人人都是 Serverless 架构师 | 弹幕应用开发实战

2023-09-28 11:01:16

作者：寒斜｜阿里云云原生中间件前端负责人

如何使用 Serverless 架构实现全双工通信的应用，Serverless 架构中数据库是如何使用的，本篇文章将为您揭开答案。

Serverless 的理念是即时弹性，用完即走。服务并非长时间运行，这也就意味着像 websocket 这种长链接的请求模式看起来并不适合 Serverless。

是否有其它的办法即可以满足长连接模式请求，又能够利用 Serverless 本身特性呢？

答案是肯定的，上一篇文章我们谈及了网关的关键作用，所以这次也是通过网关来解决全双工通信的问题。本次将以弹幕场景为例，为大家展开我们是怎么使用 Serverless 架构来实现这个场景的。

应用效果预览

弹幕应用的实用场景比较多，比如运营推广，年会活动等。但是通常实现一套带管控的流程，且部署发布的话，一般会花费比较长的时间。本篇实战则可以让你在 2 分钟之内就部署好自己的弹幕应用。同时做到支持炫彩和弹幕内容管控，你可以用它来丰富公司年会的形式。文末也会贴上源码，可以供大家参考和二次定制。

架构一览

整体架构依然采用 dns 解析 -> 网关 -> oss | fc 。不一样的是分了 3 个静态资源的工程，函数部分则采用事件驱动和 http 相结合，并且 api 部分采用 tablestore 进行数据的持久化。

流程说明

弹幕应用总工由大屏幕，个人用户，管理员三个客户端，以及一个注册设备的服务 & api 服务组成。客户端跟服务端的长链接由网关来承载，每次客户端连接到网关的时候，网关都会存储设备编号，并且触发一次注册函数，设备编号存储到 tablestore。

当用户发起弹幕的时候经网关到 api 服务，api 服务会做一次查询先判断弹幕是否被管制，如果无管制则直接查找当前的大屏幕设备 id，并且进行网关的下行调用，网关在发到前端页面，显示数据。如果被管制，则查询在线的管理员设备，将弹幕下行通知到网关，网关发送给管理员前端页面。

数据表设计

equipment（设备）

barrage（弹幕）

interceptor (过滤器)

准备工作

同前篇《人人都是 Serverless 架构师 | 现代化 Web 应用开发实战》文章一样需要提前准备好域名，并安装好 Serverless Devs 开发者工具,以及下面的产品：

云解析 DNS
API 网关
函数计算
对象存储 OSS
Tablestore

这次我们引入了 tablestore 的数据库记性数据的持久化功能，同样需要创建好数据库实例备用。

操作步骤

为了更好的展示效果，本次演示使用 ServerlessDesktop 来给大家演示一下如何 2 分钟部署一个复杂的弹幕应用。你可以根据自身需要选择 Serverless Devs Cli 或者 Serverless Desktop 对弹幕应用进行初始化和部署构建。

1）秘钥配置

可参考密钥获取文档：

http://www.serverless-devs.com/zh-cn/docs/provider-config/alibabacloud.html

2）初始化

本次初始化除了需要将应用模板下载到本地之外，还会帮忙初始化 tablestore 的表和数据，因此需要预配置几个参数：

秘钥别名 - 对应你的阿里云账号
域名 - 自定义域名
bucketName - oss 的 bucket 名称
endpoint - 对应 tablestore 实例的公网访问地址
instance - 对应 tablestore 的实例名

预配置参数写好后点击 “确定”,接下来的工作就叫给 Serverless Devs，它会帮我们初始化弹幕应用的表。

3）构建部署

初始化之后，我们重新进入配置页面，对项目进行部署。配置信息 -> 全量操作 -> deploy 点击后其他的就交给 Serverless Devs了，它会帮助我们完成:

大屏幕，管理后台和玩家的前端部署;
注册函数以及 api 函数的部署
以及网关的路由设置和网关的域名绑定

4) 部署效果查看

网关

函数计算

此时访问 barragego.serverless-developer.com 发现访问不同，检查发现原因是 apigateway 的域名和 oss 域名都未绑定成功，我们手动处理一下:

接下来再访问 barragego.serverless-developer.com 即可看到效果：

数据库明细

数据库方面想拿出来说一下，主要本次用的数据库确实比较新，也就是 tablestore。

1）数据库配置传递

可以看到，我们在初始化应用的时候是填写了数据库的公网访问地址和实例名称信息的，初始化的时候会把用户的输入配置写入到 s.yaml 中，这里如果是比较敏感的信息建议从 s.yaml 提取出来放到 .env 环境中，并且 ignore 掉这个文件，减少数据库信息被泄露到代码仓库的风险。

最终 Devs 会把这两个基本信息放到函数计算的环境变量中然后各运行时可以通过环境变量取到这些值，比如这里是 nodejs 的运行环境，则通过 process.env.instance 获取。

除了实例名称和公网访问地址外数据库的初始化还需要用户的秘钥信息。鉴于秘钥信息的敏感性比较高，不建议直接把秘钥信息配置到 s.yaml 里，而是通过给函数服务授权 tablestore 角色权限，让函数内置临时秘钥信息。

函数服务授权配置如下：

函数内获取秘钥信息如下：

2）数据库初始化

为了减少数据库初始化次数，我们可以在函数的 initializer 方法中初始化，当函数未被释放的时候可以直接使用数据库的实例而不必重新连接。这样可以降低请求响应时间。单实例多并发的情况下比较实用。

exports.initializer = (context, callback) => {
  try {
    const ak = context.credentials.accessKeyId;
    const sk = context.credentials.accessKeySecret;
    const stsToken = context.credentials.securityToken;
    SAT.init(endpoint, instance, ak, sk, stsToken);
    internal = { tableClient: SAT, TableStore };
    callback();
  } catch (err) {
    callback(err.message);
  }
}

数据库实例初始化之后，我们通过赋值给全局变量来从其他的方法中取得实例，进行后续的操作。

3）CRUD

tablestore 原生的 api 去做 CRUD 操作用户体验不够友好，tablestore 社区提供了一个很好的封装 SAT。我们用它来做基础的增删改查会非常的方便，代码看起来也非常整洁。

// 单主键查询
const getInterceptor = async (ctx) => {
  const { tableClient } = ctx.req.requestContext.internal;
  const res = await tableClient.table('interceptor').get(1, cols = []);
  return res;
}

// 查询全部
const getAllEquipment = async (tableClient,TableStore) => {
  const res = await tableClient.table('equipment').getRange(TableStore.INF_MIN, TableStore.INF_MAX, cols = [])
  return Object.keys(res).map((key)=> res[key]);
}
// 双主键（一个分区键，一个自增键）的插入
const addBarrage = async (ctx) => {
  const { tableClient, TableStore } = ctx.req.requestContext.internal;
  const { fromId, fromName, color, fontSize = '28px', checkStatus = 0, message } = ctx.request.body;
  const currentTime = Date.now().toString();
  const newData = Object.assign({}, { fromId, fromName, color, fontSize, checkStatus: parseInt(checkStatus), message }, { sendTime: currentTime, checkTime: currentTime });
  const res = await tableClient.table('barrage', ['gid', 'id']).put([1, TableStore.PK_AUTO_INCR], newData, c = 'I');
  return res;
}
// 更新
const updateBarrage = async (ctx) => {
  const { tableClient } = ctx.req.requestContext.internal;
  const { checkStatus } = ctx.request.body;
  const { id } = ctx.request.params;
  const currentTime = Date.now().toString();
  const res = await tableClient.table('barrage', ['gid', 'id']).update([1, parseInt(id)], { checkStatus: parseInt(checkStatus), checkTime: currentTime }, c = 'I')
  return res;
}
// 条件查询
const getBarrageByCondition = async (ctx) => {
  const { tableClient, TableStore } = ctx.req.requestContext.internal;
  const res = await tableClient.table('barrage').search('index', ['checkStatus', 0])
  return res;
}

当然如果你想做更高级的查询，就需要自己去查阅官网文档了。

总结

这个项目本身是对 Serverless 如何使用 websocket 的一个展示示例。你可以把它变成任意相近形态的应用，比如聊天室，多人协作平台等。

应用本身也还有很多改进空间，比如增加点赞效果，管控部分可以加上管理员的登录注册等。总之你可以根据自身需求定制更高级的功能，相关的源码已经提供出来供大家参考。下个篇章我会继续跟大家聊一聊 Serverless 和低代码的场景，并分享一个我们最近做的实践。

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