摘要：各個(gè)云函數(shù)相互獨(dú)立，簡單且目的單一，執(zhí)行環(huán)境相互隔離。而云函數(shù)，正是架構(gòu)得以實(shí)現(xiàn)的途徑。獲取所有依賴的函數(shù)依賴循環(huán)既然可以相互依賴，那必然會可能出現(xiàn)這種循環(huán)的依賴情況，所以需要在開發(fā)者提交云函數(shù)的時(shí)候，檢測依賴循環(huán)。

在萬物皆可云的時(shí)代，你的應(yīng)用甚至不需要服務(wù)器。云函數(shù)功能在各大云服務(wù)中均有提供，那么，如何用“無所不能”的 node.js 實(shí)現(xiàn)呢？

云函數(shù)是誕生于云服務(wù)的一個(gè)新名詞，顧名思義，云函數(shù)就是在云端（即服務(wù)端）執(zhí)行的函數(shù)。各個(gè)云函數(shù)相互獨(dú)立，簡單且目的單一，執(zhí)行環(huán)境相互隔離。使用云函數(shù)時(shí)，開發(fā)者只需要關(guān)注業(yè)務(wù)代碼本身，其它的諸如環(huán)境變量、計(jì)算資源等，均由云服務(wù)提供。

程序員說不想買服務(wù)器，于是便有了云服務(wù)；
程序員又說連 server 都不想寫了，于是便有了云函數(shù)。

通常我們的應(yīng)用，都會有一個(gè)后臺程序，它負(fù)責(zé)處理各種請求和業(yè)務(wù)邏輯，一般都需要跟網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫等 I/O 打交道。而所謂的無服務(wù)器架構(gòu)，就是把除了業(yè)務(wù)代碼外的所有事情，都交給執(zhí)行環(huán)境處理，開發(fā)者不需要知道 server 怎么跑起來，數(shù)據(jù)庫的 api 怎么調(diào)用——一切交給外部，在“溫室”里寫代碼即可。

而云函數(shù)，正是 serverless 架構(gòu)得以實(shí)現(xiàn)的途徑。我們的應(yīng)用，將是一個(gè)個(gè)獨(dú)立的函數(shù)組成，每一個(gè)函數(shù)里，是一個(gè)小粒度的業(yè)務(wù)邏輯單元。沒有服務(wù)器，沒有 server 程序，“函數(shù)即服務(wù)”（Functions as a Service）。

由于本實(shí)現(xiàn)是應(yīng)用在一個(gè) CLI 工具里面的，函數(shù)聲明在開發(fā)者的項(xiàng)目文件里，因而大致過程如下：

我們的目標(biāo)是讓云函數(shù)的聲明和一般的 js 函數(shù)沒什么兩樣：

module.exports = async function (ctx) {
    return "hahha"
  }
};

由于云函數(shù)的執(zhí)行通常伴隨著接口的調(diào)用，所以應(yīng)該要能支持聲明 http 方法：

module.exports = {
  method: "POST",
  handler: async function (ctx) {
    return "hahha"
  }
};

由于有 method 等配置，因此編譯的時(shí)候，需要把上述聲明文件 require 進(jìn)來，此時(shí)，handler 字段是一個(gè) Function 類型的對象?？梢哉{(diào)用其 toString 方法，得到字符串類型的函數(shù)體：

const f = require("./func.js");
const method = f.method;
const body = f.handler.toString();
// async function (ctx) {
//  return "hahha"
// }

有了字符串的函數(shù)體，存儲就很簡單了，直接存在數(shù)據(jù)庫 string 類型的字段里即可。

如果用于前端調(diào)用，每個(gè)云函數(shù)需要有一個(gè)對應(yīng)的 url，以上述聲明文件的文件名為云函數(shù)的唯一名稱的話，可以簡單將 url 設(shè)計(jì)為：

/f/:funcname

在 js 世界里，執(zhí)行一個(gè)字符串類型的函數(shù)體，有以下這么一些途徑：

eval 函數(shù)

new Function

vm 模塊

那么要選哪一種呢？讓我們回顧云函數(shù)的特點(diǎn)：各自獨(dú)立，互不影響，運(yùn)行在云端。
關(guān)鍵是將每個(gè)云函數(shù)放在一個(gè)獨(dú)立的作用域執(zhí)行，并且沒有訪問執(zhí)行環(huán)境的權(quán)限，因此，最優(yōu)選擇是 nodejs 的 vm 模塊。關(guān)于該模塊的使用，可參考官方文檔。
至此，云函數(shù)的執(zhí)行可以分為三步：

從數(shù)據(jù)庫獲取函數(shù)體

構(gòu)造 context

// ctx 為 koa 的上下文對象 
const sandbox = {
    ctx: {
      params: ctx.params,
      query: ctx.query,
      body: ctx.request.body,
      userid: ctx.userid,
    },
    promise: null,
    console: console
  }
  vm.createContext(sandbox);

執(zhí)行函數(shù)得到結(jié)果

const code = `func = ${funcBody}; promise = func(ctx);`;
vm.runInContext(code, sandbox);
const data = await sandbox.promise;

NPM社區(qū)的 vm2 模塊針對 vm 模塊的一些安全缺陷做了改進(jìn)，也可用此模塊，思路大抵相同。

雖然說原則上云函數(shù)應(yīng)當(dāng)互相獨(dú)立，各不相欠，但是為了提高靈活性，我們還是決定支持函數(shù)間的相互引用，即可以在某云函數(shù)中調(diào)用另外一個(gè)云函數(shù)。

很簡單，加個(gè)函數(shù)名稱的數(shù)組字段就好：

module.exports = {
  method: "POST",
  use: ["func1", "func2"],
  handler: async function (ctx) {
    return "hahha"
  }
};

也很簡單，根據(jù)依賴鏈把函數(shù)都找出來，全部掛載在 ctx 下就好，深度優(yōu)先或者廣度優(yōu)先都可以。

if (func.use) {
    const funcs = {};
    const fnames = func.use;
    for (let i = 0; i < fnames.length; i++) {
        const fname = fnames[i];
        await getUsedFuncs(ctx, fname, funcs);
    }

    const funcCode = `{
        ${Object.keys(funcs).map(fname => `${fname}:${funcs[fname]}`).join("
")}
    }`;

    code = `ctx.methods=${funcCode};${code}`;
} else {
    code = `ctx.methods={};${code}`;
}

// 獲取所有依賴的函數(shù)
const getUsedFuncs = async (ctx, funcName, methods) => {
    const func = getFunc(funcName);
    methods[funcName] = func.body;
    if (func.use) {
        const uses = func.use.split(",");
        for (let i = 0; i < uses.length; i++) {
            await getUsedFuncs(ctx,uses[i], methods);
        }
    }
}

既然可以相互依賴，那必然會可能出現(xiàn) a→b→c→a 這種循環(huán)的依賴情況，所以需要在開發(fā)者提交云函數(shù)的時(shí)候，檢測依賴循環(huán)。
檢測的思路也很簡單，在遍歷依賴鏈的過程中，每一個(gè)多帶帶的鏈條都記錄下來，如果發(fā)現(xiàn)當(dāng)前遍歷到的函數(shù)在鏈條里出現(xiàn)過，則發(fā)生循環(huán)。

const funcMap = {};
flist.forEach((f) => {
    funcMap[f.name] = f;
});

const chain = [];
flist.forEach((f) => {
    getUseChain(f, chain);
});

function getUseChain(f, chain) {
    if (chain.includes(f.name)) {
        throw new Error(`函數(shù)發(fā)生循環(huán)依賴：${[...chain, f.name].join("→")}`);
    } else {
        f.use.forEach((fname) => {
            getUseChain(funcMap[fname], [...chain, f.name]);
        });
    }
}

上述方案中，每次云函數(shù)執(zhí)行的時(shí)候，都需要進(jìn)行一下幾步：

獲取函數(shù)體

編譯代碼

構(gòu)造作用域和獨(dú)立環(huán)境

執(zhí)行

步驟3，因?yàn)槊看螆?zhí)行的參數(shù)都不一樣，也會有不同請求并發(fā)執(zhí)行同一個(gè)函數(shù)的情況，所以作用域 ctx 無法復(fù)用；步驟4是必須的，那么可優(yōu)化點(diǎn)就剩下了1和2。

vm 模塊提供了代碼編譯和執(zhí)行分開處理的接口，因此每次獲取到函數(shù)體字符串之后，先編譯成 Script 對象：

// ...get code
const script = new vm.Script(code);

執(zhí)行的時(shí)候可以直接傳入編譯好的 Script 對象：

// ...get sandbox
vm.createContext(sandbox);
script.runInContext(sandbox);
const data = await sandbox.promise;

簡單的緩存，不需要很復(fù)雜的更新機(jī)制，定一個(gè)時(shí)間閾值，超過后拉取新的函數(shù)體并編譯得到 Script 對象，然后緩存起來即可：

const cacheFuncs = {};
// ...get script
cacheFuncs[funcName] = {
    updateTime: Date.now(),
    script,
};

// cache time: 60 sec
const cacheFunc = cacheFuncs[cacheKey];

if (cacheFunc && (Date.now() - cacheFunc.updateTime) <= 60000) {
    const sandbox = { /*...*/ }
    vm.createContext(sandbox);
    cacheFunc.script.runInContext(sandbox);
    const data = await saandbox.promise;
    return data;
} else {
    // renew cache
}

什么是Serverless（無服務(wù)器）架構(gòu)？

騰訊云 - 無服務(wù)云函數(shù)
阿里云 - 函數(shù)計(jì)算
AWS - Lambda
Azure - Azure Functions