無服務器成第四代應用程序模型

Bob Muglia Charles

我在微軟最先看到了前兩代應用程序模型的轉變。早期的大型機和微型計算機系統(tǒng)是一體式的，數(shù)據(jù)存儲、應用程序代碼和終端服務都在一個機箱里。20世紀80年代出現(xiàn)了微處理器和以太網(wǎng)，使得成本較低的計算機能夠在局域網(wǎng)上協(xié)同工作和通信。PC和Unix工作站開始連接到服務器，在業(yè)務應用程序上采用了一種新的多機器、客戶端-服務器編程模型。客戶端-服務器應用程序出現(xiàn)時，圖形用戶界面與后端SQL數(shù)據(jù)庫（通常是Oracle數(shù)據(jù)庫或者SQL服務器）結合在了一起。

客戶端-服務器應用程序的構建與單片應用程序的構建完全不同，呈現(xiàn)代碼運行在客戶端計算機上，業(yè)務邏輯在服務器上運行，通常封裝在SQL存儲過程中：

30多年前，我在開發(fā)我的第一款微軟產品Ashton Tate/Microsoft OS/2 SQL Server時，就目睹了客戶端-服務器之旅的開始。

客戶端-服務器應用程序的蓬勃發(fā)展雖然只持續(xù)了很短的一段時間，但它們創(chuàng)造了新一代易于使用的圖形化應用程序，第一次為成千上萬的小型企業(yè)提供了計算能力。調用SQL Server存儲過程的Visual Basic客戶端的組合應用程序構建了微軟服務器業(yè)務，并創(chuàng)建了一個由軟件供應商和增值分銷商組成的整個行業(yè)。雖然客戶端-服務器這種老方法已經(jīng)存在20多年了，但很多企業(yè)仍在繼續(xù)運行這些相同的客戶端-服務器應用程序的更新版本。

客戶端-服務器由于互聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡的出現(xiàn)而成為一種老模型。客戶端-服務器應用程序是針對局域網(wǎng)而構建的，使用的是適用于在局域網(wǎng)中工作但不適合互聯(lián)網(wǎng)要求的遠距離工作的專用會話協(xié)議。

互聯(lián)網(wǎng)和三層應用

1995年春天，比爾·蓋茨以他著名的“互聯(lián)網(wǎng)浪潮備忘錄”將微軟的業(yè)務重心轉移到了互聯(lián)網(wǎng)上。當時，我正在運行WindowsNT Program Management，所以我參加了很多“Billg互聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃”會議。這是微軟動蕩時期的開始，我目睹并參與了所有一切——有好的，壞的，也有丑陋的。和微軟一起，我從互聯(lián)網(wǎng)的經(jīng)歷和隨之而來的反壟斷事件中得到了很多經(jīng)驗教訓。其中最重要的一點是，技術革命怎樣為所有人創(chuàng)造新的雙贏機會。

全球互聯(lián)網(wǎng)革命帶來了新一代開放標準協(xié)議和格式。這些新技術需要不同的基礎設施。最初，簡單的Web服務器提供靜態(tài)網(wǎng)站。但商業(yè)和其他應用程序迅速推動了一種新的三層應用程序模型的出現(xiàn)：

三層應用程序模型將使用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的Web服務器與用于事務邏輯和數(shù)據(jù)庫的應用服務器結合在了一起。數(shù)據(jù)庫、應用服務器和Web服務器位于一個數(shù)據(jù)中心或者云區(qū)域內。它們一起創(chuàng)建完整的網(wǎng)頁，然后將其呈現(xiàn)在客戶端的瀏覽器中。實際上，客戶端JavaScript通常提供本地客戶端的交互，至少會用于字段驗證。隨著時間的推移，本地瀏覽器的交互水平不斷提高，JavaScript推動了關鍵的行業(yè)標準，例如用于遠程API的REST和用于數(shù)據(jù)格式的JSON。

與客戶端-服務器不同，三層應用程序模型已經(jīng)過時了，現(xiàn)在除了網(wǎng)頁外，還用于提供API服務。基于REST標準API接口的發(fā)展使得復雜的業(yè)務邏輯能夠封裝在全局可用的服務中，任何具有一定安全憑證的應用程序都可以調用這些服務。三層應用程序模型通常用于提供REST API服務。

無服務器API海洋中的瀏覽器

當服務以API的形式交付、在云中自動擴展并根據(jù)使用情況進行定價時，它們被稱為無服務器服務。使用無服務器服務，客戶不需要管理服務器基礎設施。無服務器服務可用于任何地方的任何經(jīng)過一定身份驗證的設備，而且是根據(jù)相關的使用指標來計費的。

今天，我們發(fā)現(xiàn)自己身處一個有著各種功能強大的移動和便攜式計算設備的互聯(lián)世界中。所有這些設備現(xiàn)在都支持兼容的瀏覽器，這些瀏覽器提供的最終用戶體驗接近甚至在某些方面超過了該設備上本機應用程序的用戶體驗質量。Google Docs就是一個例子，它使用瀏覽器來提供跨設備的無縫協(xié)作體驗。

與此同時，新的SaaS應用正在被重新設想為與互聯(lián)網(wǎng)兼容的一套完整的API，它們采用基于使用情況的定價方式來提供不斷擴展的各種不同服務。支付、內容管理、物流、訂單管理、3D打印等等，只要你能想到的，都在成為可以從任何地方（其他服務器、移動應用程序和瀏覽器）調用的API。云通過支持無服務器計算加速了這種應用，而像Stripe、Twilio和Algolia這樣的新技術公司成為這類基于使用情況新服務的領導者。

經(jīng)過長時間的發(fā)展，瀏覽器已經(jīng)成為無處不在的可編程的客戶端，存在于由無服務器API組成的全球互聯(lián)世界中。無處不在的客戶端與大量無服務器API相結合，使新的客戶端-無服務器應用程序模型得以實現(xiàn)：

在客戶端-無服務器模型中，最終用戶應用在客戶端上運行，并調用各種各樣的服務。客戶端處理呈現(xiàn)，而業(yè)務邏輯封裝在可調用服務中。本機iOS和Android應用便是客戶端-無服務器的例子，瀏覽器是其關鍵所在，而Jamstack正在迅速發(fā)展。隨著客戶端-無服務器的成熟，它將逐漸支持任何規(guī)模和復雜度的消費類和業(yè)務應用程序。

客戶端-無服務器還適用于編排業(yè)務流程的服務器和微服務。在這種情況下，服務器應用程序或者工作流引擎充當使用無服務器API調用遠程服務的客戶端。

Jamstack和客戶端-無服務器數(shù)據(jù)庫

Jamstack中的JAM代表JavaScript、API和標記。在Jamstack應用程序中，瀏覽器標記是靜態(tài)HTML，很容易從附近的CDN進行訪問。應用程序在瀏覽器中由JavaScript實例化，而呈現(xiàn)邏輯作為JavaScript瀏覽器應用程序運行。客戶端應用程序調用遠程服務API。Jamstack為任何地方的任何客戶端提供了非常好的體驗，實現(xiàn)了高效的開發(fā)人員工作流程。

Jamstack方法支持開發(fā)功能非常強大的客戶端應用程序。與所有應用程序一樣，Jamstack客戶端-無服務器應用程序創(chuàng)建的數(shù)據(jù)要求提供安全、可靠、業(yè)務一致的數(shù)據(jù)庫存儲。但與三層架構不同，Jamstack應用需要可以在互聯(lián)網(wǎng)上任何地方使用的安全數(shù)據(jù)庫。現(xiàn)有的SQL和NoSQL數(shù)據(jù)庫都位于應用服務器后面，因此Jamstack客戶端應用不能直接訪問它們。現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫都不能滿足新一代無服務器-客戶端應用程序的要求。

Jamstack需要為客戶端-無服務器環(huán)境而構建的數(shù)據(jù)庫。在無服務器API的海洋中，Jamstack需要的是無服務器數(shù)據(jù)API。

Fauna不同于其他數(shù)據(jù)庫。Fauna旨在為任何客戶端提供可隨時隨地訪問的安全數(shù)據(jù)庫服務。它具有嚴格的順序一致性，這種最高級別的業(yè)務一致性保證了應用程序的正確，并且它使用一種受最先進的Calvin算法啟發(fā)的協(xié)議，以一種全局性的、無處不在服務的形式來提供這種一致性。與客戶端-服務器存儲過程類似，使用Fauna的業(yè)務會話過程由數(shù)據(jù)庫中的用戶定義函數(shù)執(zhí)行。Fauna UDF取代了存儲過程，雖然Fauna是一個關系數(shù)據(jù)庫，但它不使用SQL。相反，它公開了適合JavaScript開發(fā)人員的靈活的文檔模型，并使用業(yè)界標準GraphQL API高效地返回數(shù)據(jù)。

無服務器API為當今應用程序開發(fā)人員創(chuàng)造了新的可能。正在對其當前系統(tǒng)進行現(xiàn)代化改造的企業(yè)，以及那些構建全新的客戶端-無服務器應用程序的企業(yè)都將受益于這種可能。例如，Nextdoor和Hannon Hill等Fauna客戶正在使用無服務器后端來擴展其現(xiàn)有的基礎設施，以實現(xiàn)全球覆蓋。像Matter Supply和Bejamas這樣的精品工作室，以及Faros這樣的初創(chuàng)公司，都在利用無服務器、Jamstack和Fauna生態(tài)系統(tǒng)來打造全新的體驗。

應用程序體系結構的每一次革命都催生了一種新數(shù)據(jù)庫，使開發(fā)人員能夠開發(fā)出以前不可能實現(xiàn)的應用程序。我很高興能幫助Fauna團隊交付為客戶端-無服務器環(huán)境構建的數(shù)據(jù)庫。Fauna是客戶端-無服務器應用程序的數(shù)據(jù)API。

我們剛剛開始進入一個客戶端-無服務器應用程序的新世界，在這一新世界中，服務無處不在而且可隨時訪問。正如客戶端-服務器和三層體系結構那樣，客戶端-無服務器應用程序模型將為業(yè)界每一類客戶和供應商創(chuàng)造巨大的機會，當然也可能是顛覆。新一代開發(fā)人員正在借助Jamstack引領潮流。

Bob Muglia是一位業(yè)務主管和研發(fā)專家。從2014年5月開始，他擔任Snowflake公司首席執(zhí)行官長達5年。在加入Snowflake公司之前，他在瞻博網(wǎng)絡工作了2年，在微軟工作了23年。在其職業(yè)生涯的早期，Bob幫助啟動了SQL Server業(yè)務，并管理過包括Visual Studio， Office和Windows Server在內的微軟部門。從2007年到2011年，Bob擔任服務器和工具部門的總裁，在他的管理下，業(yè)務增長至170億美元以上。

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