Serverless-функции

01Идея: функции вместо серверов

На классическом сервере ваше приложение работает постоянно, и вы платите за машину независимо от того, загружена она или нет. Serverless (точнее, Functions as a Service, FaaS) переворачивает это: вы деплоите функцию, платформа держит её в спящем состоянии, а когда приходит событие, запускает среду выполнения, выполняет ваш обработчик и позже замораживает или уничтожает её. Представьте такси вместо собственной машины: ни парковки, ни обслуживания, вы платите за поездку, но каждый раз немного ждёте подачи и следуете правилам таксопарка. «Serverless» не означает, что серверов нет; это значит, что серверы — проблема провайдера. Основные платформы — AWS Lambda, Google Cloud Run functions, Azure Functions и edge-платформы вроде Cloudflare Workers, Vercel Functions и Netlify Functions.

02Как вызов работает под капотом

Когда приходит событие и свободной тёплой среды нет, платформа делает холодный старт: создаёт micro-VM (Lambda использует Firecracker) или V8 isolate (Cloudflare Workers), скачивает ваш код, запускает рантайм и выполняет код инициализации вне обработчика. Затем вызывает обработчик с событием. После ответа среда какое-то время остаётся тёплой и может обслужить следующий запрос без затрат на init. В классической Lambda каждая среда обрабатывает один запрос за раз, так что 100 параллельных запросов означают 100 сред. Код на уровне модуля выполняется один раз на среду — именно там создают клиенты базы данных и загружают конфигурацию. Всё, что в памяти или в /tmp, может сохраниться между вызовами, но это никогда не гарантировано.

• Холодный старт: init + первый вызов, часто от 100 ms до более чем 1 с в зависимости от рантайма и размера пакета.
• Тёплый старт: только обработчик, обычно несколько миллисекунд накладных расходов.
• Concurrency: число сред, работающих в один и тот же момент.

03Пишем функцию для AWS Lambda

Функция Lambda — это обработчик, который получает event и context. Для HTTP её ставят за Function URL или API Gateway, который превращает HTTP-запрос в объект события, а возвращённое значение — обратно в ответ. Среди текущих управляемых рантаймов — Node.js 24 (nodejs24.x) и Python 3.14 на Amazon Linux 2023, на x86_64 или arm64 (Graviton, обычно дешевле). Память настраивается от 128 MB до 10,240 MB, и CPU масштабируется вместе с ней; максимальный таймаут — 15 минут; синхронные payload запроса и ответа ограничены 6 MB. Инициализируйте SDK-клиенты вне обработчика, чтобы тёплые вызовы переиспользовали их.

1// index.mjs  (runtime: nodejs24.x, handler: index.handler)
2import { DynamoDBClient, GetItemCommand } from "@aws-sdk/client-dynamodb";
3 
4const db = new DynamoDBClient({}); // created once per environment
5 
6export const handler = async (event) => {
7  const id = event.pathParameters?.id;
8  if (!id) return { statusCode: 400, body: JSON.stringify({ error: "id required" }) };
9 
10  const res = await db.send(new GetItemCommand({
11    TableName: process.env.TABLE_NAME,
12    Key: { pk: { S: `product#${id}` } },
13  }));
14  if (!res.Item) return { statusCode: 404, body: "{}" };
15  return { statusCode: 200, headers: { "content-type": "application/json" },
16           body: JSON.stringify({ id, name: res.Item.name.S }) };
17};

04Триггеры событий: не только HTTP

Настоящая сила serverless — реакция на события по всему облаку. В AWS функция может запуститься, когда объект попадает в S3, сообщение приходит в SQS, строка меняется в DynamoDB Streams, срабатывает правило или расписание EventBridge или в поток Kinesis приходят записи. Вызовы бывают синхронными (вызывающий ждёт, как с HTTP), асинхронными (платформа ставит событие в очередь и повторяет при ошибке, с dead-letter назначением) или через event source mapping, который опрашивает очередь или поток и доставляет пачки. Поскольку асинхронные и очередные триггеры повторяют доставку, одно и то же событие может быть обработано больше одного раза: обработчики должны быть идемпотентными. Для пачек SQS сообщайте о частичных сбоях, чтобы повторялись только упавшие сообщения.

1// SQS trigger with partial batch failures
2// (enable ReportBatchItemFailures on the event source mapping)
3export const handler = async (event) => {
4  const batchItemFailures = [];
5  for (const record of event.Records) {
6    try {
7      const job = JSON.parse(record.body);
8      await processOnce(job.id, job); // idempotent: skips already-done ids
9    } catch (err) {
10      console.error({ messageId: record.messageId, err: String(err) });
11      batchItemFailures.push({ itemIdentifier: record.messageId });
12    }
13  }
14  return { batchItemFailures };
15};

05Edge-функции: код рядом с пользователем

Edge-функции работают во множестве точек по всему миру, рядом с пользователем, а не в одном регионе. Cloudflare Workers используют V8 isolate вместо контейнеров: isolate стартует за миллисекунды, поэтому холодные старты почти незаметны, но среда — это рантайм веб-стандартов (fetch, Request, Response, Web Crypto) с ограниченными API Node.js и более жёсткими лимитами CPU. Они идеальны для редиректов, проверок auth, A/B-тестов, переписывания заголовков, геолокации и лёгких API поверх edge-хранилищ (KV, D1, R2, Durable Objects). Для тяжёлой работы с базой далёкая база сводит выгоду на нет: edge-функция в Сиднее, вызывающая базу во Франкфурте, медленнее региональной функции рядом с базой. Functions в Vercel теперь по умолчанию используют рантайм Node.js с «Fluid compute», который позволяет одному инстансу обслуживать несколько параллельных запросов.

1// Cloudflare Worker: geo-based redirect at the edge
2export default {
3  async fetch(request: Request): Promise<Response> {
4    const url = new URL(request.url);
5    const country = (request as any).cf?.country ?? "US";
6    if (url.pathname === "/" && country === "DE") {
7      return Response.redirect(new URL("/de", url).toString(), 302);
8    }
9    return fetch(request); // pass through to origin
10  },
11};

06Деплой через infrastructure as code

Собирать функции кликами в консоли не масштабируется и не переживает смену команды. Описывайте функции, триггеры, права и окружение в коде: AWS SAM, Serverless Framework, AWS CDK, SST или Terraform. У каждой функции должна быть своя IAM-роль только с нужными правами. Секреты берутся из Secrets Manager или Parameter Store, а не из обычных переменных окружения в репозитории. Аккуратно пакуйте зависимости: меньшие бандлы стартуют быстрее, поэтому собирайте через esbuild и исключайте AWS SDK, если рантайм уже его предоставляет (рантаймы Node.js включают SDK v3).

1# template.yaml (AWS SAM)
2AWSTemplateFormatVersion: "2010-09-09"
3Transform: AWS::Serverless-2016-10-31
4Resources:
5  GetProduct:
6    Type: AWS::Serverless::Function
7    Properties:
8      Runtime: nodejs24.x
9      Architectures: [arm64]
10      Handler: index.handler
11      MemorySize: 512
12      Timeout: 10
13      Environment: { Variables: { TABLE_NAME: !Ref Products } }
14      Policies: [ { DynamoDBReadPolicy: { TableName: !Ref Products } } ]
15      Events:
16        Api: { Type: HttpApi, Properties: { Path: /products/{id}, Method: get } }
17  Products:
18    Type: AWS::Serverless::SimpleTable

07Стоимость, лимиты и когда это перестаёт быть дёшево

Lambda тарифицирует за запросы плюс GB-секунды (память, умноженная на длительность, с шагом 1 ms), с ежемесячным бесплатным лимитом. Для всплескового или низкого трафика это намного дешевле постоянно включённого сервера. Для стабильного высокого трафика постоянно работающая функция может стоить дороже контейнера или VPS, выполняющего ту же работу, а API Gateway, NAT-шлюзы и логирование часто стоят дороже самой функции. Следите за лимитами concurrency аккаунта (по умолчанию 1,000 на регион, можно повысить), reserved concurrency для защиты downstream-баз и таймаутами. Полезное правило: serverless идеален для «клеевого» кода событий, вебхуков, задач по расписанию и всплесковых API; долгие, нагруженные соединениями или стабильные нагрузки лучше подходят для контейнеров.

08Внутри жизненного цикла среды выполнения

У среды выполнения Lambda три фазы. Init: платформа запускает расширения, рантайм и выполняет ваш код уровня модуля; у этой фазы свой лимит в 10 секунд. Invoke: обработчик выполняется для каждого события, по одному за раз в каждой среде. Shutdown: когда платформа утилизирует среду, расширения получают короткое окно, чтобы сбросить данные. Между вызовами среда заморожена, поэтому фоновая работа, запущенная без await (промис без await, таймер), может замереть на полпути и продолжиться в одном из следующих вызовов, что порождает запутанные баги. Всегда делайте await для всего перед возвратом или используйте response streaming, если нужно отправить байты пораньше. SnapStart, доступный для Java, Python и .NET, делает снапшот инициализированной среды и восстанавливается из него, поэтому уникальные значения вроде random seed и соединений нужно обновлять после восстановления.

09Конкурентность, масштабирование и throttling

Concurrency — это примерно число запросов в секунду, умноженное на среднюю длительность: 200 req/s при 250 ms требуют около 50 параллельных сред. В каждом регионе есть квота concurrency на уровне аккаунта, общая для всех функций, поэтому одна вышедшая из-под контроля функция может затроттлить остальные. Reserved concurrency задаёт для функции и гарантированную долю, и максимум, защищая хрупкие downstream-системы. Provisioned concurrency держит заданное число сред инициализированными, убирая холодные старты для этой ёмкости, за почасовую плату. При throttling синхронные вызывающие получают ошибки 429, а асинхронные события по умолчанию повторяются до шести часов. Для очередных триггеров maximum concurrency на event source mapping — более безопасный способ ограничить потребителей, чем reserved concurrency, из-за которой сообщения могут возвращаться в очередь.

1# Cap a function at 50 concurrent executions
2aws lambda put-function-concurrency \
3  --function-name get-product --reserved-concurrent-executions 50
4 
5# Keep 10 environments warm on the "live" alias
6aws lambda put-provisioned-concurrency-config \
7  --function-name get-product --qualifier live \
8  --provisioned-concurrent-executions 10

10Тюнинг производительности: память, архитектура и бандлинг

В Lambda CPU выделяется пропорционально памяти; при 1,769 MB функция получает эквивалент одного полного vCPU. Поэтому увеличение памяти часто делает CPU-bound функции и быстрее, и дешевле: длительность падает сильнее, чем растёт цена. Измеряйте через AWS Lambda Power Tuning, который запускает функцию с несколькими размерами памяти и строит график стоимости против скорости. arm64 (Graviton) дешевле за GB-секунду и на многих нагрузках быстрее. Для Node.js собирайте бандл через esbuild, помечайте AWS SDK как external, используйте ES-модули с top-level await для инициализации и не импортируйте целиком SDK или ORM на холодных путях. Для Python урежьте зависимости и избегайте тяжёлых импортов на уровне модуля, если они не нужны в каждом вызове.

11Модель безопасности и типичные поверхности атак

IAM-роль выполнения каждой функции — это её идентичность; скомпрометированная функция может делать всё, что разрешает эта роль, поэтому ограничивайте её конкретными ресурсами и действиями. Данные событий — недоверенный ввод, даже если они приходят изнутри AWS: ключ объекта S3 или тело сообщения SQS могут нести payload для инъекции. Function URL с типом auth NONE доступны для вызова публично; используйте AWS_IAM auth или сами проверяйте подпись либо токен. Секреты нужно получать из Secrets Manager или Parameter Store с кэшированием (помогает AWS Parameters and Secrets Lambda Extension), а не вшивать в переменные окружения, видимые в консоли. Фиксируйте версии зависимостей и сканируйте их, потому что риск supply chain сосредоточен в небольших бандлах, которые уходят прямо в продакшен.