Frontend Serverless: „Funkcija kaip paslauga“ architektūra

Interneto kūrimo pasaulis nuolat keičiasi. „Frontend Serverless“ architektūra, pagrįsta „Funkcija kaip paslauga“ (FaaS), reiškia reikšmingą pokytį, kaip kuriame ir diegiame šiuolaikines žiniatinklio programas. Šis požiūris leidžia kūrėjams sutelkti dėmesį į frontend kodo ir mažų, nepriklausomų backend funkcijų rašymą, nevaldant serverių, operacinių sistemų ar infrastruktūros. Šiame straipsnyje bus nagrinėjamos sąvokos, privalumai, dažniausi naudojimo atvejai ir diegimo strategijos, susijusios su „Frontend Serverless“ ir FaaS.

Kas yra „Frontend Serverless“?

„Frontend Serverless“ esmė yra atsieti frontend programą nuo tradicinės backend serverio infrastruktūros. Vietoj monolitinio serverio, apdorojančio visas užklausas, frontend remiasi valdomomis paslaugomis, ypač FaaS, atlikti backend užduotis. Tai reiškia, kad tokios funkcijos kaip API iškvietimai, duomenų apdorojimas, autentifikavimas ir vaizdų manipuliavimas yra vykdomos kaip atskiros, būsenos neturinčios funkcijos serverless platformoje.

„Funkcijos kaip paslaugos“ (FaaS) supratimas

FaaS yra debesų kompiuterijos vykdymo modelis, kuriame kūrėjai rašo ir diegia atskiras funkcijas, o debesijos paslaugų teikėjas automatiškai valdo infrastruktūrą, reikalingą joms vykdyti. Pagrindinės FaaS savybės:

• Būsenos neturėjimas: Kiekvienas funkcijos vykdymas yra nepriklausomas ir nepriklauso nuo ankstesnių vykdymų.
• Įvykiais pagrįstas veikimas: Funkcijas aktyvuoja įvykiai, tokie kaip HTTP užklausos, duomenų bazės atnaujinimai ar suplanuotos užduotys.
• Automatinis mastelio keitimas: Platforma automatiškai keičia funkcijų egzempliorių skaičių pagal poreikį.
• Mokėjimas pagal naudojimą: Mokate tik už skaičiavimo laiką, naudojamą funkcijos vykdymo metu.

Populiarių FaaS platformų pavyzdžiai:

• AWS Lambda: „Amazon“ serverless skaičiavimo paslauga.
• Google Cloud Functions: „Google“ įvykiais pagrįsta serverless skaičiavimo platforma.
• Azure Functions: „Microsoft“ serverless skaičiavimo paslauga.
• Netlify Functions: Platforma, specializuota serverless funkcijoms, skirtoms JAMstack svetainėms.
• Vercel Serverless Functions: Kita platforma su serverless funkcijomis, optimizuotomis frontend programoms.

„Frontend Serverless“ architektūros privalumai

„Frontend Serverless“ architektūros pritaikymas suteikia keletą privalumų:

• Sumažėjęs infrastruktūros valdymas: Kūrėjai gali sutelkti dėmesį į kodą, o ne į serverio priežiūrą. Debesijos paslaugų teikėjas tvarko mastelio keitimą, pataisymus ir saugumą.
• Pagerintas mastelio keitimas: FaaS platformos automatiškai prisitaiko prie kintančių apkrovų, užtikrindamos greitą atsaką net didžiausio srauto metu. Tai ypač naudinga programoms, patiriančioms nenuspėjamą paklausą. Įsivaizduokite el. prekybos svetainę, kuri patiria staigų srauto padidėjimą per išpardavimą; serverless funkcijos gali automatiškai prisitaikyti prie padidėjusios apkrovos, nereikalaujant rankinio įsikišimo.
• Kainos optimizavimas: Mokėjimo pagal naudojimą kainodara reiškia, kad mokate tik už sunaudotus išteklius. Tai gali lemti didelį išlaidų sutaupymą, ypač programoms su pertraukiamu ar nenuspėjamu naudojimo modeliu. Pavyzdžiui, funkcija, kuri generuoja ataskaitas tik kartą per mėnesį, kainuos tik to vieno mėnesinio paleidimo vykdymo laiką.
• Padidėjusi kūrimo sparta: Mažesnes, nepriklausomas funkcijas lengviau kurti, testuoti ir diegti. Tai skatina greitesnius iteracijos ciklus ir greitesnį pateikimą į rinką.
• Padidintas saugumas: Serverless platformos paprastai teikia tvirtas saugumo funkcijas, įskaitant automatinį pataisymą ir apsaugą nuo įprastų žiniatinklio pažeidžiamumų. Kadangi pagrindinę infrastruktūrą valdo debesijos paslaugų teikėjas, kūrėjams nereikia jaudintis dėl operacinės sistemos ar serverio programinės įrangos saugumo.
• Supaprastintas diegimas: Atskirų funkcijų diegimas dažnai yra paprastesnis ir greitesnis nei visos programos diegimas. Daugelis platformų siūlo komandinės eilutės įrankius ir CI/CD integracijas, kad supaprastintų diegimo procesą.
• Pasaulinis prieinamumas: Dauguma debesijos paslaugų teikėjų siūlo pasaulinį serverless funkcijų paskirstymą, leidžiantį pasiekti mažą delsą vartotojams visame pasaulyje. Funkcijas galima diegti keliuose regionuose, užtikrinant aukštą prieinamumą ir mažinant delsą vartotojams skirtingose geografinėse vietovėse.

Dažniausi „Frontend Serverless“ naudojimo atvejai

„Frontend Serverless“ puikiai tinka įvairiems naudojimo atvejams, įskaitant:

• API šliuzai: Individualių API kūrimas frontend programoms, nukreipiant užklausas į skirtingas funkcijas. Pavyzdžiui, API šliuzas gali nukreipti užklausas į funkciją, kuri gauna vartotojo duomenis, kitą funkciją, kuri apdoroja mokėjimus, ir dar kitą funkciją, kuri siunčia el. pašto pranešimus.
• Formų pateikimas: Formos duomenų pateikimo tvarkymas, nereikalaujant specialaus backend serverio. Serverless funkcija gali apdoroti formos duomenis, juos patvirtinti ir išsaugoti duomenų bazėje arba išsiųsti trečiosios šalies paslaugai. Tai įprasta kontaktų formoms, registracijos formoms ir apklausų formoms.
• Vaizdų ir vaizdo įrašų apdorojimas: Vaizdų ir vaizdo įrašų dydžio keitimas, optimizavimas ir transformavimas pagal poreikį. Funkcija gali būti aktyvuota, kai vartotojas įkelia vaizdą, automatiškai keičiant jo dydį į skirtingus dydžius skirtingiems įrenginiams.
• Autentifikavimas ir autorizavimas: Vartotojų autentifikavimo ir autorizavimo logikos diegimas. Serverless funkcijos gali integruotis su tapatybės teikėjais, kad patikrintų vartotojo kredencialus ir kontroliuotų prieigą prie apsaugotų išteklių. Pavyzdžiai apima OAuth 2.0 naudojimą, leidžiantį vartotojams prisijungti su savo Google ar Facebook paskyromis.
• Duomenų transformavimas ir praturtinimas: Duomenų transformavimas ir praturtinimas prieš juos rodant frontend'e. Tai gali apimti duomenų gavimą iš kelių šaltinių, jų sujungimą ir formatavimą rodymui. Pavyzdžiui, funkcija galėtų gauti orų duomenis iš vienos API ir sujungti juos su vietos duomenimis iš kitos API, kad parodytų lokalizuotą orų prognozę.
• Suplanuotos užduotys: Suplanuotų užduočių vykdymas, pavyzdžiui, el. pašto naujienlaiškių siuntimas ar ataskaitų generavimas. Debesijos paslaugų teikėjai siūlo integruotą palaikymą funkcijų planavimui vykdyti tam tikrais intervalais. Dažnas naudojimo atvejis yra kasdienių ar kassavaitinių el. pašto santraukų siuntimas vartotojams.
• Webhook'ai: Reagavimas į įvykius iš trečiųjų šalių paslaugų per webhook'us. Funkcija gali būti aktyvuota, kai el. prekybos platformoje pateikiamas naujas užsakymas, siunčiant pranešimą klientui.
• Dinaminio turinio generavimas: Dinaminio turinio generavimas realiuoju laiku, pavyzdžiui, asmeninių rekomendacijų ar A/B testavimo variantų. Serverless funkcija gali pritaikyti rodomą turinį kiekvienam vartotojui pagal jo pageidavimus ir elgesį.

„Frontend Serverless“ diegimas: praktinis vadovas

Štai žingsnis po žingsnio vadovas, kaip įdiegti „Frontend Serverless“ naudojant FaaS:

1. Pasirinkite FaaS platformą

Pasirinkite FaaS platformą, kuri atitiktų jūsų projekto reikalavimus ir techninę kompetenciją. Atsižvelkite į tokius veiksnius kaip kainodara, palaikomos kalbos, naudojimo paprastumas ir integracija su kitomis paslaugomis.

Pavyzdys: JavaScript pagrindu veikiančiai frontend programai „Netlify Functions“ ar „Vercel Serverless Functions“ gali būti geras pasirinkimas dėl jų glaudžios integracijos su populiariomis frontend karkasais, tokiais kaip React ir Vue.js.

2. Apibrėžkite savo funkcijas

Nustatykite konkrečias backend užduotis, kurias galima perkelti į serverless funkcijas. Suskaidykite sudėtingas užduotis į mažesnes, nepriklausomas funkcijas.

Pavyzdys: Vietoj vienos funkcijos, tvarkančios visą vartotojo registracijos procesą, sukurkite atskiras funkcijas el. pašto adreso patvirtinimui, slaptažodžio maišymui ir vartotojo duomenų saugojimui duomenų bazėje.

3. Parašykite savo funkcijas

Parašykite kodą savo funkcijoms, naudodami pasirinktos FaaS platformos palaikomą (-as) kalbą (-as). Užtikrinkite, kad jūsų funkcijos būtų be būsenos ir idempotentiškos.

Pavyzdys (Node.js su AWS Lambda):

exports.handler = async (event) => { const name = event.queryStringParameters.name || 'World'; const response = { statusCode: 200, body: `Hello, ${name}!`, }; return response; };

4. Konfigūruokite įvykių trigerius

Konfigūruokite įvykių trigerius, kurie iškvies jūsų funkcijas. Tai gali būti HTTP užklausa, duomenų bazės atnaujinimas arba suplanuota užduotis.

Pavyzdys: Konfigūruokite API šliuzą, kad nukreiptumėte HTTP užklausas į jūsų funkciją, kai vartotojas pateikia formą frontend'e.

5. Įdiekite savo funkcijas

Įdiekite savo funkcijas į FaaS platformą, naudodami platformos komandinės eilutės įrankius arba internetinę sąsają.

Pavyzdys: Naudokite komandą netlify deploy, kad įdiegtumėte savo funkcijas į Netlify.

6. Išbandykite savo funkcijas

Kruopščiai išbandykite savo funkcijas, kad įsitikintumėte, jog jos veikia teisingai. Naudokite vienetinius testus, integracijos testus ir „end-to-end“ testus, kad apimtumėte visus galimus scenarijus.

7. Stebėkite ir optimizuokite

Stebėkite savo funkcijų našumą ir nustatykite optimizavimo sritis. Atkreipkite dėmesį į vykdymo laiką, atminties naudojimą ir klaidų dažnumą.

Pavyzdys: Naudokite FaaS platformos stebėjimo įrankius, kad nustatytumėte lėtai veikiančias funkcijas ir optimizuotumėte jų kodą, siekiant pagerinti našumą.

Frontend karkasų integracija

„Frontend Serverless“ galima sklandžiai integruoti su populiariais frontend karkasais, tokiais kaip React, Vue.js ir Angular.

• React: Bibliotekos, tokios kaip react-query ir swr, gali būti naudojamos duomenų gavimui iš serverless funkcijų valdyti React programoje.
• Vue.js: Vue reaktyvumo sistema leidžia lengvai integruotis su serverless funkcijomis. Biblioteka axios dažniausiai naudojama API iškvietimams į serverless funkcijas iš Vue komponentų.
• Angular: Angular HttpClient modulis gali būti naudojamas bendravimui su serverless funkcijomis. Observable suteikia galingą būdą valdyti asinchroninius duomenų srautus iš serverless funkcijų.

Saugumo aspektai

Nors FaaS platformos suteikia saugią aplinką, kuriant serverless funkcijas labai svarbu laikytis saugumo geriausių praktikų:

• Įvesties patvirtinimas: Visada patvirtinkite vartotojo įvestį, kad išvengtumėte injekcijos atakų.
• Saugios priklausomybės: Atnaujinkite savo funkcijų priklausomybes, kad ištaisytumėte saugumo pažeidžiamumus. Naudokite įrankius, tokius kaip npm audit ar yarn audit, kad nustatytumėte ir ištaisytumėte pažeidžiamumus savo priklausomybėse.
• Mažiausių privilegijų principas: Suteikite savo funkcijoms tik būtinas teises pasiekti kitus išteklius. Venkite suteikti funkcijoms per plačias teises.
• Aplinkos kintamieji: Saugokite jautrią informaciją, pavyzdžiui, API raktus ir duomenų bazės prisijungimo duomenis, aplinkos kintamuosiuose, o ne įrašydami juos į kodą.
• Užklausų skaičiaus ribojimas: Įdiekite užklausų skaičiaus ribojimą, kad išvengtumėte piktnaudžiavimo ir paslaugos trikdymo atakų.
• Reguliarūs saugumo auditai: Atlikite reguliarius saugumo auditus, kad nustatytumėte ir pašalintumėte galimus pažeidžiamumus.

Išlaidų valdymo strategijos

Nors „Frontend Serverless“ gali būti ekonomiškas, svarbu įgyvendinti strategijas, skirtas efektyviai valdyti išlaidas:

• Optimizuokite funkcijos vykdymo laiką: Sumažinkite savo funkcijų vykdymo laiką, optimizuodami kodą ir sumažindami nereikalingas operacijas.
• Sumažinkite atminties naudojimą: Skirkite tinkamą atminties kiekį savo funkcijoms. Venkite skirti per daug atminties, nes tai gali padidinti išlaidas.
• Naudokite podėliavimą (caching): Talpyklėje saugokite dažnai pasiekiamus duomenis, kad sumažintumėte funkcijų iškvietimų skaičių.
• Stebėkite naudojimą: Reguliariai stebėkite savo funkcijų naudojimą ir nustatykite sritis, kuriose galima sumažinti išlaidas.
• Pasirinkite tinkamą regioną: Diekite savo funkcijas regione, kuris yra arčiausiai jūsų vartotojų, kad sumažintumėte delsą ir pagerintumėte našumą. Tačiau atminkite, kad kainos gali skirtis priklausomai nuo regiono.
• Apsvarstykite rezervuotą vienalaikiškumą: Kritinėms funkcijoms, kurioms reikalingas nuolatinis našumas, apsvarstykite galimybę naudoti rezervuotą vienalaikiškumą, kad užtikrintumėte, jog tam tikras funkcijų egzempliorių skaičius visada būtų prieinamas.

„Frontend Serverless“ ateitis

„Frontend Serverless“ yra sparčiai besivystanti sritis. Ateinančiais metais galime tikėtis tolesnių FaaS platformų patobulinimų, geresnių įrankių ir didesnio serverless architektūrų pritaikymo.

Kai kurios galimos ateities tendencijos:

• Krašto kompiuterija (Edge Computing): Serverless funkcijų diegimas arčiau tinklo krašto, siekiant dar labiau sumažinti delsą.
• WebAssembly (Wasm): WebAssembly naudojimas serverless funkcijoms vykdyti naršyklėje ar kitose ribotų išteklių aplinkose.
• DI pagrįstos funkcijos: Dirbtinio intelekto ir mašininio mokymosi galimybių integravimas į serverless funkcijas.
• Geresnė kūrėjo patirtis: Efektyvesni įrankiai ir darbo eigos, skirtos serverless funkcijų kūrimui, testavimui ir diegimui.
• Serverless konteineriai: Serverless kompiuterijos privalumų derinimas su konteinerizacijos lankstumu.

Išvada

„Frontend Serverless“ architektūra, pagrįsta „Funkcija kaip paslauga“, siūlo galingą ir lankstų požiūrį į šiuolaikinių žiniatinklio programų kūrimą. Atsiejant frontend nuo tradicinių backend serverių, kūrėjai gali sutelkti dėmesį į patrauklių vartotojo patirčių kūrimą, tuo pačiu naudodamiesi mastelio keitimo, ekonomiškumo ir saugumo privalumais, kuriuos teikia serverless kompiuterija. Serverless ekosistemai toliau bręstant, ateinančiais metais galime tikėtis dar daugiau inovatyvių „Frontend Serverless“ pritaikymų. Šio paradigmos pokyčio priėmimas gali suteikti kūrėjams galių kurti greitesnes, labiau pritaikomas ir efektyvesnes žiniatinklio programas pasaulinei auditorijai.

Šis požiūris suteikia galimybes kūrėjams visame pasaulyje, nepriklausomai nuo geografinės vietos ar prieigos prie infrastruktūros, prisidėti ir kurti inovatyvias žiniatinklio programas. Tai suteikia galių mažoms komandoms ir individualiems kūrėjams konkuruoti su didesnėmis organizacijomis, suteikiant prieigą prie mastelį keičiančios ir ekonomiškos infrastruktūros. Žiniatinklio kūrimo ateitis neabejotinai krypsta link serverless architektūrų, o šios paradigmos supratimas ir pritaikymas yra labai svarbus norint išlikti priekyje šioje nuolat besikeičiančioje industrijoje.