A arquitetura serverless revolucionou o desenvolvimento de software ao oferecer escalabilidade e reduzir o peso do gerenciamento de infraestrutura. No entanto, para aproveitar todo o potencial do serverless e garantir a escalabilidade e a manutenibilidade das suas aplicações, é fundamental seguir boas práticas.
Neste artigo, vamos explorar cinco práticas essenciais que ajudarão você a desenvolver aplicações serverless que escalam sem esforço e são fáceis de manter, mesmo com equipes diversas. Vamos fornecer explicações claras, exemplos do mundo real e links de referência para recursos adicionais.
É importante destacar que essas recomendações são baseadas no estado atual do mundo do desenvolvimento serverless.
Embora aqui na Skail estejamos trabalhando em uma forma muito mais eficiente e simples de levar os benefícios do serverless a novos patamares, essas recomendações continuam sendo muito válidas.
Design modular e microsserviços
Adotar uma abordagem de design modular e aproveitar a arquitetura de microsserviços é fundamental para construir aplicações serverless escaláveis e fáceis de manter. Divida sua aplicação em módulos menores e independentes, cada um responsável por uma funcionalidade ou serviço específico.
Isso facilita o desenvolvimento, os testes e a implantação, ao mesmo tempo que viabiliza uma colaboração fluida entre os membros da equipe.
Por exemplo, imagine uma aplicação de e-commerce composta por módulos como catálogo de produtos, carrinho de compras e processamento de pedidos. Ao desacoplar essas funcionalidades em microsserviços, equipes diferentes podem trabalhar em cada módulo de forma independente, levando a ciclos de desenvolvimento mais rápidos e a uma manutenção simplificada.Neste artigo, Martin Fowler vai lhe dar uma compreensão completa de como os microsserviços funcionam e responde a muitas perguntas sobre essa arquitetura.
Em outras palavras: design de funções granulares.Divida a lógica da sua aplicação em funções pequenas e de propósito único. Essa abordagem promove escalabilidade, reusabilidade e uma melhor gestão dos recursos. Cada função deve cuidar de uma tarefa específica e ser projetada para operar de forma independente.
Ao seguir esse princípio, você pode aproveitar ao máximo a arquitetura serverless e pagar apenas pelos recursos que suas funções realmente utilizam.
Otimize os tempos de cold start
Cold start é o atraso experimentado quando uma função serverless é invocada pela primeira vez ou após um período de inatividade. Durante esse cold start, a plataforma serverless provisiona os recursos e inicializa o ambiente necessário para executar a função. Os cold starts podem introduzir latência e impactar a responsividade da sua aplicação.Para mitigar o impacto dos cold starts, considere as seguintes técnicas:
- Invocações regulares: uma forma de manter as funções “aquecidas” é agendar invocações regulares, mesmo que elas não executem nenhuma lógica de negócio. Ao acionar a função periodicamente, você garante que a infraestrutura subjacente permaneça ativa e pronta para lidar com as invocações seguintes sem atrasos significativos.
- Concorrência provisionada (provisioned concurrency): algumas plataformas serverless oferecem a opção de concorrência provisionada. Esse recurso permite especificar um número mínimo de instâncias da função que devem ser mantidas aquecidas o tempo todo. Ao configurar a concorrência provisionada, você elimina ou reduz significativamente os cold starts, já que sempre há instâncias pré-inicializadas disponíveis para atender às requisições.
- Encadeamento de funções (function chaining): em alguns casos, você pode projetar sua aplicação para usar o encadeamento de funções. Em vez de ter funções separadas para cada etapa de um fluxo de trabalho, você pode combinar várias etapas em uma única função. Assim, as etapas seguintes do fluxo podem se beneficiar do ambiente aquecido criado pela etapa inicial, reduzindo os tempos de cold start nas invocações subsequentes.
- Aquecimento em segundo plano (background warm-up): implemente um processo de aquecimento em segundo plano que invoque suas funções periodicamente para mantê-las aquecidas. Essa abordagem garante que as funções estejam pré-carregadas na memória e prontas para atender às requisições reais dos usuários. Você pode usar ferramentas de automação ou gatilhos agendados para iniciar o processo de aquecimento em intervalos específicos.
- Escalonamento inteligente (intelligent scaling): aproveite os recursos de escalonamento inteligente oferecidos pela sua plataforma serverless. Esses recursos ajustam automaticamente o número de instâncias da função com base na taxa de requisições recebidas. Ao escalar de forma proativa, a plataforma consegue manter um número suficiente de instâncias aquecidas, minimizando os cold starts durante picos de tráfego.
É importante destacar que, embora minimizar os tempos de cold start seja desejável, isso não deve ser o único foco dos esforços de otimização. Considere os trade-offs e os requisitos gerais de desempenho da sua aplicação antes de implementar estratégias específicas. O monitoramento e os testes contínuos podem ajudar a avaliar a eficácia das suas técnicas de otimização de cold start e ajustá-las conforme necessário.
Funções stateless
No contexto da computação serverless, ser stateless significa que cada execução da função é independente e não depende de nenhum estado anterior ou informação armazenada no servidor. Quando uma função é invocada, ela deve incluir todos os dados de entrada necessários na própria invocação, e não deve presumir nenhum contexto ou dado existente armazenado no servidor.A razão para essa ausência de estado é a escalabilidade.
As plataformas serverless conseguem escalar funções automaticamente conforme a demanda, criando múltiplas instâncias da mesma função para lidar com invocações concorrentes. Se as funções fossem projetadas com estado interno, seria difícil escalá-las horizontalmente, pois o estado precisaria ser sincronizado entre todas as instâncias, gerando potenciais conflitos e gargalos.
Para garantir a ausência de estado, considere as seguintes práticas:
- Externalize o estado: armazene qualquer estado ou dado necessário fora da própria função. Você pode usar bancos de dados, armazenamento de objetos, filas de mensagens ou outras opções de armazenamento persistente oferecidas pela sua plataforma serverless ou provedor de nuvem. Ao separar o estado da função, você permite que ele seja acessado e compartilhado entre diferentes invocações da função.
- Use entradas e saídas da função: passe todas as informações necessárias para a função por meio de parâmetros de entrada ou payloads de evento. A função deve receber as entradas, realizar o processamento necessário e produzir as saídas sem depender de nenhum contexto externo. Dessa forma, cada invocação pode ser tratada de forma independente, e a função permanece stateless.
- Evite caching dentro das funções: como as funções serverless podem ter vida curta, fazer cache de dados dentro da função pode não ser benéfico em muitos casos. Isso pode introduzir complexidade e potencial inconsistência ao escalar e distribuir as instâncias da função. Em vez disso, utilize mecanismos de cache externos, como serviços de cache gerenciados ou caches distribuídos, caso o caching seja necessário.
Ao projetar suas funções serverless para serem stateless, você garante que elas possam escalar horizontalmente sem conflitos ou problemas de sincronização. Isso possibilita um uso eficiente dos recursos e permite que sua aplicação aproveite ao máximo a elasticidade e a escalabilidade oferecidas pelas plataformas serverless.
Aproveitando serviços gerenciados
Uma das principais vantagens do serverless é a disponibilidade de serviços gerenciados oferecidos pelos provedores de nuvem. Em vez de construir componentes customizados, utilize esses serviços para funcionalidades comuns, como bancos de dados, armazenamento, autenticação e mensageria.
Os serviços gerenciados abstraem a infraestrutura subjacente e cuidam da escalabilidade, disponibilidade e manutenção, reduzindo a complexidade da sua aplicação.
Por exemplo, o Amazon DynamoDB é um serviço de banco de dados NoSQL totalmente gerenciado que oferece escalabilidade automática e alta disponibilidade. Ao usar o DynamoDB em vez de gerenciar sua própria infraestrutura de banco de dados, você garante uma escalabilidade fluida e reduz a sobrecarga de manutenção.Você pode obter mais informações sobre o Amazon DynamoDB aqui.
Monitoramento e logging eficazes
Implementar mecanismos abrangentes de monitoramento e logging é essencial para manter a saúde e o desempenho das aplicações serverless. Monitore métricas-chave, como tempos de resposta, taxas de erro e utilização de recursos, para identificar gargalos e possíveis problemas de forma proativa. O logging permite capturar insights valiosos sobre o comportamento da sua aplicação, auxiliando na depuração e na resolução de problemas.
O CloudWatch, um popular serviço de monitoramento e logging oferecido pela AWS, permite coletar, visualizar e analisar logs e métricas da aplicação. Ao aproveitar o CloudWatch, você ganha visibilidade em tempo real sobre o desempenho da sua aplicação serverless, identifica possíveis desafios de escalabilidade e otimiza a alocação de recursos.Você pode acessar mais informações sobre o AWS CloudWatch nesta página.
Testes automatizados e integração contínua
Implementar processos de testes automatizados e integração contínua (CI) garante a estabilidade e a qualidade das suas aplicações serverless.
Estabeleça um conjunto robusto de testes, incluindo testes unitários, testes de integração e testes de ponta a ponta (end-to-end), para verificar a correção dos componentes e interações da sua aplicação. Integre esses testes a um pipeline de CI, no qual as mudanças no código disparam builds, testes e implantações automatizadas.
Frameworks como o Serverless Testing Framework e o Jest permitem escrever e executar testes projetados especificamente para arquiteturas serverless. Ao automatizar seu processo de testes e adotar CI, você consegue identificar bugs cedo, manter a qualidade do código e facilitar a colaboração entre os membros da equipe.Acesse aqui a documentação do Serverless Testing Framework.
Controle de versão e colaboração
Algo básico, mas fundamental.
Enfatize o uso de sistemas de controle de versão e promova um ambiente de desenvolvimento colaborativo para gerenciar as mudanças de código com eficiência. O Git, o sistema de controle de versão mais popular, permite que vários desenvolvedores trabalhem na mesma base de código simultaneamente, rastreando alterações e resolvendo conflitos. Implemente práticas de revisão de código (code review) para garantir a qualidade do código e o compartilhamento de conhecimento dentro da equipe.
Plataformas de hospedagem como o GitHub oferecem um ambiente de colaboração eficaz, permitindo que os membros da equipe contribuam, revisem código e acompanhem as modificações. Ao utilizar ferramentas de controle de versão e colaboração, você garante transparência, rastreabilidade e um trabalho em equipe fluido.
Conclusão
Ao implementar essas cinco boas práticas no desenvolvimento de aplicações serverless, você pode construir soluções de software altamente escaláveis e fáceis de manter. Design modular, aproveitamento de serviços gerenciados, monitoramento eficaz, testes automatizados e colaboração por meio do controle de versão são pilares essenciais para o sucesso. Exemplos do mundo real e referências foram fornecidos para apoiar e guiar sua jornada rumo ao desenvolvimento de aplicações serverless robustas, facilmente mantidas e escaláveis, mesmo em equipes com membros diversos. Adote essas boas práticas e libere todo o potencial da arquitetura serverless nos seus projetos de desenvolvimento de software.