AWS 15 年（1）：从 Serverful 到 Serverless
2006年，AWS发布了其第一个Serverless存储服务S3和第一个Serverful计算服务EC2，这也是AWS正式发布的前两个服务，开启了云计算波澜壮阔的旅程。2014年，AWS发布了业界第一个Serverless计算服务AWS Lambda。在今年（2021年）的AWS re:Invent大会上，AWS又发布三个Serverless新品：Redshift Serverless、EMR Serverless和MSK Serverless。AWS的15年发展史（2006到2021年），也是一部AWS创造和深耕Serverless的历史，一部从Serverful不断向Serverless演进的历史。
那么，为什么AWS服务要不断从Serverful演进到Serverless呢？在AWS心中到底Serverless是什么呢？为什么AWS一直不遗余力地推进Serverless呢？Serverless到底是一种技术模式还是商业模式呢？对云计算行业影响如何呢？以下内容是笔者和几个业界朋友讨论后的成果，总结后分享出来。
一、AWS Serverless是什么？
在看什么是Serverless之前，我们来看看典型的Serverful服务EC2。在笔者看来，EC2和在用户自己数据中心内的物理服务器或虚拟机没有本质区别，主要区别只是位置变了（从用户数据中心挪到了AWS数据中心），以及管理角色变了（用户自己管理变为AWS托管），而用户还是要负责EC2服务器的选型、确定规格、配置和运维，及其生命周期管理。
而Serverless则是一个全新物种。在AWS Serverless Q&A页面（https://aws.amazon.com/cn/serverless/faqs/）中，AWS是这么定义Serverless的：
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no server management：用户不需要管理服务器
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pay-for-value services：按价值付费
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continuous scaling：能自动持续扩容
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built-in fault tolerance：内置高可用和容错能力
这定义非常简洁。简而言之，AWS Serverless服务就是客户不需要自己管理服务器（Server）的服务。这不是说这些服务就不需要Server，而是AWS把这些服务与Server相关的事情都替客户干了。
AWS已有的Serverless服务如下表所列：
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领域 |
Serverless 服务 |
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计算 |
AWS Lambda，AWS Fargate |
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程序集成 |
Amazon EventBridge,Amazon SNS,AWS Step Functions, Amazon SQS, Amazon API Gateway, AWS AppSync |
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存储 |
AWS S3，Amazon DynamoDB，Amazon RDS，Amazon Aurora Serverless |
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分析 |
Redshift Serverless,EMR Serverless，MSK Serverless |
实际上，AWS一直在做从Serverful到Serverless持续进化的过程：
（till 2019）
一服务被Serverless化后会带来什么变化呢？以EMR Serverless为例，AWS官网中的下图将其与托管EMR服务做了对比。用户在使用托管EMR服务时，首先需要确定实例的规格和集群规模，然后创建集群并配置集群参数，再提交job，任务处理完毕后销毁集群。而使用EMR Serverless服务时，用户只需要创建应用、提交job，集群的事情完全由AWS负责。
利用Serverless服务开发的应用就是Serverless架构的应用程序。在下面这个例子中：
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每当一个新的帖子文本文件被添加到 S3 存储桶中，一个专用的 API 网关就会触发一个 Lambda 函数1，该函数负责初始化mp3文件生成的过程，并将信息的副本存储在 DynamoDB 中。
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函数1还向 SNS 发布消息，触发 Lambda 函数3。这个函数调用 Amazon Polly 接口，将文本转换成与文本相同语言的mp3音频，并将音频文件保存在S3存储桶中，并将存储桶中的地址信息保存到DynamoDB的相应信息的记录中。
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函数2则负责从Dynamodb中获取文本文件的完整信息，包括对应的mp3音频在S3存储桶中的地址。
二、Serverless对AWS客户的价值：节省成本、减少管理和技术负担、加快应用交付速度
（一）节省成本
国内某公有云厂商对其1000多云客户进行了资源利用情况分析，抽样超过一万计算节点发现，42%的节点资源利用率低于10%，72%的节点资源利用率低于20%。在AWS上，许多客户一直都只使用 EC2实例可用容量的10-20%。这说明，大部分公有云用户都存在一定程度的资源浪费，这一方面是在浪费用户自己的钱，另一方面云服务商的服务器空转导致不环保。
AWS Serverless服务能根据任务处理的需要而自动增减服务器资源，用户只需为所用资源付费。因为这些资源是真正为用户创造价值的资源，没有资源被浪费，因此，AWS将这种付费模式称为“按价值付费（Pay-for-value）”。此外，无服务器架构可以降低总体拥有成本(TCO) ，因为许多集群的网络、安全和配置调优等管理任务也不再需要了。
这是因为Serverless架构的服务和应用采用事件驱动（Event-driven）架构，只有在任务处理启动后，AWS才会创建必要的Server资源，并在处理过程中自动调整资源，处理完毕后就释放资源。
从这原理出发，我们能看出来，通常认为Serverless服务只适合于低频场景，因为每次Server的冷启动会带来一定的应用时延，这会带来不好的用户体验。但是，在特定场景中，体验要求可以稍微降低一点，而省钱是主要的需求。另一方面，Serverless免去了用户配置、优化、运维服务器集群的负担，简化了用户操作，这又提升了用户体验。
在https://www.simform.com/blog/aws-lambda-pricing/中，作者对比了两种场景下AWS Lambda和EC2的费用：
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在图1所示的低频场景中，每个月只进行2万次处理，此时Lambda大大节省成本。
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在图2所示的高频场景中，每个月要进行3千万次处理，Lambda成本远高于EC2。
（图1）
（图2）
（二）降低技术和管理负担
从企业管理者角度来看，使用Serverless服务，不需要创建、配置和管理服务器集群，也就不需要这方面的技术人员，这也能降低使用门槛、人力成本和管理负担。
从开发人员角度来看，Serverless让开发者不用关心繁琐的基础设施运维工作，使开发者可以把更多的精力放在核心业务的实现上。因此，无论是前端开发者，还是后端开发者，Serverless都可以帮助他们提升效率，降低交付时间。
可以说，Serverless是云计算的未来，是整个软件和应用架构的未来，符合“云计算让应用越来越简单”这个大方向。
（三）加快应用交付速度
有了Serverless后，云服务厂商底层架构承担的事情越多，业务层面需要关注的架构和运维工作就越少，应用交付的时间就越快。
在AWS官网中，AWS宣称使用Serverless服务能加快应用交付速度。其Coca-Cola的案例中，使用 AWS Lambda 等无服务器构建块，1 周内即开发出应用原型，在 150 天内将 Web 应用程序从原型扩展到 10000 台机器。
三、Serverless对AWS自己的价值：讨好用户、施压追随者、环保标杆
AWS为什么一直不遗余力地推广Serverless呢？可能有以下几个原因：
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AWS是在践行其“以客户为中心”的理念：一方面，Serverless是一种新型云资源使用模式，对低频场景的客户来说能切实降低云成本；另一方面，Serverless又能减轻用户负担、降低使用门槛、优化用户体验。
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Serverless架构下，服务器资源颗粒度会更细，更有利于填充其资源池的波峰，提高服务器使用率。而且，节省出来的服务器可以通过Spot Instance方式售卖给客户。这能提升AWS的毛利率。
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AWS服务价格比较贵，所以搞Serverless对低频客户的成本削减帮助会很大，效果会很显著，能收到更多客户点赞，俘虏更多用户的芳心，可收获更多成本敏感型新用户。
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AWS净利润超过20%，有足够的利润空间来承受可能的利润下降。
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Serverless能减少空闲服务器空转，这将能降低碳排放，这符合环保主义者的要求，有助于树立AWS的环保形象。
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有助于施压追随者。
为什么说Serverless能帮助AWS施压追随者呢？
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AWS做Serverless的榜样在先，用户能得到切实的好处，追随者不得不跟进。
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本来追随者为了追赶AWS，往往定价降低，或者折扣很大，大规模上Serverless后收入减少将对其财务带来很大压力。
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追随者没有AWS那么大的规模和那么强的运营能力，大规模上Serverless后对其财务压力会进一步增大。
四、Serverless的路还很长
一方面，与其说Serverless是一种新技术模式，不如说它是一种新商业模式。AWS搞Serverless确实是一着好棋，既讨好了用户，又施压了追随者，还讨好了环保主义者，还还进一步强化了其创新引领者的形象。这既是AWS创新能力的体现，也是其以用户为中心的理念的体现。
另一方面，Serverless的路还很长，因为还有大量问题待解决，比如冷启动时间比较长、函数调试手段缺乏、适用场景有限、产品种类较少、应用尚未推广开来、尚未形成开发者大群体、缺乏业界统一标准等问题。这些问题还需要AWS和业界继续努力。
相信AWS会发布更多更好的Serverless服务，相信AWS会持续优化Serverless应用架构及模式，相信有越来越多用户采用Serverless，相信云上应用开发会变得越来越简单高效。
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