无服务器与微服务架构的区别和应用

在当今快速发展的数字环境中，现代软件架构正在彻底改变应用程序的开发和部署方式，从而提高效率和可扩展性。无服务器架构和微服务是提高开发敏捷性和优化资源利用率的两种最突出的方法。

根据Verified Market Research 的 2024 年报告，全球无服务器计算市场预计到 2028 年将达到 368.4 亿美元，复合年增长率为 21.71%，而超过 85% 的新企业应用程序将采用微服务。

无论是高效扩展应用程序还是快速提供功能更新，了解无服务器和微服务架构对于在竞争激烈的市场中蓬勃发展都至关重要。本文探讨了无服务器与微服务架构、它们的主要区别以及最佳用例，以帮助企业根据自身需求做出正确的选择。

什么是无服务器架构？

无服务器架构是一种现代云计算模型，开发人员专注于编写代码，而云服务提供商则负责管理底层基础设施。这种架构解决方案非常适合构建利用云技术的软件，无需每次都自行重新设计关键环节。尽管名为“无服务器”，但这并不意味着没有服务器；相反，服务器的管理、扩展和配置完全脱离了用户的需要。这种方法使公司能够更快地部署应用程序，降低运营成本，并且只需为实际使用的资源付费。无服务器架构被广泛用于创建事件驱动的应用程序、API 和微服务，这使其成为现代软件开发的一个关键趋势。

无服务器架构：主要特征

无服务器架构具有以下特点：

• 事件驱动执行。API 请求、数据库更改或文件上传等事件可以触发无服务器功能。
• 自动扩展。该平台通过根据需求自动扩展资源来确保最佳性能。
• 无需服务器管理。开发人员无需手动管理或配置服务器，因为提供商会处理所有基础设施操作。
• 按使用量付费定价。成本基于实际计算时间使用情况，而不是预先分配的服务器容量。
• 快速部署。无服务器平台简化了部署流程，可以更快地部署应用程序。

无服务器架构如何工作？

无服务器架构通过FaaS（函数即服务）或BaaS （后端即服务）运行，使得应用程序的服务器端由多个组件（微服务）组成。

• FaaS是一个用于执行轻量级无状态函数的环境，这些函数不存储状态。开发者可以编写任何函数并将其集成到应用程序中。
• BaaS是您从云提供商处订购的应用程序功能的现成部分。

总而言之，通过FaaS或BaaS 的无服务器架构的工作原理如下：

1. 函数定义。开发者可以创建简单的无状态函数来执行特定任务，例如处理请求或发送通知。
2. 事件触发器。这些函数触发某些事件，例如通过 API 网关的 HTTP 请求、数据库中的更改或来自 IoT 设备的输入数据。
3. 云服务提供商的角色。AWS Lambda、Google Cloud Functions 或 Azure Functions 等云服务提供商负责管理和运行执行任务所需的基础架构。is *hosting 提供

   可靠的专用服务器和安全的虚拟专用服务器，为客户提供支持和持续的质量控制。

4. 执行与终止。利用无服务器架构的核心能力，执行后立即释放资源，确保可扩展性和成本效率。

无服务器架构：优势

基于无服务器架构的工作原理，该架构方案主要有以下优势：

• 成本效益。无需支付专用服务器的费用，因为仅需为函数执行期间使用的计算资源付费。
• 可扩展性。无服务器平台可自动处理每秒从一个到数千个请求的流量波动。
• 加快产品上市速度。通过减少基础设施设置和维护，开发人员可以专注于编码和功能，
• 减少维护开销。云服务提供商管理服务器，将开发人员从操作任务中解放出来。
• 全球可用性。无服务器平台通常跨多个位置运行，确保全球用户的低延迟访问。

无服务器架构的主要特点、工作原理和优势使得开发者能够更快、更高效地构建和部署应用程序，成为现代软件开发中必不可少的模型。

什么是微服务架构？

微服务架构是一种软件开发架构，其中应用程序被构建为独立且互连的服务。每个服务都旨在执行特定任务，并通过 API 与其他服务交互。与组件紧密耦合的单体架构不同，微服务优先考虑灵活性、可扩展性和快速开发。现代软件系统广泛使用这种架构来高效处理复杂的大规模应用程序。

微服务架构：关键特征

微服务架构具有以下特点：

• 独立性。每个微服务都有自己的数据库和代码库，使其能够自主运行。这种自主性使开发人员能够在不影响整个系统的情况下更新、部署和扩展服务。
• 服务专业化。每个微服务都旨在处理特定的业务相关任务，例如用户验证、支付处理和库存管理。
• API 通信。微服务使用简单协议（例如 HTTP/REST、gRPC 或消息队列）进行通信，确保无缝集成。
• 去中心化数据管理。每个微服务管理各自的数据，从而减少瓶颈并提高可靠性。这使得微服务架构有别于单片系统（在单片系统中，单个数据库服务于所有应用程序）。
• 可扩展性。服务可以根据需求独立扩展，从而优化资源使用和成本。

微服务如何工作？

微服务架构将应用程序分解为多个较小的独立部分，这些部分通过以下方式相互交互：

• 服务部署。通常，每个服务都使用 Docker 或 Kubernetes 等工具自主部署在容器中，从而实现扩展和隔离。
• API 集成。API 允许服务进行交互，而不管底层编程语言或技术堆栈如何。
• 故障隔离。如果一项服务发生故障，整个应用程序不会崩溃。其他服务仍可继续运行，从而增强系统的整体弹性。
• CI/CD 管道。持续集成和部署管道可以快速高效地更新和部署服务。

微服务架构：优势

根据微服务架构的工作方式，该架构解决方案的主要优势在于：

• 可扩展性。各个服务可以独立于其工作负载进行扩展，从而确保高效利用资源。
• 更快的开发。团队可以同时处理多项服务，从而加快开发速度并更快地推出新功能。
• 技术灵活性。团队可以使用不同的编程语言、框架或数据库为每项服务选择最佳工具。
• 容错。微服务的特性确保一项服务的故障不会影响整个应用程序的运行。
• 提高可维护性。与大型单片代码库不同，较小的专业服务更易于理解、修改和调试。
• 支持持续创新。微服务允许团队进行实验、创新和实施变更，而无需彻底改造整个系统。

微服务架构是现代软件开发的重要基础，使公司能够构建可扩展、可靠且适应性强的应用程序，以满足不断变化的用户需求。

无服务器架构与微服务比较

本节提供了无服务器和微服务在以下关键方面的比较表：

• 设计和部署
• 可扩展性和维护
• 成本

比较图表显示以下结果：

无服务器架构的应用

无服务器架构是一种云计算模型，它使开发人员无需管理服务器即可构建和运行应用程序。这种架构解决方案非常适合那些注重可扩展性、成本效益和快速开发的应用程序和场景。以下是无服务器架构的主要用例，突显了其优势：

• 事件驱动的应用程序。

无服务器架构非常适合由特定事件触发的场景，例如处理用户上传，包括调整图像大小或转换文件、监控日志或处理数据库更新等各种任务，以及根据系统因素发送通知和警报。

• 移动和网络后端。

无服务器架构简化了处理不规则流量、用户注册和管理以及为移动或网络上的应用程序提供内容的 API 后端的开发。

• 处理实时信息。

无服务器架构在需要立即处理数据的应用程序方面表现出色，例如来自物联网 (IoT) 智能设备、实时仪表板、聊天机器人和消息应用程序的数据馈送。

• 计划作业和批处理作业。

无服务器架构非常适合自动执行批处理或定期任务，例如运行 cron 作业进行维护任务、生成报告和发票以及清理文件系统或数据库。

• 具有成本效益的原型设计。

无服务器架构为初创公司或团队测试新想法提供了低成本、低维护的环境，例如构建最小可行产品 (MVP)、快速推出更新和迭代以及验证业务模型，而无需大量基础设施投资。

通过这份无服务器架构用例列表，可以清楚地看出，这种架构解决方案可帮助组织实现更快的开发周期、高效的资源利用率以及专注于创新的能力，而无需在基础设施管理上花费时间和额外资源。

微服务的应用

微服务架构是一种多功能解决方案，非常适合需要灵活性、可扩展性和独立服务管理的复杂大型应用程序。以下是微服务架构的主要用例，这些用例突出了其优势，并展示了它如何满足各行各业的特定需求：

• 电子商务平台：建立像亚马逊或 eBay 这样的在线商店。

模块化服务处理付款处理、库存管理和产品目录等任务。

独立扩展可确保季节性高峰或销售期间的高可用性。

• 流媒体服务：支持 Netflix 或 Spotify 等内容平台。

流媒体视频、内容推荐和用户资料服务均自主运行。

能够快速推出新功能，同时保持无缝的用户体验。

• 金融和银行应用程序：开发用于交易和账户管理的安全、可扩展的平台。

提高安全性和性能的服务包括支付网关、欺诈检测和报告。

处理敏感数据的专用服务简化了合规性和审计。

• 医疗保健系统：管理账单、远程医疗和病人记录。

服务确保安全的数据处理以及与实验室和药房等外部系统的集成。

服务通过安全、隔离的模块支持 HIPAA 合规性。

• 物联网应用：控制智能家居或工业自动化中的连接设备。

服务处理实时传感器数据并管理设备、分析和通知。

独立扩展可无缝容纳数百万台设备。

• SaaS 应用程序：为项目管理、CRM 和 ERP 创建可扩展的软件解决方案。

模块化服务为客户提供精选功能。

促进快速更新和定制，满足不同用户的需求。

这份详尽的用例列表展示了微服务架构如何在需要敏捷性、快速创新和可扩展性的行业中脱颖而出。这使得它成为现代软件开发的首选。

无服务器与微服务架构：问题与解决方案

尽管无服务器和微服务架构具有诸多优势，但开发人员和公司在使用它们时经常会遇到一些共同的挑战。为了成功运营服务和应用程序，必须解决以下问题：

无服务器架构：问题与解决方案

微服务：问题与解决方案

应对这些挑战需要周密的规划、选择合适的工具并专注于最佳实践。无论您使用的是无服务器还是微服务，了解其局限性和可能的​​解决方案对于构建高效可靠的系统至关重要。

现代软件架构中的混合方法

结合无服务器和微服务的混合方法充分利用了两种范式的优势，从而创建高效、可扩展且经济高效的系统。这种模式允许企业将无服务器用于特定用途，同时保留微服务作为核心元素，从而能够兼顾两种架构的优势。

结合无服务器和微服务技术

以下部分探讨了将无服务器与微服务相集成的可能的混合解决方案。

• 使用无服务器的选择性功能。

使用无服务器功能 (FaaS) 执行事件驱动的任务，例如基于微服务的应用程序中的图像处理、实时通知和计划作业。

这种方法降低了不需要持续可用性的组件的运营成本。

• 具有微服务的可扩展后端。

维护需要复杂管理的应用程序组件的微服务，例如持久数据库、身份验证系统或 API。

• 事件驱动的编排。

利用无服务器功能处理异步处理、数据转换和消息队列来连接微服务。

• 成本优化。

对于始终在线的服务，将间歇性任务的无服务器功能的即用即付模式与微服务的可预测成本相结合。

成功实施混合架构的示例和优势

本节重点介绍结合无服务器架构和微服务来创建高效、可扩展且经济高效的解决方案的公司。

• Netflix

对于其核心流媒体平台，Netflix 将微服务与无服务器功能相集成，以处理特定任务，例如编码媒体文件或监控事件。

• 亚马逊 Prime 视频

Amazon Prime Video 利用微服务来管理其全球基础设施，同时采用无服务器功能来执行实时分析和动态内容推荐等任务。

• 可口可乐

可口可乐采用混合模型，其中微服务管理支付系统和库存，无服务器功能处理请求处理。

• Airbnb

Airbnb 利用无服务器功能实现操作自动化并处理高流量事件，同时使用微服务作为其预订和支付平台。

• iRobot

iRobot 应用无服务器功能来处理来自物联网设备和微服务的数据，以提供实时设备更新并管理用户界面。

混合方法的好处：

• 灵活性。混合架构使开发人员能够为每个特定用例选择最有效的技术。
• 可扩展性。无服务器解决方案可自动扩展以满足峰值需求，而微服务可配置为处理持续工作负载。
• 成本效益。混合架构保持核心组件的可靠性，同时最大限度地降低非必要任务的运营成本。

混合方法允许组织设计平衡灵活性、性能和成本的系统，使其成为现代软件开发的强大策略。

结论

无服务器架构和微服务架构之间的选择取决于应用程序的具体需求。微服务为处理复杂的大规模应用程序提供了更强的控制力和灵活性，而无服务器架构则非常适合事件驱动型任务、可扩展性和成本效益。混合架构通常兼具两者的优势，使用无服务器架构处理动态任务，使用微服务架构处理核心系统。正确的选择取决于许多因素，包括您团队的经验、业务目标和具体需求。了解每种架构的优缺点对于构建高效、可扩展且具有弹性的应用程序至关重要。希望本文能帮助您做出明智的决定！