Azure Functions: visaptverošs ceļvedis notikumu vadītā skaitļošanā

Mūsdienu strauji mainīgajā tehnoloģiju vidē uzņēmumi pastāvīgi meklē inovatīvus veidus, kā veidot un ieviest lietojumprogrammas, kas ir mērogojamas, rentablas un ļoti atsaucīgas. Notikumu vadīta skaitļošana ir kļuvusi par spēcīgu paradigmu šo vajadzību risināšanai, un Azure Functions nodrošina stabilu platformu notikumu vadītu risinājumu ieviešanai. Šis visaptverošais ceļvedis iedziļināsies Azure Functions pasaulē, pētot tās pamatjēdzienus, priekšrocības, lietošanas gadījumus un labāko praksi globālu lietojumprogrammu izveidei.

Kas ir notikumu vadīta skaitļošana?

Notikumu vadīta skaitļošana ir programmēšanas paradigma, kurā programmas plūsmu nosaka notikumi – darbības vai gadījumi –, piemēram, lietotāju mijiedarbība, sensoru dati vai ziņojumi no citiem pakalpojumiem. Tā vietā, lai sekotu iepriekš definētai instrukciju secībai, notikumu vadīta lietojumprogramma reāllaikā reaģē uz notikumiem, izraisot konkrētas darbības vai procesus.

Galvenās notikumu vadītās skaitļošanas iezīmes ir šādas:

Asinhrona komunikācija: Pakalpojumi sazinās savā starpā, izmantojot notikumus, nebloķējot un negaidot atbildes.
Vāja sasaiste: Komponenti ir neatkarīgi un tos var pievienot, noņemt vai modificēt, neietekmējot citas sistēmas daļas.
Mērogojamība: Lietojumprogrammas var mērogot horizontāli, lai apstrādātu lielu notikumu apjomu.
Reāllaika atsaucība: Lietojumprogrammas var reaģēt uz notikumiem gandrīz reāllaikā, nodrošinot nevainojamu lietotāja pieredzi.

Iepazīstinām ar Azure Functions

Azure Functions ir bezservera skaitļošanas pakalpojums, ko nodrošina Microsoft Azure. Tas ļauj izstrādātājiem izpildīt kodu pēc pieprasījuma, nepārvaldot serverus vai infrastruktūru. Funkcijas tiek aktivizētas ar notikumiem, piemēram, HTTP pieprasījumiem, ziņojumiem no rindām vai izmaiņām datu krātuvēs. Tas padara tās ideāli piemērotas notikumu vadītu lietojumprogrammu veidošanai.

Galvenās Azure Functions funkcijas ietver:

Bezservera arhitektūra: Nav nepieciešams nodrošināt vai pārvaldīt serverus. Azure automātiski mērogo resursus atbilstoši pieprasījumam.
Maksa par lietošanu: Jūs maksājat tikai par skaitļošanas laiku, ko patērē jūsu funkcijas.
Vairāku valodu atbalsts: Azure Functions atbalsta dažādas programmēšanas valodas, tostarp C#, Java, Python, JavaScript un PowerShell.
Integrācija ar Azure pakalpojumiem: Nevainojama integrācija ar citiem Azure pakalpojumiem, piemēram, Azure Storage, Azure Cosmos DB, Azure Event Hubs un Azure Logic Apps.
Trigeri un saistījumi: Vienkāršota izstrāde ar iepriekš definētiem trigeriem (notikumi, kas uzsāk funkciju) un saistījumiem (deklaratīvs veids, kā savienoties ar citiem Azure pakalpojumiem).

Azure Functions izmantošanas priekšrocības

Azure Functions izmantošana piedāvā daudzas priekšrocības mūsdienu lietojumprogrammu veidošanā:

Paaugstināta veiklība: Ātri izstrādes un izvietošanas cikli ļauj ātri veikt iterācijas un paātrināt laiku līdz nonākšanai tirgū. Izstrādātāji var koncentrēties uz koda rakstīšanu, nevis infrastruktūras pārvaldību.
Samazinātas izmaksas: Maksas par lietošanu modelis optimizē resursu izmantošanu un samazina darbības izdevumus. Jūs maksājat tikai tad, kad jūsu funkcijas darbojas.
Uzlabota mērogojamība: Azure Functions automātiski mērogojas, lai apstrādātu mainīgas darba slodzes, nodrošinot optimālu veiktspēju un pieejamību. Tas ir ļoti svarīgi globālām lietojumprogrammām, kurām ir atšķirīgi trafika modeļi dažādās laika joslās.
Uzlabota efektivitāte: Notikumu vadīta arhitektūra nodrošina efektīvu notikumu apstrādi, samazinot latentumu un uzlabojot atsaucību.
Vienkāršota integrācija: Nevainojama integrācija ar Azure pakalpojumiem un trešo pušu platformām vienkāršo sarežģītu darbplūsmu izstrādi.
Globāla sasniedzamība: Izvietojiet savas Azure Functions globāli, lai nodrošinātu zemu latentumu un augstu pieejamību lietotājiem visā pasaulē.

Pamatjēdzieni: trigeri un saistījumi

Izpratne par trigeriem un saistījumiem ir būtiska, lai strādātu ar Azure Functions.

Trigeri

Trigeris ir tas, kas iniciē funkcijas izpildi. Tas definē notikumu, kas izraisa funkcijas darbību. Azure Functions nodrošina dažādus iebūvētos trigerus, tostarp:

HTTP trigeris: Izpilda funkciju, kad tiek saņemts HTTP pieprasījums. Ideāli piemērots API un tīmekļa āķu (webhooks) veidošanai.
Taimera trigeris: Izpilda funkciju pēc iepriekš definēta grafika. Noderīgs fona uzdevumu vai plānotu darbu veikšanai.
Rindas trigeris: Izpilda funkciju, kad Azure Storage rindai tiek pievienots ziņojums. Izmanto asinhronai apstrādei un pakalpojumu atsaistei.
Blob trigeris: Izpilda funkciju, kad Azure Storage konteinerā tiek pievienots vai atjaunināts blobs (liels binārs objekts). Noderīgs attēlu, video vai citu failu apstrādei.
Event Hub trigeris: Izpilda funkciju, kad Azure Event Hub saņem notikumu. Ideāli piemērots reāllaika datu straumēšanai un telemetrijas apstrādei.
Cosmos DB trigeris: Izpilda funkciju, kad Azure Cosmos DB kolekcijā tiek izveidots vai atjaunināts dokuments. Noderīgs reāllaika datu sinhronizācijai un notikumu paziņošanai.
Service Bus trigeris: Izpilda funkciju, kad tiek saņemts ziņojums no Azure Service Bus rindas vai tēmas. Izmanto uzņēmuma līmeņa ziņojumapmaiņai un integrācijai.

Saistījumi

Saistījumi nodrošina deklaratīvu veidu, kā savienot jūsu funkciju ar citiem Azure pakalpojumiem vai ārējiem resursiem. Tie vienkāršo datu nolasīšanas vai rakstīšanas procesu no šiem resursiem, neprasot rakstīt standarta kodu.

Azure Functions atbalsta plašu saistījumu klāstu, tostarp:

Ievades saistījumi: Ļauj nolasīt datus no ārējiem resursiem un padarīt tos pieejamus jūsu funkcijai. Piemēram, datu nolasīšana no Azure Storage blobiem, Azure Cosmos DB dokumentiem vai HTTP galapunktiem.
Izvades saistījumi: Ļauj rakstīt datus ārējos resursos no jūsu funkcijas. Piemēram, datu rakstīšana Azure Storage rindās, Azure Cosmos DB kolekcijās vai HTTP atbilžu sūtīšana.

Izmantojot trigerus un saistījumus, jūs varat koncentrēties uz savas funkcijas pamatloģikas rakstīšanu, kamēr Azure Functions nodarbojas ar pamatā esošo infrastruktūru un integrācijas detaļām.

Azure Functions lietošanas gadījumi

Azure Functions var izmantot, lai veidotu plašu lietojumprogrammu klāstu dažādās nozarēs. Šeit ir daži izplatīti lietošanas gadījumi:

Tīmekļa API: Izveidojiet RESTful API tīmekļa un mobilajām lietojumprogrammām. HTTP trigeris atvieglo funkciju atklāšanu kā API galapunktus. Piemēram, globāla e-komercijas platforma var izmantot Azure Functions, lai apstrādātu produktu meklēšanas vaicājumus un pasūtījumu apstrādi.
Datu apstrāde: Apstrādājiet datu straumes no dažādiem avotiem, piemēram, IoT ierīcēm, sociālo mediju plūsmām vai žurnālfailiem. Event Hub trigeris ļauj apstrādāt lielus datu apjomus reāllaikā. Iedomājieties globālu laika apstākļu uzraudzības pakalpojumu, kas izmanto Azure Functions, lai analizētu sensoru datus no meteoroloģiskajām stacijām visā pasaulē.
Notikumu vadīti mikropakalpojumi: Veidojiet vāji saistītus mikropakalpojumus, kas sazinās savā starpā, izmantojot notikumus. Rindas trigeris un Service Bus trigeris nodrošina asinhronu komunikāciju starp pakalpojumiem. Starptautisks loģistikas uzņēmums varētu izmantot Azure Functions, lai organizētu pasūtījumu izpildes procesus dažādās noliktavās un transporta pakalpojumu sniedzējiem.
Plānotie uzdevumi: Automatizējiet rutīnas uzdevumus, piemēram, datu dublēšanu, atskaišu ģenerēšanu vai sistēmas uzturēšanu. Taimera trigeris ļauj ieplānot funkciju darbību noteiktos intervālos. Starptautiska mārketinga aģentūra varētu izmantot Azure Functions, lai ieplānotu e-pasta kampaņas un sociālo mediju ierakstus dažādām laika joslām.
IoT risinājumi: Apstrādājiet datus no IoT ierīcēm un aktivizējiet darbības, pamatojoties uz reāllaika notikumiem. IoT Hub trigeris ļauj izveidot savienojumu ar IoT ierīcēm un apstrādāt telemetrijas datus. Globāls viedās lauksaimniecības uzņēmums varētu izmantot Azure Functions, lai uzraudzītu ražas veselību un automatizētu apūdeņošanas sistēmas, pamatojoties uz sensoru datiem.
Tērzēšanas boti: Veidojiet inteliģentus tērzēšanas botus, kas atbild uz lietotāju vaicājumiem un automatizē uzdevumus. Integrējiet Azure Functions ar Azure Bot Service, lai radītu sarunvalodas pieredzi. Daudzvalodu klientu atbalsta tērzēšanas botu var izveidot, izmantojot Azure Functions un dažādus valodu tulkošanas pakalpojumus.

Azure Functions izstrāde: soli pa solim ceļvedis

Šeit ir soli pa solim ceļvedis Azure Functions izstrādei:

Izvēlieties izstrādes vidi: Jūs varat izstrādāt Azure Functions, izmantojot dažādus rīkus, tostarp Azure portālu, Visual Studio, VS Code un Azure CLI. VS Code ar Azure Functions paplašinājumu ir populāra izvēle lokālai izstrādei.
Izveidojiet jaunu Function App: Function App ir konteiners vienai vai vairākām funkcijām. Izveidojiet jaunu Function App Azure portālā vai izmantojot Azure CLI. Apsveriet reģiona izvēli, izvēloties to, kas ir vistuvāk jūsu primārajai lietotāju bāzei vai kur atrodas citi attiecīgie Azure resursi, lai samazinātu latentumu.
Izveidojiet jaunu funkciju: Izvēlieties trigeri un saistījumu savai funkcijai. Trigeris definē notikumu, kas uzsāk funkciju, un saistījumi ļauj izveidot savienojumu ar citiem Azure pakalpojumiem.
Rakstiet savu kodu: Rakstiet kodu, kas tiks izpildīts, kad funkcija tiks aktivizēta. Izmantojiet ievades saistījumus, lai piekļūtu datiem no ārējiem resursiem, un izvades saistījumus, lai rakstītu datus ārējos resursos. Atcerieties korekti apstrādāt iespējamās kļūdas un izņēmumus.
Pārbaudiet savu funkciju: Pārbaudiet savu funkciju lokāli, izmantojot Azure Functions Core Tools. Tas ļauj atkļūdot kodu un pārliecināties, ka tas darbojas, kā paredzēts, pirms to izvietojat Azure. Izmantojiet paraugdatus, kas atspoguļo globālos datus, kurus sagaidāt apstrādāt.
Izvietojiet savu funkciju: Izvietojiet savu funkciju Azure, izmantojot Azure portālu, Visual Studio, VS Code vai Azure CLI. Apsveriet iespēju izmantot izvietošanas slotus (deployment slots) atjauninājumu iestudēšanai un testēšanai pirms to izlaišanas produkcijā.
Pārraugiet savu funkciju: Pārraugiet savu funkciju, izmantojot Azure Monitor. Tas ļauj izsekot veiktspējai, identificēt kļūdas un novērst problēmas. Iestatiet brīdinājumus, lai saņemtu paziņojumus par kritiskiem notikumiem.

Labākā prakse globālu Azure Functions izveidei

Veidojot Azure Functions globālām lietojumprogrammām, ņemiet vērā šādas labākās prakses:

Izvēlieties pareizo trigeri: Izvēlieties trigeri, kas vislabāk atbilst jūsu lietošanas gadījumam un notikumu veidam, ko apstrādājat.
Efektīvi izmantojiet saistījumus: Izmantojiet saistījumus, lai vienkāršotu integrāciju ar citiem Azure pakalpojumiem un ārējiem resursiem. Izvairieties rakstīt standarta kodu, lai izveidotu savienojumu ar šiem resursiem.
Optimizējiet veiktspējai: Rakstiet efektīvu kodu, kas samazina izpildes laiku un resursu patēriņu. Izmantojiet asinhronas darbības un kešatmiņu, lai uzlabotu veiktspēju. Apsveriet iespēju izmantot Pastāvīgās funkcijas (Durable Functions) ilgstošām vai stāvokli saglabājošām darbplūsmām.
Ieviesiet kļūdu apstrādi: Ieviesiet robustu kļūdu apstrādi, lai korekti apstrādātu izņēmumus un novērstu funkciju kļūmes. Izmantojiet try-catch blokus un reģistrēšanu, lai izsekotu kļūdām un diagnosticētu problēmas.
Nodrošiniet savas funkcijas: Nodrošiniet savas funkcijas, izmantojot autentifikācijas un autorizācijas mehānismus. Izmantojiet Azure Active Directory (Azure AD), lai kontrolētu piekļuvi savām funkcijām.
Pārraugiet un optimizējiet: Nepārtraukti pārraugiet savas funkcijas, izmantojot Azure Monitor, un optimizējiet to veiktspēju, pamatojoties uz savāktajiem datiem. Izmantojiet Application Insights, lai gūtu ieskatu funkciju darbībā un identificētu vājās vietas.
Ieviesiet CI/CD: Ieviesiet nepārtrauktu integrāciju un nepārtrauktu piegādi (CI/CD), lai automatizētu izvietošanas procesu un nodrošinātu konsekventus izlaidumus. Izmantojiet Azure DevOps vai citus CI/CD rīkus, lai veidotu, testētu un izvietotu savas funkcijas.
Projektējiet mērogošanai: Projektējiet savas funkcijas tā, lai tās varētu mērogot horizontāli, lai apstrādātu lielu notikumu apjomu. Izmantojiet Azure Functions Premium plānu paredzamai veiktspējai un mērogošanai.
Apsveriet globālo izplatīšanu: Izvietojiet savas Function Apps vairākos reģionos, lai uzlabotu latentumu un pieejamību lietotājiem visā pasaulē. Izmantojiet Azure Traffic Manager vai Azure Front Door, lai novirzītu trafiku uz tuvāko reģionu.
Pareizi apstrādājiet laika joslas: Strādājot ar laika jutīgiem datiem, pārliecinieties, ka pareizi apstrādājat laika joslas. Izmantojiet UTC laiku datu glabāšanai un apstrādei un konvertējiet uz vietējām laika joslām attēlošanas nolūkos.
Lokalizējiet savu saturu: Ja jūsu funkcija ģenerē izvadi, kas tiek rādīta lietotājiem, lokalizējiet saturu, lai atbalstītu vairākas valodas un kultūras. Izmantojiet Azure Cognitive Services Translator, lai dinamiski tulkotu tekstu.
Datu rezidence: Apsveriet datu rezidences prasības, izvēloties Azure reģionus, kur izvietot savas funkcijas. Dažās valstīs ir noteikumi, kas prasa, lai dati tiktu glabāti to robežās.

Pastāvīgās funkcijas: sarežģītu darbplūsmu organizēšana

Pastāvīgās funkcijas (Durable Functions) ir Azure Functions paplašinājums, kas ļauj rakstīt stāvokli saglabājošas funkcijas bezservera skaitļošanas vidē. Tas ļauj definēt darbplūsmas kā kodu un organizēt sarežģītus uzdevumus, kuriem nepieciešamas ilgstošas darbības, cilvēka iejaukšanās vai ārēju notikumu apstrāde.

Galvenās Pastāvīgo funkciju iezīmes ir šādas:

Orķestrēšanas funkcijas: Definējiet darbplūsmas kā kodu, izmantojot orķestrēšanas funkcijas. Šīs funkcijas var izsaukt citas funkcijas, izveidot taimerus, gaidīt ārējus notikumus un pārvaldīt stāvokli.
Aktivitāšu funkcijas: Ieviesiet atsevišķus uzdevumus darbplūsmā, izmantojot aktivitāšu funkcijas. Šīs funkcijas ir bezstāvokļa un tās var mērogot neatkarīgi.
Entītiju funkcijas: Pārvaldiet stāvokli atsevišķām entītijām, izmantojot entītiju funkcijas. Šīs funkcijas var izmantot, lai ieviestu skaitītājus, iepirkumu grozus vai citus stāvokli saglabājošus objektus.
Pastāvīgie taimeri: Izveidojiet pastāvīgus taimerus, kas var aktivizēt notikumus noteiktos laikos. Šie taimeri ir noturīgi un var izdzīvot funkciju restartēšanas gadījumā.
Ārējie notikumi: Gaidiet ārēju notikumu rašanos, pirms turpināt darbplūsmu. Tas ļauj integrēties ar ārējām sistēmām un apstrādāt cilvēka mijiedarbību.

Pastāvīgās funkcijas ir ideāli piemērotas sarežģītu darbplūsmu veidošanai, piemēram, pasūtījumu apstrādei, apstiprināšanas darbplūsmām un ilgstošiem pakešuzdevumiem.

Drošības apsvērumi Azure Functions

Azure Functions nodrošināšana ir ļoti svarīga, lai aizsargātu jūsu datus un novērstu nesankcionētu piekļuvi. Šeit ir daži svarīgi drošības apsvērumi:

Autentifikācija: Izmantojiet autentifikāciju, lai pārbaudītu lietotāju vai lietojumprogrammu identitāti, kas piekļūst jūsu funkcijām. Azure Functions atbalsta dažādas autentifikācijas metodes, tostarp Azure Active Directory (Azure AD), API atslēgas un Easy Auth.
Autorizācija: Izmantojiet autorizāciju, lai kontrolētu piekļuvi jūsu funkcijām, pamatojoties uz lietotāju lomām vai atļaujām. Azure Functions atbalsta lomu bāzētu piekļuves kontroli (RBAC) un pielāgotu autorizācijas loģiku.
Droša konfigurācija: Glabājiet sensitīvus konfigurācijas datus, piemēram, API atslēgas un savienojuma virknes, Azure Key Vault. Izvairieties glabāt noslēpumus tieši savā funkcijas kodā vai konfigurācijas failos.
Tīkla drošība: Ierobežojiet tīkla piekļuvi savām funkcijām, izmantojot tīkla drošības grupas (NSG) un Azure Firewall. Pārliecinieties, ka tikai autorizēta trafika var piekļūt jūsu funkcijām.
Ievades validācija: Validējiet visus ievades datus, lai novērstu injekciju uzbrukumus un citas drošības ievainojamības. Izmantojiet ievades validācijas metodes, lai nodrošinātu, ka dati ir paredzētajā formātā un diapazonā.
Atkarību pārvaldība: Uzturiet savu funkciju atkarības atjauninātas, lai labotu drošības ievainojamības. Izmantojiet atkarību pārvaldības rīkus, lai izsekotu un pārvaldītu savu funkciju atkarības.
Reģistrēšana un pārraudzība: Iespējojiet reģistrēšanu un pārraudzību, lai atklātu un reaģētu uz drošības incidentiem. Izmantojiet Azure Monitor un Azure Security Center, lai pārraudzītu savas funkcijas aizdomīgas darbības noteikšanai.
Koda pārskatīšana: Regulāri veiciet koda pārskatīšanu, lai identificētu un novērstu drošības ievainojamības savā funkcijas kodā.
Atbilstība: Nodrošiniet, ka jūsu funkcijas atbilst attiecīgajiem drošības standartiem un noteikumiem, piemēram, GDPR, HIPAA un PCI DSS.

Azure Functions cenu modelis

Azure Functions piedāvā divus galvenos cenu modeļus:

Patēriņa plāns (Consumption Plan): Patēriņa plāns ir modelis, kurā maksājat tikai par patērēto skaitļošanas laiku. Azure automātiski mērogo resursus atbilstoši pieprasījumam. Šis ir visrentablākais variants lietojumprogrammām ar periodisku vai neparedzamu darba slodzi.
Premium plāns (Premium Plan): Premium plāns nodrošina īpašus resursus un paredzamāku veiktspēju. Jūs maksājat par fiksētu vCores (virtuālo kodolu) un atmiņas daudzumu. Šis ir labs variants lietojumprogrammām ar augstām veiktspējas prasībām vai paredzamu darba slodzi. Tas piedāvā arī tādas funkcijas kā VNet integrācija uzlabotai drošībai.

Pareizā cenu modeļa izvēle ir atkarīga no jūsu lietojumprogrammas prasībām un lietošanas paradumiem. Pieņemot lēmumu, ņemiet vērā šādus faktorus:

Darba slodze: Vai jūsu darba slodze ir periodiska, paredzama vai pastāvīga?
Veiktspēja: Kādas ir jūsu veiktspējas prasības? Vai jums ir nepieciešami īpaši resursi?
Izmaksas: Kāds ir jūsu budžets? Cik daudz esat gatavs maksāt par veiktspēju un mērogojamību?

Noslēgums

Azure Functions nodrošina jaudīgu un daudzpusīgu platformu notikumu vadītu lietojumprogrammu veidošanai. Tās bezservera arhitektūra, maksa par lietošanu un nevainojama integrācija ar Azure pakalpojumiem padara to par ideālu izvēli mūsdienu lietojumprogrammu izstrādei. Izprotot Azure Functions pamatjēdzienus, labākās prakses un lietošanas gadījumus, jūs varat veidot mērogojamas, rentablas un ļoti atsaucīgas lietojumprogrammas globāliem risinājumiem. Neatkarīgi no tā, vai veidojat tīmekļa API, apstrādājat datu straumes vai organizējat sarežģītas darbplūsmas, Azure Functions var palīdzēt paātrināt jūsu izstrādes procesu un piegādāt inovatīvus risinājumus saviem klientiem visā pasaulē. Izmantojiet notikumu vadītās skaitļošanas jaudu ar Azure Functions un atraisiet pilnu savu lietojumprogrammu potenciālu.