• Išvesties susiejimai: Leidžia rašyti duomenis į išorinius išteklius iš jūsų funkcijos. Pavyzdžiai apima duomenų rašymą į „Azure Storage“ eiles, „Azure Cosmos DB“ kolekcijas ar HTTP atsakymų siuntimą.

Naudodami trigerius ir susiejimus, galite sutelkti dėmesį į pagrindinės funkcijos logikos rašymą, o „Azure Functions“ pasirūpins pagrindine infrastruktūra ir integracijos detalėmis.

„Azure Functions“ naudojimo atvejai

„Azure Functions“ galima naudoti kuriant įvairias programas skirtingose pramonės šakose. Štai keletas dažniausiai pasitaikančių naudojimo atvejų:

• Žiniatinklio API: Kurkite RESTful API žiniatinklio ir mobiliosioms programoms. HTTP trigeris leidžia lengvai paversti funkcijas API galiniais punktais. Pavyzdžiui, globali el. prekybos platforma gali naudoti „Azure Functions“ produktų paieškos užklausoms ir užsakymų apdorojimui tvarkyti.
• Duomenų apdorojimas: Apdorokite duomenų srautus iš įvairių šaltinių, tokių kaip daiktų interneto (IoT) įrenginiai, socialinių tinklų kanalai ar žurnalo failai. „Event Hub“ trigeris leidžia apdoroti didelius duomenų kiekius realiuoju laiku. Apsvarstykite globalią orų stebėjimo paslaugą, kuri naudoja „Azure Functions“ analizuoti jutiklių duomenis iš meteorologijos stočių visame pasaulyje.
• Įvykiais valdomos mikropaslaugos: Kurkite silpnai susietas mikropaslaugas, kurios bendrauja tarpusavyje per įvykius. Eilės trigeris ir „Service Bus“ trigeris leidžia asinchroninę komunikaciją tarp paslaugų. Tarptautinė logistikos įmonė galėtų naudoti „Azure Functions“ užsakymų vykdymo procesams koordinuoti skirtinguose sandėliuose ir transporto paslaugų teikėjams.
• Suplanuotos užduotys: Automatizuokite įprastas užduotis, tokias kaip duomenų atsarginių kopijų kūrimas, ataskaitų generavimas ar sistemos priežiūra. Laikmačio trigeris leidžia suplanuoti funkcijų vykdymą tam tikrais intervalais. Tarptautinė rinkodaros agentūra galėtų naudoti „Azure Functions“ el. pašto kampanijoms ir socialinių tinklų įrašams planuoti skirtingose laiko juostose.
• Daiktų interneto sprendimai: Apdorokite duomenis iš daiktų interneto (IoT) įrenginių ir suaktyvinkite veiksmus remdamiesi realaus laiko įvykiais. „IoT Hub“ trigeris leidžia prisijungti prie daiktų interneto įrenginių ir apdoroti telemetrijos duomenis. Globali išmaniojo žemės ūkio įmonė galėtų naudoti „Azure Functions“ pasėlių būklei stebėti ir drėkinimo sistemoms automatizuoti remiantis jutiklių duomenimis.
• Pokalbių robotai (Chatbots): Kurkite išmaniuosius pokalbių robotus, kurie atsako į vartotojų užklausas ir automatizuoja užduotis. Integruokite „Azure Functions“ su „Azure Bot Service“, kad sukurtumėte pokalbio patirtį. Daugiakalbis klientų aptarnavimo pokalbių robotas gali būti sukurtas naudojant „Azure Functions“ ir įvairias kalbų vertimo paslaugas.

„Azure Functions“ kūrimas: Žingsnis po žingsnio vadovas

Štai žingsnis po žingsnio vadovas, kaip kurti „Azure Functions“:

1. Pasirinkite kūrimo aplinką: Galite kurti „Azure Functions“ naudodami įvairius įrankius, įskaitant „Azure“ portalą, „Visual Studio“, „VS Code“ ir „Azure CLI“. „VS Code“ su „Azure Functions“ plėtiniu yra populiarus pasirinkimas vietiniam kūrimui.
2. Sukurkite naują funkcijų programą: Funkcijų programa yra talpykla vienai ar daugiau funkcijų. Sukurkite naują funkcijų programą „Azure“ portale arba naudodami „Azure CLI“. Apsvarstykite regiono pasirinkimą, pasirinkdami artimiausią savo pagrindinei vartotojų bazei arba ten, kur yra kiti svarbūs „Azure“ ištekliai, kad sumažintumėte delsą.
3. Sukurkite naują funkciją: Pasirinkite trigerį ir susiejimą savo funkcijai. Trigeris apibrėžia įvykį, kuris paleidžia funkciją, o susiejimai leidžia prisijungti prie kitų „Azure“ paslaugų.
4. Parašykite savo kodą: Parašykite kodą, kuris bus vykdomas, kai funkcija bus suaktyvinta. Naudokite įvesties susiejimus, kad pasiektumėte duomenis iš išorinių išteklių, ir išvesties susiejimus, kad rašytumėte duomenis į išorinius išteklius. Nepamirškite tinkamai tvarkyti galimų klaidų ir išimčių.
5. Išbandykite savo funkciją: Išbandykite savo funkciją vietoje naudodami „Azure Functions Core Tools“. Tai leidžia derinti kodą ir užtikrinti, kad jis veiktų, kaip tikėtasi, prieš diegiant jį į „Azure“. Naudokite pavyzdinius duomenis, atspindinčius globalius duomenis, kuriuos tikitės apdoroti.
6. Įdiekite savo funkciją: Įdiekite savo funkciją į „Azure“ naudodami „Azure“ portalą, „Visual Studio“, „VS Code“ ar „Azure CLI“. Apsvarstykite galimybę naudoti diegimo lizdus (deployment slots) tarpiniam testavimui prieš išleidžiant atnaujinimus į gamybą.
7. Stebėkite savo funkciją: Stebėkite savo funkciją naudodami „Azure Monitor“. Tai leidžia sekti našumą, identifikuoti klaidas ir šalinti problemas. Nustatykite įspėjimus, kad būtumėte informuoti apie kritinius įvykius.

Geriausios praktikos kuriant globalias „Azure Functions“

Kuriant „Azure Functions“ globalioms programoms, atsižvelkite į šias geriausias praktikas:

• Pasirinkite tinkamą trigerį: Pasirinkite trigerį, kuris geriausiai atitinka jūsų naudojimo atvejį ir apdorojamų įvykių tipą.
• Efektyviai naudokite susiejimus: Išnaudokite susiejimus, kad supaprastintumėte integraciją su kitomis „Azure“ paslaugomis ir išoriniais ištekliais. Venkite rašyti standartinio kodo, skirto prisijungti prie šių išteklių.
• Optimizuokite našumą: Rašykite efektyvų kodą, kuris sumažina vykdymo laiką ir išteklių suvartojimą. Naudokite asinchronines operacijas ir spartinančiąją atmintinę (caching), kad pagerintumėte našumą. Apsvarstykite galimybę naudoti „Durable Functions“ ilgai trunkančioms ar būseną turinčioms darbo eigoms.
• Įgyvendinkite klaidų tvarkymą: Įgyvendinkite tvirtą klaidų tvarkymą, kad tinkamai apdorotumėte išimtis ir išvengtumėte funkcijų gedimų. Naudokite try-catch blokus ir registravimą klaidoms sekti ir problemoms diagnozuoti.
• Apsaugokite savo funkcijas: Apsaugokite savo funkcijas naudodami autentifikavimo ir autorizavimo mechanizmus. Naudokite „Azure Active Directory“ („Azure AD“), kad kontroliuotumėte prieigą prie savo funkcijų.
• Stebėkite ir optimizuokite: Nuolat stebėkite savo funkcijas naudodami „Azure Monitor“ ir optimizuokite jų našumą remdamiesi surinktais duomenimis. Naudokite „Application Insights“, kad gautumėte įžvalgų apie funkcijų elgseną ir nustatytumėte kliūtis.
• Įgyvendinkite CI/CD: Įgyvendinkite nuolatinę integraciją ir nuolatinį pristatymą (CI/CD), kad automatizuotumėte diegimo procesą ir užtikrintumėte nuoseklius leidimus. Naudokite „Azure DevOps“ ar kitus CI/CD įrankius savo funkcijoms kurti, testuoti ir diegti.
• Projektuokite mastelio keitimui: Projektuokite savo funkcijas taip, kad jos galėtų būti horizontaliai plečiamos, kad apdorotų didelį įvykių kiekį. Naudokite „Azure Functions Premium“ planą nuspėjamam našumui ir mastelio keitimui.
• Apsvarstykite globalų paskirstymą: Įdiekite savo funkcijų programas keliuose regionuose, kad pagerintumėte delsą ir prieinamumą vartotojams visame pasaulyje. Naudokite „Azure Traffic Manager“ arba „Azure Front Door“, kad nukreiptumėte srautą į artimiausią regioną.
• Teisingai tvarkykite laiko juostas: Dirbdami su laiko atžvilgiu jautriais duomenimis, užtikrinkite, kad teisingai tvarkote laiko juostas. Naudokite UTC laiką duomenims saugoti ir apdoroti, o rodymui konvertuokite į vietines laiko juostas.
• Lokalizuokite savo turinį: Jei jūsų funkcija generuoja išvestį, kuri rodoma vartotojams, lokalizuokite turinį, kad palaikytumėte kelias kalbas ir kultūras. Naudokite „Azure Cognitive Services Translator“ tekstui dinamiškai versti.
• Duomenų buvimo vieta: Rinkdamiesi „Azure“ regionus savo funkcijoms diegti, atsižvelkite į duomenų buvimo vietos reikalavimus. Kai kuriose šalyse galioja taisyklės, reikalaujančios, kad duomenys būtų saugomi jų teritorijoje.

Patvariosios funkcijos (Durable Functions): Sudėtingų darbo eigų orkestravimas

„Durable Functions“ yra „Azure Functions“ plėtinys, leidžiantis rašyti būseną turinčias funkcijas serverių nereikalaujančioje skaičiavimo aplinkoje. Tai leidžia apibrėžti darbo eigas kaip kodą ir orkestruoti sudėtingas užduotis, kurioms reikalingos ilgai trunkančios operacijos, žmogaus įsikišimas ar išorinių įvykių apdorojimas.

Pagrindinės „Durable Functions“ savybės:

• Orkestravimo funkcijos: Apibrėžkite darbo eigas kaip kodą naudodami orkestravimo funkcijas. Šios funkcijos gali kviesti kitas funkcijas, kurti laikmačius, laukti išorinių įvykių ir tvarkyti būsenos valdymą.
• Veiklos funkcijos: Įgyvendinkite atskiras užduotis darbo eigoje naudodami veiklos funkcijas. Šios funkcijos neturi būsenos ir gali būti plečiamos nepriklausomai.
• Esybės funkcijos: Valdykite atskirų esybių būseną naudodami esybės funkcijas. Šios funkcijos gali būti naudojamos skaitikliams, pirkinių krepšeliams ar kitiems būseną turintiems objektams įgyvendinti.
• Patvarieji laikmačiai: Kurkite patvariuosius laikmačius, kurie gali suaktyvinti įvykius tam tikru laiku. Šie laikmačiai yra nuolatiniai ir gali išlikti po funkcijos perkrovimo.
• Išoriniai įvykiai: Laukite, kol įvyks išoriniai įvykiai, prieš tęsiant darbo eigą. Tai leidžia integruotis su išorinėmis sistemomis ir tvarkyti žmogaus sąveiką.

„Durable Functions“ idealiai tinka sudėtingoms darbo eigoms kurti, tokioms kaip užsakymų apdorojimas, patvirtinimo darbo eigos ir ilgai trunkantys paketinių užduočių darbai.

Saugumo aspektai „Azure Functions“

„Azure Functions“ apsauga yra labai svarbi norint apsaugoti jūsų duomenis ir užkirsti kelią neteisėtai prieigai. Štai keletas svarbių saugumo aspektų:

• Autentifikavimas: Naudokite autentifikavimą, kad patikrintumėte vartotojų ar programų, besikreipiančių į jūsų funkcijas, tapatybę. „Azure Functions“ palaiko įvairius autentifikavimo metodus, įskaitant „Azure Active Directory“ („Azure AD“), API raktus ir „Easy Auth“.
• Autorizavimas: Naudokite autorizavimą, kad kontroliuotumėte prieigą prie savo funkcijų pagal vartotojo vaidmenis ar leidimus. „Azure Functions“ palaiko vaidmenimis pagrįstą prieigos kontrolę (RBAC) ir pasirinktinę autorizavimo logiką.
• Saugus konfigūravimas: Saugokite jautrius konfigūracijos duomenis, tokius kaip API raktai ir prisijungimo eilutės, „Azure Key Vault“. Venkite saugoti paslapčių tiesiogiai savo funkcijos kode ar konfigūracijos failuose.
• Tinklo saugumas: Apribokite tinklo prieigą prie savo funkcijų naudodami tinklo saugumo grupes (NSG) ir „Azure Firewall“. Užtikrinkite, kad prie jūsų funkcijų galėtų prisijungti tik autorizuotas srautas.
• Įvesties patvirtinimas: Patvirtinkite visus įvesties duomenis, kad išvengtumėte injekcijos atakų ir kitų saugumo pažeidžiamumų. Naudokite įvesties patvirtinimo technikas, kad užtikrintumėte, jog duomenys yra laukiamo formato ir diapazono.
• Priklausomybių valdymas: Atnaujinkite savo funkcijų priklausomybes, kad ištaisytumėte saugumo pažeidžiamumus. Naudokite priklausomybių valdymo įrankius, kad sektumėte ir valdytumėte savo funkcijų priklausomybes.
• Registravimas ir stebėjimas: Įjunkite registravimą ir stebėjimą, kad aptiktumėte saugumo incidentus ir į juos reaguotumėte. Naudokite „Azure Monitor“ ir „Azure Security Center“ savo funkcijoms stebėti dėl įtartinos veiklos.
• Kodo peržiūra: Reguliariai atlikite kodo peržiūras, kad nustatytumėte ir pašalintumėte saugumo pažeidžiamumus savo funkcijos kode.
• Atitiktis: Užtikrinkite, kad jūsų funkcijos atitiktų atitinkamus saugumo standartus ir reglamentus, tokius kaip GDPR, HIPAA ir PCI DSS.

„Azure Functions“ kainodaros modelis

„Azure Functions“ siūlo du pagrindinius kainodaros modelius:

• Vartojimo planas: Vartojimo planas yra mokėjimo už naudojimą modelis, kuriame mokate tik už jūsų funkcijų sunaudotą skaičiavimo laiką. „Azure“ automatiškai keičia išteklių mastelį pagal poreikį. Tai yra ekonomiškiausias variantas programoms su protarpinėmis ar nenuspėjamomis darbo apkrovomis.
• „Premium“ planas: „Premium“ planas suteikia dedikuotus išteklius ir labiau nuspėjamą našumą. Mokate už fiksuotą vCores ir atminties skaičių. Tai geras pasirinkimas programoms su aukštais našumo reikalavimais ar nuspėjamomis darbo apkrovomis. Jis taip pat siūlo tokias funkcijas kaip VNet integracija pagerintam saugumui.

Tinkamo kainodaros modelio pasirinkimas priklauso nuo jūsų programos reikalavimų ir naudojimo modelių. Priimdami sprendimą atsižvelkite į šiuos veiksnius:

• Darbo apkrova: Ar jūsų darbo apkrova yra protarpinė, nuspėjama ar pastovi?
• Našumas: Kokie yra jūsų našumo reikalavimai? Ar jums reikia dedikuotų išteklių?
• Kaina: Koks jūsų biudžetas? Kiek esate pasirengę mokėti už našumą ir mastelio keitimą?

Išvada

„Azure Functions“ suteikia galingą ir universalią platformą įvykiais valdomoms programoms kurti. Jos serverių nereikalaujanti architektūra, mokėjimo už naudojimą kainodara ir sklandi integracija su „Azure“ paslaugomis daro ją idealiu pasirinkimu šiuolaikinių programų kūrimui. Suprasdami pagrindines „Azure Functions“ sąvokas, geriausias praktikas ir naudojimo atvejus, galite kurti mastelio keitimui pritaikytas, ekonomiškas ir itin greitai reaguojančias programas globaliems sprendimams. Nesvarbu, ar kuriate žiniatinklio API, apdorojate duomenų srautus, ar orkestruojate sudėtingas darbo eigas, „Azure Functions“ gali padėti pagreitinti jūsų kūrimo procesą ir pristatyti novatoriškus sprendimus jūsų klientams visame pasaulyje. Pasinaudokite įvykiais valdomos kompiuterijos galia su „Azure Functions“ ir atskleiskite visą savo programų potencialą.