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Serverless 年终技术盘点 ：工业、学术、社区遍地开花，国内厂商迅速卡位

作者：互联网

​简介：预计 2021 年，将会有大量主流企业的核心应用，从原来的主机架构迁移到 Serverless 架构。

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作者 | 刘宇（花名：江昱）

2021 年，Serverless 架构在权威咨询机构  Forrester  所发布的 《 The Forrester Wave™: Function-As-A-Service Platforms, Q1 2021》 中，开启了新一年的蓬勃发展。在报告中，不仅对全球主流的 Serverless 平台进行了测评，也对过去的技术发展进行了更为科学的总结，对产品的未来发展视野进行了展望与探索。

作为未来十年云计算的重要趋势之一，Serverless 架构已经展示出不俗的潜力。Forrester 认为：Serverless 架构的兴起，让 FaaS （Function As A Service） 成为继 IaaS、PaaS、SaaS 之后一种新的云计算能力提供方式。预计 2021 年，将会有大量主流企业的核心应用，从原来的主机架构迁移到 Serverless 架构。

本文将会通过 Serverless 架构的发展情况，包括不限于各类机构对 Serverless 架构的评测、调研；各云厂商在 Serverless 架构上的建设；Serverless 架构的社区发展以及生态扩充情况等。回顾 Serverless 架构在 2021 年的发展情况，对 Serverless 架构的发展做相关的盘点和总结。

行业与 Serverless 架构

1、工业界眼中的 Serverless 架构

2021 年对 Serverless 架构来说，是备受关注的一年，这一年不仅仅有 Forester、DataDog 等一系列的机构，对 Serverless 架构投来关注的目光；也有学术界对 Serverless 架构的研究变得更加丰富；更有各行各业开始在社区、平台上招募 Serverless 架构的人才。

这不仅表明 Serverless 架构在经历了若干年的发展，逐渐趋于成熟，被更多人所接受；也更为直观地表明 Serverless 架构已经真正意义上“被更为广泛关注”。至此，标志着 Serverless 架构在推动云计算前进的过程中，开始充当起更为重要的角色。

1) 2021 年 3 月，权威咨询机构 Forrester 发布 2021 年第一季度 FaaS 平台 (Function-As-A-Service Platforms) 评估报告

在这次更为严格科学的评测中，上榜领导者象限的有三家云厂商，分别是 Alibaba，Amazon 以及 Microsoft；国内上榜该名单的云厂商同样有三家，分别是 Alibaba，Tencent，Huawei。

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尽管商业化的 Serverless 架构最早由 AWS 拉开序幕，但中国云计算企业在 Serverless 发展中提前卡位战，迅速跨入先行者行列，在报告中不仅有阿里云函数计算处于领导地位，同样有排名非常靠前的腾讯云云函数，凭借产品服务矩阵、合作伙伴生态，以及客户规模维度上的优异表现，获评强劲表现者。

2) DataDog 在2021年同样发布了Serverless相关的报告

在报告中，DataDog 认为 Serverless 的使用率激增了 250%，也因此 Serverless 再次被推向幕前，成为众多人关注的焦点。

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根据 DataDog 的调研，自 2019 年以来，一直在使用 Lambda 的企业已大大提高了其使用率。到 2021 年初，这些公司每天调用函数的次数是两年前的 3.5 倍。此外，在同一组 Lambda 用户中，每家企业的功能平均每天运行达 900 小时。

由此可见 Serverless 架构的业务规模正在迅速扩大，除了用户量相关的内容，这份调研报告中，还有包括 Serverless 架构的性能变化、工具链选型、运行时的使用情况等众多值得关注的信息。通过这些数据不难发现，相比 2020 年，在 2021 年国外 Serverless 的使用群体在迅速扩大，函数执行时长不断增加，使用方式也越加成熟，开发者工具也更佳开放。

3) 2021 年 Serverless 架构的就业机会逐渐的多了起来

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通过某招聘平台可以看到，在过去的一年时间中，不仅仅有各大云厂商在广纳 Serverless 人才，也有包括广州欧珀、聚划算、 斑马网络、网易、声网 Agora、拼多多等在内的诸多行业头部企业，进行 Serverless 相关人才的招募，这也从另一个角度充分说明了 Serverless 架构正在逐渐的普及，被更多公司团队所采纳，相关的人才缺口也逐渐的显现。

从 2012 年，Serverless 概念被正式提出之后；2014 年 AWS 带领 Lambda 开启了 Serverless 的商业化；再到 2017 年各大厂商纷纷布局 Serverless 领域；再到 2019 年，Serverless 成为热点议题在 KubeCon 中被众多人参与探讨；至 2020 年、2021 年，各种机构先后对 Serverless 架构进行大规模的调研、评测和报告，诸多企业开始选型 Serverless 架构，使其大规模落地。

Serverless 随着时间的不断推进，各种技术的不断进步，正在朝着更完整，更清晰的方向发展。相信随着 5G 时代的到来，Serverless 将会在更多领域发挥至关重要的作用。

2、学术界眼中的 Serverless 架构

云计算飞速发展的阶段，云计算的形态也在不断的演进，从 IaaS 到 PaaS，再到 SaaS，云计算逐渐 “找到了正确的发展方向”。

2012 年由 Iron.io 的副总裁 Ken Form 所写的一篇名为 《Why The Future of Software and Apps is Serverless》  的文章中，提出了一个新的观点，并首次将 “Serverless” 这个词带进了大众的视野。：

即使云计算的已经逐渐的兴起，但是大家仍然在围绕着服务器转。不过，这不会持续太久， 云应用正在朝着无服务器方向发展，这将对应用程序的创建和分发产生重大影响，

1) 《Serverless Computing: One Step Forward, Two Steps Back》

2018 年，Serverless 的发展速度要比想象中的更加快速，这一年 UC Berkeley 发表此文 ，表达了对 Serverless 架构的担忧和挑战。

该篇文章中提出观点：

通过提供自动缩放功能，今天的 FaaS 产品在云编程方面迈出了一大步，它提供了一种实际上可管理的，看似无限的计算平台。但是，他们忽略了高效数据处理的重要性；其次，它们阻碍了分布式系统的开发。

任何一个新的技术、概念出现都会遇到一定的挑战和担忧，就如同当年云计算出现时，也被一些人（如 Oracle 公司总裁 Larry Ellison、GNU 发起人 Richard Stallman）认为只是又一个商业炒作的概念，毫无新意，甚至蠢不可及。

当然，事实也证明，任何一个新的事物，都只有在经历各种挑战和质疑之后，才能更茁壮的成长，Serverless 也不例外。

2) 《Cloud Programming Simplified: A Berkeley View on Serverless Computing》

2019 年，时隔一年，UC Berkeley 针对 Serverless 架构再次发文 ，在这篇文章中，作者犀利断言 Serverless 将会在接下来十年被迅速采用，获得飞速发展。

并对 Serverless 架构进行了更为激进的断言：

“Serverless 将会成为云时代默认的计算范式，将会取代 Serverful 计算，这也意味着服务器 - 客户端模式的终结，Serverless 架构将会引领云计算的下一个十年。”

在学术界，不仅仅 UC Berkeley 对 Serverless 发表过多篇论文，很多国内外高校都在 Serverless 领域投入了足够的精力进行科研探索。就目前来看， Serverless 已经成为学术界的研究热点，每年 Serverless 架构相关的论文都有比较明显的增长趋势：

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在 2021 年，Serverless 架构在学术界的论文数量不仅仅再次上升，其研究内容和方向也是越发的完善和全面，其中包括不限于冷启动优化、镜像加速、调度策略、缓存机制等诸多热点问题。

3) 《FaaSNet: Scalable and Fast Provisioning of Custom Serverless Container Runtimes at Alibaba Cloud Function Compute》

以阿里云函数计算团队和美国 George Mason University Leap Lab 合作发表在顶会 USENIX ATC (USENIX Annual Technical Conference)  的论文为例。

在文章中就针对容器镜像生态与 Serverless 架构结合之后的问题 “镜像拉取与冷启动优化” 问题进行了更为深入的探索。在加速镜像的分发速度方面，常见的业界成熟的 P2P 方案没有做到 function 级别的感知，并且集群内的拓扑逻辑大多为全连接的网络模式，对机器的性能提出了一定需求。

这些前置设定不适配 FC ECS 的系统实现，为此设计并提出了一个具有高伸缩性的轻量级系统中间件 FaaSNet，FaaSNet 利用到镜像加速格式进行容器分发，目标作用场景是 FaaS 中突发流量下的大规模容器镜像启动（函数冷启动）。

FaaSNet 的核心组件包含 Function Tree (FT)，是一个去中心化的、自平衡的二叉树状拓扑结构，树状拓扑结构中的所有节点全部等价。

FaaSNet 可以根据 workload 的动态性实现实时组网已达到 function-awareness，无须做预先的 workload 分析与预处理，进而帮助 Serverless平台解锁高伸缩性和快速的镜像分发速度技术瓶颈，赋能自定义容器镜像场景的更为深入和广泛的应用。

4） 《Faa$T: A Transparent Auto-Scaling Cache for Serverless Applications》

除此之外，作为云计算领域的顶级会议 SoCC，在 2021 年接收的论文中，也可以看到诸多 Serverless 架构的影子。

例如以 Microsoft Azure Functions 作为实验平台的论文，针对 Serverless 架构中函数 stateless 的特点，针对 FaaS 平台的 Cache 问题，提出了一种用于 Serverless 应用程序的自动伸缩分布式缓存 Faa$T，可以大幅度提升 Serverless 函数的性能。与已有的通过外部存储作为 Cache 系统的方法相比，Faa$T 可以降低绝大多数的开销。

5）《ServerMore: Opportunistic Execution of Serverless Functions in the Cloud》

该篇文章针对 Serverless 函数短执行时间与低资源需求的特点，介绍了一种服务器级资源管理器 ServerMore。可将 Serverless 函数与 Serverful 的虚拟机调度在同一台物理机上执行任务，ServerMore 动态调节服务器上的 CPU、内存带宽和 LLC 资源，以确保 Serverful 和 Serverless 工作负载之间的托管不会影响应用程序 tail latencies。

通过选择性地使用 Serverless 架构并推断相对黑盒的 Serverful 工作负载的性能，ServerMore 与之前的模式相比，平均提高了 35.9% 到 245% 的资源利用率；同时对 Serverful 应用程序和 Serverless 架构的延迟影响最小。

在过去的一年，Serverless 架构的学术研究日渐火热，各领域的顶会也出现了诸多优秀的 Serverless 架构相关论文，这不仅有助于 Serverless 学术生态的繁荣，也非常有助于突破 Serverless 架构的技术瓶颈，实现云计算领域技术架构升级。

除此之外，2021 年国内的 Serverless 图书专著也逐渐多了起来，仅仅一年的时间就先后有包括《前端 Serverless：面向全栈的无服务器架构实战》、《Serverless 从入门到进阶：架构、原理与实践》、《Serverless 工程实践：从入门到进阶》、《华为 Serverless 核心技术与实践》等在内的图书出版，大大丰富了国内的 Serverless 培训与教育的资料生态。

随着时间的发展，Serverless 架构在更多领域发挥着越来越重要的作用，在被更多人关注的同时，Serverless 架构也逐渐的成为了诸多学者、实验室的研究对象，如何将学术和工业进行有机结合，如何通过工业赋能学术届的科研，通过学术届的科研赋能工业界技术架构的迭代升级，赋能整个行业的前进，这不仅仅是 Serverless 架构需要做的，也是如今的 Serverless 架构正在做的。

Serverless 架构发展

1、厂商驱动下的 Serverless 架构

尽管 CNCF 早就在 2018 年发布了《CNCF Serverless Whitepaper V1.0》，阐明 Serverless 技术概况、生态系统状态，并制定了相关的规范和标准，但是时至今日，Serverless 架构从更多层面来说，依旧是由云厂商作为主要驱动。

一方面推动技术迭代的升级，另一方面推动 Serverless 架构在更多领域落地；在云计算竞争已经白热化的今天，Serverless 架构在不同厂商中的能力表现，更新迭代速度以及未来的发展规划，也是异常激烈。

在过去的 2021 年，各个云厂商在 Serverless 领域卯足了劲，下足了功夫，从 FaaS 平台的角度来看，在过去的一年：

当然，在过去的一年时间中，Serverless 架构的发展是迅速的，尽管上文对各个云厂商在底层技术架构、容器镜像生态、可观测性、事件生态等几个方面进行了简单的总结，但是实际上，2021 年，各云厂商在 Serverless 架构，尤其是 FaaS 平台付出的努力并不仅如此，AWS Lambda Extensions 的推出，阿里云函数计算实例登陆，腾讯云云函数新增 Web 函数类型、百度智能云 CFC 也逐渐支持单实例多并发等功能......

作为 UC Berkeley 笔下的“云时代默认的计算范式”，各云厂商，在  2021 年，在 Serverless 架构上的付出，可以说是方方面面的。当然，单从 FaaS 的角度，我们不难发现，在各个云厂商更新迭代的过程中，有几个重要的路线，逐渐清晰起来：

  1. 事件生态逐渐丰富，尤其是消息中间件与 FaaS 平台的结合越发紧密；
  2. FaaS 平台与容器生态关系越来越紧密，对容器生态的支持力度越来越大，支持程度越来越完善；
  3. 新的运行时支持，老的运行时已经逐渐成为 FaaS 平台所面临的包袱之一，各个云厂商不仅在努力支持更多更新的运行时，也在尝试扩大自身的 Custom Runtime和Custom Container 的应用场景；
  4. 传统的框架迁移逐渐成了一个比较明确的场景支持，多数云厂商都已经开始推出传统框架的迁移方案和 Serverless 化部署方案；
  5. 作为 Serverless 架构中重要的组成部分，FaaS 平台已经逐渐不能满足更多 Serverless 下的业务部署场景，应用托管模式正在兴起。尽管在过去，某些文章曾质疑这种模式不符合 Serverless 精神，但是事实和时间证明，应用托管模式是 Serverless 架构发展过程中必不可少的一种技术选型；
  6. FaaS 平台的应用场景驱动越发明显，无论是 SAM 推出适用于 AWS Lambda 的机器学习推理模板还是阿里云函数计算发布 GPU 实例，针对场景化的支持，逐渐成了技术升级和迭代的重要方向和目标之一；
  7. 由于 FaaS 平台可能会让业务资源变得更加零散，所以更为细腻、更为科学的权限管理需求逐渐显现；

Serverless 是云计算下一个 10 年的主要形态，在云厂商的驱动下，Serverless 架构除了在 FaaS 层面正在快速的更新迭代，在 BaaS 层面也是不断的加快前进的脚步。

随着云原生和 Serverless 概念的深入人心，事件驱动再一次成为了云应用架构领域的热门词汇。在 2018 年，Gartner 评估报告将 Event-Driven Model 列为 10 大战略技术趋势之一，事件驱动架构（EDA）将成为未来微服务的主流。该报告同时做出了以下预言：

到 2022 年，事件通知的软件模型将成为超过 60% 的新型数字化商业的解决方案；同时 2022 年，超过 50% 的商业组织将参与到事件驱动的数字化商业服务的生态系统当中；

同年 5 月，云原生 CNCF 基金会托管了开源 CloudEvents 项目，该项目旨在用统一和规范的格式来描述事件，来加强不同的服务、平台以及系统之间的互操作性，事件在云原生大图中的重要性不言而喻。

而在过去的一年多的时间中，各个云厂商在事件生态的发力，可见一斑。以阿里云为例，在 2020 年推出 EventBridge 事件总线之后，在过去的一年时间中不断升级迭代，先后增加近百种事件接入。从 IaaS 到 PaaS，每天都有数以亿计的事件产生，并与函数计算进行了更为深入的融合；而在 AWS，EventBridge 产品在过去的一年平均每个月都有更新动态，包括不限于 CloudWatch Synthetics 使用 Amazon EventBridge 支持 Canary 事件、支持在同一个账户和区域中的事件总线之间共享事件等能力的更新和迭代。

除了事件生态的不断完善，Serverless 架构的基础设施也在被迅速的建设，Serverless DB 成为了诸多厂商探索的焦点之一，工作流也逐渐的成为了 “兵家必争之地”。

随着 All on Serverless 的口号，Serverless First、Serverless Faster 的口号不断响起，在过去的一年多的时间中，我们不得不感慨技术的发展速度以及厂商驱动下的 Serverless 架构的成长速度。

2、社区驱动下的 Serverless 架构

Serverless 架构的发展，离不开云厂商的驱动，更离不开开源社区的支持。在过去的 2021 年，无论是 CNCF 等基金会对 Serverless 架构的持续关注和赋能，还是其他的 Serverless 社区、开源项目对 Serverless 架构的建设，Serverless 架构都在逐渐成为更通用，更好用的技术架构，成为更简单、更具价值的技术选型。

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1）工具链的建设

在过去的一年，作为新兴的 Serverless 工具链项目，Serverless Devs 开源工具正式发布了 2.0 版本，从 “无厂商锁定” 的口号，逐渐在向 “Serverless应用全生命周期管理工具” 建设。

从多云部署支持，到开源工具链建设，再到开放 Serverless 社区打造，从 Serverless Devs Model 正式发布，到 Servelress 架构下传统框架的最短路径迁移解决方案推出、再到 Serverless 应用调试层面的大胆探索，先后发布本地调试、端云联调、云端调试等功能，最后到支持多云的行业级解决方案 Serverless应用中心的建设和推出，Serverless Devs 正在通过开源社区的力量，打造一个开源开放的 Serverless 工具链体系，打造一个无厂商锁定，且又能让开发者像使用手机一样使用 Serverless 架构的社区平台。

说到 Serverless 工具链的建设，就不得不说 Serverless Framework，作为拥有超 4 万 Star 的海外老牌 Serverless 工具链开源项目。

Serverless Framework 在过去的一年时间，也是在紧锣密鼓的进行更新迭代，在从 Plugin 版本到 Component 版本更新升级之后，Serverless Framework 在国内与腾讯云云函数的合作更为紧密，在过去的一年时间中，Serverless Framework 无论是从 Cli Design 层面，还是从功能支持的维度，再或者从企业级开发、应用层面，都进行了大胆的探索和勇敢的尝试，在国内也是联合腾讯云云函数推出了 Serverless 应用中心服务，为开发者们提供更为便利的应用部署途径和应用管理能力。

当然除了 Serverless Devs 和 Serverless Framework 等国内外的多云开发者工具链体系之外，国内外的很多 Serverless 相关的开源工具链体系也在过去的一年进行了快速的迭代和升级，这其中包括了 AWS SAMCLI，CloudBaseFramework 等，值得一提的是，云原生一体化部署工具 CloudBaseFramework 作为一款非常有潜力的开发者工具，在过去的一年同样为开源事业做出了大量的贡献，包括不限于 CloudBase CMS 内容管理系统的开源等。

2、Serverless 开发框架

除了工具层面的开源，在过去的一年以 Serverless First 为核心的开源框架也在如火如荼的蓬勃发展，有老牌的、基于原有 Midway 的 IoC 体系设计，复用原有装饰器和解耦能力的同时，将代码分解到不同的函数中，并发布到各个云平台的 Midway FaaS；也有着基于 TypeScript 的 Serverless First、组件化、平台无关的渐进式应用框架 Malagu；当然也有着一年迭代了 150 多个版本的优秀框架 FaasJS 等。

开源社区在过去的一年，所贡献的 Serverless 开发框架不仅如此，但是不管从哪个角度来看，都不难发现，随着 Serverless 架构逐渐成为众多业务的技术选型，传统框架的迁移部署上 Serverless 架构与 Serverless First 为核心思想的框架体系相互辉映，成为了主力开发者更快使用，更简单实用，更方便上手 Serverless 架构的重要连接点。

除了工具链的建设、Serverless 框架也在蓬勃发展，在 2021 年 4 月，百度函数计算引擎 EasyFaaS 正式开源，作为一个依赖轻、适配性强、资源占用少、无状态且高性能的函数计算服务引擎，EasyFaaS 也成为了既 OpenWhisk，Knative 等诸多开源 Serverless 平台之后的又一优秀的开源函数计算引擎。

3、更加繁盛的社区生态

2021 年除了开源项目的蓬勃发展，Serverless 的社区也是越发热闹，不仅仅各类行业顶尖大会随时可见 Serverless 议题，Serverless Days 大会的再次举办，而且 Serverless Developer Meetup 先后在上海、杭州、深圳等城市连续举办，并成立对应地区的 Serverless 城市站，建立国内 Serverless 千人社群。在 Serverless 架构赋能高校层面，Serverless Developer Meetup 社区首次走进湖南大学、华为 Serverless 校园公开课活动华中科技大学站，以及腾讯云云开发校园布道师养成计划。

综上所述，我们不难发现 Serverless 架构的社区路线相对明朗：

从开源工具到开源框架，从无厂商锁定到 Serverless First，从开源计算引擎到社区会议、开发者活动日渐频繁与热闹，从企业走进高校，赋能教育行业在云计算领域不断突破和创新。Serverless 架构在过去的 2021 年，在社区的驱动下，逐渐开始以更坚实的脚步，向着未来快速前进。

总结

随着云服务的发展，计算资源被高度抽象化，从物理机到云服务器，再到容器服务，计算资源逐渐变得更加细腻化。

自从 2012 年，Serverless 这个词被 Ken Form 首次带到大众面前，Serverless 架构就一直在以一种 “实现云计算最初的梦想” 的姿态，不断更新和迭代，不断完善和发展。

随着 2021 年悄然过去，Serverless 架构也逐渐的向他的第十个年头迈出脚步。

伴随着 Serverless 架构的定义不断完整，事件生态不断丰富，工业界、学术界越来越多的目光关注到 Serverless 架构，开源社区日渐的完善和热闹起来，Serverless 架构已经不再是 “可远观而不可亵玩焉” 的存在，而是真真切切可以助力开发者将更多精力放在更具价值的业务逻辑之上，可以让业务开发更加聚焦，降低业务创新周期，提升业务综合效能，且又接地气的技术选型。

从 IaaS 到 FaaS 再到 SaaS，再到如今的 Serverless，云计算的发展在近十余年中发生了翻天覆地的变化。从虚拟空间到云主机，从自建数据库等业务到云数据库等服务，云计算的发展是迅速的，Serverless 架构也被诸多人寄予厚望。

或许Serverless 架构正当时，其已然开启从概念到实践的大规模落地之路，正如 Gartner 报告中的预测：到 2025 年，全球一半的企业将采用 FaaS 部署；或许，时至今日的 Serverless 架构，依旧不是最终形态的的 Serverless 架构；或许 Serverless 的精神也需要进一步的建设和完善，但是不可否定的是，Serverless 架构会在前行的路上：

“More and more energetic, more and more fast and powerful.”

作者说：

在收到写 Serverless 架构 2021 年技术复盘的邀请时，作者本人是既激动也惶恐，生怕埋没了一些优秀事件，尽管如今的互联网资料丰富，在进一步学习和研究之后，完成了这篇文章，但是不可否定的是，这篇文章中仍然可能存在遗漏，希望大家可以不吝赐教，也欢迎各位在评论区中一起学习交流。作者本人也会不断学习和完善相关知识领域。

另外，以上内容仅作为作者本人在学习和生活中的部分总结，其观点仅是作者本人的观点，不代表所在公司、学校以及所发布的平台观点，除此之外，正文中部分信息来源于网络，并没有经过严格的验证，如果存在违背客观真理的情况，也欢迎指出。最后非常希望有不同观点的同学可以和我一起讨论，希望更多的人参与到 Serverless 架构的建设中来。

原文链接

本文为阿里云原创内容，未经允许不得转载。 

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标签：Serverless,厂商,架构,卡位,开源,2021,遍地开花,FaaS
来源： https://www.cnblogs.com/yunqishequ/p/15882481.html