Azure Functions: Celovit vodnik po dogodkovno vodenem računalništvu

V današnjem hitro razvijajočem se tehnološkem okolju podjetja nenehno iščejo inovativne načine za gradnjo in uvajanje aplikacij, ki so razširljive, stroškovno učinkovite in visoko odzivne. Dogodkovno vodeno računalništvo se je pojavilo kot močna paradigma za reševanje teh potreb, Azure Functions pa ponuja robustno platformo za implementacijo dogodkovno vodenih rešitev. Ta celovit vodnik se bo poglobil v svet Azure Functions, raziskal njegove osrednje koncepte, prednosti, primere uporabe in najboljše prakse za gradnjo globalnih aplikacij.

Kaj je dogodkovno vodeno računalništvo?

Dogodkovno vodeno računalništvo je programska paradigma, kjer tok programa določajo dogodki – dejanja ali pojavi – kot so interakcije uporabnikov, podatki senzorjev ali sporočila iz drugih storitev. Namesto da bi sledila vnaprej določenemu zaporedju navodil, se dogodkovno vodena aplikacija odziva na dogodke v realnem času in sproži določena dejanja ali procese.

Ključne značilnosti dogodkovno vodenega računalništva vključujejo:

• Asinhrona komunikacija: Storitve komunicirajo med seboj preko dogodkov, brez blokiranja ali čakanja na odgovore.
• Ohlapna povezanost: Komponente so neodvisne in jih je mogoče dodajati, odstranjevati ali spreminjati, ne da bi to vplivalo na druge dele sistema.
• Razširljivost: Aplikacije se lahko horizontalno razširijo za obravnavo velikega obsega dogodkov.
• Odzivnost v realnem času: Aplikacije se lahko odzivajo na dogodke skoraj v realnem času, kar zagotavlja brezhibno uporabniško izkušnjo.

Predstavitev Azure Functions

Azure Functions je brezstrežniška računalniška storitev, ki jo ponuja Microsoft Azure. Razvijalcem omogoča izvajanje kode na zahtevo brez upravljanja strežnikov ali infrastrukture. Funkcije sprožijo dogodki, kot so zahteve HTTP, sporočila iz čakalnih vrst ali spremembe v podatkovnih shrambah. Zaradi tega so idealne za gradnjo dogodkovno vodenih aplikacij.

Ključne značilnosti Azure Functions vključujejo:

• Brezstrežniška arhitektura: Ni potrebe po zagotavljanju ali upravljanju strežnikov. Azure samodejno prilagaja vire glede na povpraševanje.
• Model plačila po porabi: Plačate samo za čas izvajanja, ki ga porabijo vaše funkcije.
• Podpora za več jezikov: Azure Functions podpira različne programske jezike, vključno s C#, Javo, Pythonom, JavaScriptom in PowerShellom.
• Integracija s storitvami Azure: Brezhibna integracija z drugimi storitvami Azure, kot so Azure Storage, Azure Cosmos DB, Azure Event Hubs in Azure Logic Apps.
• Sprožilci in vezave: Poenostavljen razvoj z vnaprej določenimi sprožilci (dogodki, ki zaženejo funkcijo) in vezavami (deklarativen način povezovanja z drugimi storitvami Azure).

Prednosti uporabe Azure Functions

Uporaba Azure Functions prinaša številne prednosti za gradnjo sodobnih aplikacij:

• Povečana agilnost: Hitri razvojni in uvajalni cikli omogočajo hitre iteracije in krajši čas do trga. Razvijalci se lahko osredotočijo na pisanje kode namesto na upravljanje infrastrukture.
• Zmanjšani stroški: Model plačila po porabi optimizira izrabo virov in zmanjšuje operativne stroške. Plačate samo takrat, ko se vaše funkcije izvajajo.
• Izboljšana razširljivost: Azure Functions se samodejno prilagaja spreminjajočim se obremenitvam, kar zagotavlja optimalno delovanje in razpoložljivost. To je ključnega pomena za globalne aplikacije, ki doživljajo različne vzorce prometa v različnih časovnih pasovih.
• Izboljšana učinkovitost: Dogodkovno vodena arhitektura omogoča učinkovito obdelavo dogodkov, zmanjšuje zakasnitve in izboljšuje odzivnost.
• Poenostavljena integracija: Brezhibna integracija s storitvami Azure in platformami tretjih oseb poenostavlja razvoj kompleksnih delovnih tokov.
• Globalni doseg: Uvedite svoje Azure Functions globalno, da zagotovite nizko zakasnitev in visoko razpoložljivost za uporabnike po vsem svetu.

Osnovni koncepti: Sprožilci in vezave

Razumevanje sprožilcev in vezav je temeljno za delo z Azure Functions.

Sprožilci

Sprožilec je tisto, kar sproži izvajanje funkcije. Določa dogodek, ki povzroči zagon funkcije. Azure Functions ponuja različne vgrajene sprožilce, vključno z:

• Sprožilec HTTP: Izvede funkcijo, ko je prejeta zahteva HTTP. Idealno za gradnjo API-jev in webhookov.
• Časovni sprožilec: Izvede funkcijo po vnaprej določenem urniku. Uporabno za izvajanje opravil v ozadju ali načrtovanih opravil.
• Sprožilec čakalne vrste: Izvede funkcijo, ko je sporočilo dodano v čakalno vrsto Azure Storage. Uporablja se za asinhrono obdelavo in razklopitev storitev.
• Sprožilec Blob: Izvede funkcijo, ko je blob dodan ali posodobljen v vsebniku Azure Storage. Uporabno za obdelavo slik, videoposnetkov ali drugih datotek.
• Sprožilec Event Hub: Izvede funkcijo, ko dogodek prejme Azure Event Hub. Idealno za pretakanje podatkov v realnem času in obdelavo telemetrije.
• Sprožilec Cosmos DB: Izvede funkcijo, ko je dokument ustvarjen ali posodobljen v zbirki Azure Cosmos DB. Uporabno za sinhronizacijo podatkov v realnem času in obveščanje o dogodkih.
• Sprožilec Service Bus: Izvede funkcijo, ko je sporočilo prejeto iz čakalne vrste ali teme Azure Service Bus. Uporablja se za podjetniško sporočanje in integracijo.

Vezave

Vezave zagotavljajo deklarativen način za povezavo vaše funkcije z drugimi storitvami Azure ali zunanjimi viri. Poenostavljajo postopek branja podatkov iz teh virov ali pisanja podatkov vanje, ne da bi morali pisati standardno kodo.

Azure Functions podpira širok nabor vezav, vključno z:

• Vhodne vezave: Omogočajo branje podatkov iz zunanjih virov in njihovo razpoložljivost vaši funkciji. Primeri vključujejo branje podatkov iz blobov Azure Storage, dokumentov Azure Cosmos DB ali končnih točk HTTP.
• Izhodne vezave: Omogočajo pisanje podatkov v zunanje vire iz vaše funkcije. Primeri vključujejo pisanje podatkov v čakalne vrste Azure Storage, zbirke Azure Cosmos DB ali pošiljanje odgovorov HTTP.

Z uporabo sprožilcev in vezav se lahko osredotočite na pisanje osrednje logike vaše funkcije, medtem ko Azure Functions skrbi za osnovno infrastrukturo in podrobnosti integracije.

Primeri uporabe Azure Functions

Azure Functions se lahko uporablja za gradnjo širokega nabora aplikacij v različnih panogah. Tukaj je nekaj pogostih primerov uporabe:

• Spletni API-ji: Ustvarite RESTful API-je za spletne in mobilne aplikacije. Sprožilec HTTP olajša izpostavitev funkcij kot končnih točk API-ja. Na primer, globalna platforma za e-trgovino lahko uporablja Azure Functions za obdelavo poizvedb za iskanje izdelkov in obdelavo naročil.
• Obdelava podatkov: Obdelujte podatkovne tokove iz različnih virov, kot so naprave IoT, viri družbenih medijev ali dnevniške datoteke. Sprožilec Event Hub omogoča obdelavo velikih količin podatkov v realnem času. Predstavljajte si globalno storitev za spremljanje vremena, ki uporablja Azure Functions za analizo podatkov senzorjev z vremenskih postaj po vsem svetu.
• Dogodkovno vodene mikrostoritve: Gradite ohlapno povezane mikrostoritve, ki med seboj komunicirajo preko dogodkov. Sprožilec čakalne vrste in sprožilec Service Bus omogočata asinhrono komunikacijo med storitvami. Mednarodno logistično podjetje bi lahko uporabljalo Azure Functions za orkestracijo procesov izpolnjevanja naročil med različnimi skladišči in prevozniki.
• Načrtovana opravila: Avtomatizirajte rutinska opravila, kot so varnostne kopije podatkov, generiranje poročil ali vzdrževanje sistema. Časovni sprožilec omogoča načrtovanje izvajanja funkcij v določenih intervalih. Mednarodna marketinška agencija bi lahko uporabljala Azure Functions za načrtovanje e-poštnih kampanj in objav na družbenih medijih za različne časovne pasove.
• Rešitve IoT: Obdelujte podatke iz naprav IoT in sprožite dejanja na podlagi dogodkov v realnem času. Sprožilec IoT Hub omogoča povezavo z napravami IoT in obdelavo telemetričnih podatkov. Globalno podjetje za pametno kmetijstvo bi lahko uporabljalo Azure Functions za spremljanje zdravja pridelkov in avtomatizacijo namakalnih sistemov na podlagi podatkov senzorjev.
• Klepetalni roboti: Gradite inteligentne klepetalne robote, ki se odzivajo na poizvedbe uporabnikov in avtomatizirajo naloge. Integrirajte Azure Functions z Azure Bot Service za ustvarjanje pogovornih izkušenj. Večjezičnega klepetalnega robota za podporo strankam je mogoče zgraditi z uporabo Azure Functions in različnih storitev za prevajanje jezikov.

Razvoj Azure Functions: Vodnik po korakih

Tukaj je vodnik po korakih za razvoj Azure Functions:

1. Izberite razvojno okolje: Azure Functions lahko razvijate z različnimi orodji, vključno s portalom Azure, Visual Studio, VS Code in Azure CLI. VS Code z razširitvijo Azure Functions je priljubljena izbira za lokalni razvoj.
2. Ustvarite novo aplikacijo funkcij: Aplikacija funkcij je vsebnik za eno ali več funkcij. Ustvarite novo aplikacijo funkcij na portalu Azure ali z uporabo Azure CLI. Upoštevajte izbiro regije, izberite tisto, ki je najbližje vaši primarni bazi uporabnikov ali kjer se nahajajo drugi ustrezni viri Azure, da zmanjšate zakasnitev.
3. Ustvarite novo funkcijo: Izberite sprožilec in vezavo za vašo funkcijo. Sprožilec določa dogodek, ki zažene funkcijo, vezave pa omogočajo povezavo z drugimi storitvami Azure.
4. Napišite svojo kodo: Napišite kodo, ki se bo izvedla, ko se funkcija sproži. Uporabite vhodne vezave za dostop do podatkov iz zunanjih virov in izhodne vezave za pisanje podatkov v zunanje vire. Ne pozabite na ustrezno obravnavo morebitnih napak in izjem.
5. Testirajte svojo funkcijo: Testirajte svojo funkcijo lokalno z orodji Azure Functions Core Tools. To vam omogoča odpravljanje napak v kodi in zagotavljanje, da deluje, kot je pričakovano, preden jo uvedete v Azure. Uporabite vzorčne podatke, ki predstavljajo globalne podatke, ki jih pričakujete.
6. Uvedite svojo funkcijo: Uvedite svojo funkcijo v Azure z uporabo portala Azure, Visual Studio, VS Code ali Azure CLI. Razmislite o uporabi rež za uvajanje (deployment slots) za preizkušanje in testiranje posodobitev, preden jih sprostite v produkcijo.
7. Nadzirajte svojo funkcijo: Nadzirajte svojo funkcijo z uporabo Azure Monitor. To vam omogoča sledenje delovanju, prepoznavanje napak in odpravljanje težav. Nastavite opozorila, da boste obveščeni o kritičnih dogodkih.

Najboljše prakse za gradnjo globalnih Azure Functions

Pri gradnji Azure Functions za globalne aplikacije upoštevajte naslednje najboljše prakse:

• Izberite pravi sprožilec: Izberite sprožilec, ki najbolje ustreza vašemu primeru uporabe in vrsti dogodkov, ki jih obdelujete.
• Učinkovito uporabljajte vezave: Izkoristite vezave za poenostavitev integracije z drugimi storitvami Azure in zunanjimi viri. Izogibajte se pisanju standardne kode za povezovanje s temi viri.
• Optimizirajte za zmogljivost: Napišite učinkovito kodo, ki zmanjšuje čas izvajanja in porabo virov. Uporabite asinhrone operacije in predpomnjenje za izboljšanje zmogljivosti. Razmislite o uporabi Trajnih funkcij (Durable Functions) za dolgotrajne ali stanjske delovne tokove.
• Implementirajte obravnavo napak: Implementirajte robustno obravnavo napak za elegantno obravnavo izjem in preprečevanje napak funkcij. Uporabite bloke try-catch in beleženje za sledenje napakam in diagnosticiranje težav.
• Zavarujte svoje funkcije: Zavarujte svoje funkcije z uporabo mehanizmov za preverjanje pristnosti in avtorizacijo. Uporabite Azure Active Directory (Azure AD) za nadzor dostopa do vaših funkcij.
• Nadzirajte in optimizirajte: Nenehno nadzirajte svoje funkcije z uporabo Azure Monitor in optimizirajte njihovo delovanje na podlagi zbranih podatkov. Uporabite Application Insights za pridobivanje vpogledov v obnašanje funkcij in prepoznavanje ozkih grl.
• Implementirajte CI/CD: Implementirajte neprekinjeno integracijo in neprekinjeno dostavo (CI/CD) za avtomatizacijo postopka uvajanja in zagotavljanje doslednih izdaj. Uporabite Azure DevOps ali druga orodja CI/CD za gradnjo, testiranje in uvajanje vaših funkcij.
• Načrtujte za razširljivost: Načrtujte svoje funkcije tako, da se bodo horizontalno razširile za obravnavo velikega obsega dogodkov. Uporabite načrt Azure Functions Premium za predvidljivo delovanje in razširljivost.
• Razmislite o globalni distribuciji: Uvedite svoje aplikacije funkcij v več regij, da izboljšate zakasnitev in razpoložljivost za uporabnike po vsem svetu. Uporabite Azure Traffic Manager ali Azure Front Door za usmerjanje prometa v najbližjo regijo.
• Pravilno obravnavajte časovne pasove: Pri delu s časovno občutljivimi podatki zagotovite pravilno obravnavo časovnih pasov. Uporabite čas UTC za shranjevanje in obdelavo podatkov ter ga za prikazne namene pretvorite v lokalne časovne pasove.
• Lokalizirajte svojo vsebino: Če vaša funkcija ustvarja izhodne podatke, ki se prikazujejo uporabnikom, lokalizirajte vsebino za podporo več jezikom in kulturam. Za dinamično prevajanje besedila uporabite Azure Cognitive Services Translator.
• Hramba podatkov: Pri izbiri regij Azure za uvajanje funkcij upoštevajte zahteve glede hrambe podatkov. Nekatere države imajo predpise, ki zahtevajo, da se podatki shranjujejo znotraj njihovih meja.

Trajne funkcije (Durable Functions): Orkestracija kompleksnih delovnih tokov

Trajne funkcije (Durable Functions) so razširitev Azure Functions, ki omogoča pisanje stanjskih funkcij v brezstrežniškem računalniškem okolju. Omogoča vam, da definirate delovne tokove kot kodo in orkestrirate kompleksne naloge, ki zahtevajo dolgotrajne operacije, človeško interakcijo ali obdelavo zunanjih dogodkov.

Ključne značilnosti Trajnih funkcij vključujejo:

• Orkestracijske funkcije: Definirajte delovne tokove kot kodo z uporabo orkestracijskih funkcij. Te funkcije lahko kličejo druge funkcije, ustvarjajo časovnike, čakajo na zunanje dogodke in upravljajo stanje.
• Aktivnostne funkcije: Implementirajte posamezne naloge znotraj delovnega toka z uporabo aktivnostnih funkcij. Te funkcije so brezstopenjske in jih je mogoče neodvisno razširiti.
• Entitetne funkcije: Upravljajte stanje posameznih entitet z uporabo entitetnih funkcij. Te funkcije se lahko uporabljajo za implementacijo števcev, nakupovalnih vozičkov ali drugih stanjskih objektov.
• Trajni časovniki: Ustvarite trajne časovnike, ki lahko sprožijo dogodke ob določenih časih. Ti časovniki so trajni in lahko preživijo ponovne zagone funkcij.
• Zunanji dogodki: Počakajte, da se zgodijo zunanji dogodki, preden nadaljujete z delovnim tokom. To vam omogoča integracijo z zunanjimi sistemi in obravnavo človeške interakcije.

Trajne funkcije so idealne za gradnjo kompleksnih delovnih tokov, kot so obdelava naročil, potrditveni delovni tokovi in dolgotrajna paketna opravila.

Varnostni vidiki pri Azure Functions

Zavarovanje Azure Functions je ključnega pomena za zaščito vaših podatkov in preprečevanje nepooblaščenega dostopa. Tukaj je nekaj pomembnih varnostnih vidikov:

• Preverjanje pristnosti: Uporabite preverjanje pristnosti za preverjanje identitete uporabnikov ali aplikacij, ki dostopajo do vaših funkcij. Azure Functions podpira različne metode preverjanja pristnosti, vključno z Azure Active Directory (Azure AD), ključi API in Easy Auth.
• Avtorizacija: Uporabite avtorizacijo za nadzor dostopa do vaših funkcij na podlagi vlog uporabnikov ali dovoljenj. Azure Functions podpira nadzor dostopa na podlagi vlog (RBAC) in prilagojeno avtorizacijsko logiko.
• Varna konfiguracija: Shranjujte občutljive konfiguracijske podatke, kot so ključi API in povezovalni nizi, v Azure Key Vault. Izogibajte se shranjevanju skrivnosti neposredno v kodi funkcije ali konfiguracijskih datotekah.
• Mrežna varnost: Omejite omrežni dostop do vaših funkcij z uporabo omrežnih varnostnih skupin (NSG) in Azure Firewall. Zagotovite, da lahko do vaših funkcij dostopa samo pooblaščen promet.
• Preverjanje vnosov: Preverite vse vhodne podatke, da preprečite napade z injiciranjem in druge varnostne ranljivosti. Uporabite tehnike preverjanja vnosov, da zagotovite, da so podatki v pričakovani obliki in obsegu.
• Upravljanje odvisnosti: Posodabljajte odvisnosti vaše funkcije, da popravite varnostne ranljivosti. Uporabite orodja za upravljanje odvisnosti za sledenje in upravljanje odvisnosti vaše funkcije.
• Beleženje in nadzor: Omogočite beleženje in nadzor za odkrivanje in odzivanje na varnostne incidente. Uporabite Azure Monitor in Azure Security Center za nadzor vaših funkcij glede sumljivih dejavnosti.
• Pregled kode: Izvajajte redne preglede kode za prepoznavanje in odpravljanje varnostnih ranljivosti v kodi vaše funkcije.
• Skladnost: Zagotovite, da so vaše funkcije skladne z ustreznimi varnostnimi standardi in predpisi, kot so GDPR, HIPAA in PCI DSS.

Cenovni model Azure Functions

Azure Functions ponuja dva glavna cenovna modela:

• Načrt porabe (Consumption Plan): Načrt porabe je model plačila po porabi, kjer plačate samo za čas izvajanja, ki ga porabijo vaše funkcije. Azure samodejno prilagaja vire glede na povpraševanje. To je stroškovno najučinkovitejša možnost za aplikacije z občasnimi ali nepredvidljivimi obremenitvami.
• Načrt Premium (Premium Plan): Načrt Premium zagotavlja namenske vire in bolj predvidljivo delovanje. Plačate za fiksno število vCores in pomnilnika. To je dobra možnost za aplikacije z visokimi zahtevami glede zmogljivosti ali predvidljivimi obremenitvami. Ponuja tudi funkcije, kot je integracija VNet za izboljšano varnost.

Izbira pravega cenovnega modela je odvisna od zahtev in vzorcev uporabe vaše aplikacije. Pri odločanju upoštevajte naslednje dejavnike:

• Obremenitev: Ali je vaša obremenitev občasna, predvidljiva ali stalna?
• Zmogljivost: Kakšne so vaše zahteve glede zmogljivosti? Ali potrebujete namenske vire?
• Stroški: Kakšen je vaš proračun? Koliko ste pripravljeni plačati za zmogljivost in razširljivost?

Zaključek

Azure Functions ponuja močno in vsestransko platformo za gradnjo dogodkovno vodenih aplikacij. Njena brezstrežniška arhitektura, model plačila po porabi in brezhibna integracija s storitvami Azure jo delajo idealno izbiro za sodoben razvoj aplikacij. Z razumevanjem osrednjih konceptov, najboljših praks in primerov uporabe Azure Functions lahko gradite razširljive, stroškovno učinkovite in visoko odzivne aplikacije za globalne rešitve. Ne glede na to, ali gradite spletne API-je, obdelujete podatkovne tokove ali orkestrirate kompleksne delovne tokove, vam lahko Azure Functions pomaga pospešiti razvojni proces in dostaviti inovativne rešitve vašim strankam po vsem svetu. Sprejmite moč dogodkovno vodenega računalništva z Azure Functions in sprostite polni potencial vaših aplikacij.