支持多语言：腾讯云Serverless云函数如何解锁语言

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< ">< color: rgb(79, 129, 189);">导语 | < color: rgb(127, 127, 127);">云函数SCF是腾讯云为企业和开发者们提供的无服务器执行环境，帮助大家在无需购买和管理服务器的情况下运行代码。但是SCF在使用过程中经常会受到开发语言方面的限制，造成拓展性和成本上的问题。本文就将为大家介绍使用Custom Runtime来解锁SCF语言限制，希望与大家一同交流。文章作者：臧琳，腾讯云Serverless 研发工程师。

一、背景

< ">SCF作为腾讯云FaaS核心产品，支持javascript、python、php、java、go等多语言函数。但是，在用户实际使用过程中，我们发现了一些问题：

< ">< color: rgb(79, 129, 189);">1.寻求更多语言支持

< ">我们时常会收到来自内外的各种关于编程语言的咨询，比如SCF是否支持dotnet、rust、deno甚至C等多种语言环境。

2.关于现有语言的功能拓展

< ">比如php想要安装更多的插件，就需要在执行环境中使用phpize来安装（因为部分插件可能和os library等底层库相关），但是云函数因为安全等原因，限制了相关权限。

3.关于Runtime的拓展性

< ">举个例子，现有SCF java的语言环境是java8，如果用户想要在SCF中使用JDK11或者更新的JDK15，有没有办法解决呢？

4.使用成本

< ">目前，用户如果想要在自己的业务代码中嵌入SCF，需要了解SCF各个语言提供公共关系团队的入口函数及编程方法。虽然我们已经尽量将使用方法和接口设计得简单，但对于一些用户来说，仍然要处理编程语言上的接口依赖，以及学习如何正确使用这些接口API。

5.维护成本

< ">简单来说，如果复用现有方案，给SCF提供多语言支持其实是可行的，但是需要给每一种语言编写一套使用SCF的API。这不仅仅需要SCF研发同学懂得各种语言，还需要他们了解各个语言的安全特性，使用特性等，维护成本很高。

< ">那么，有没有一种方法能够让我们只需要维护一套统一的API，就能让用户从各种编程语言中解耦，还能解决上述列举的各项问题呢？答案就在于使用——Custom Runtime。

二、Custom Runtime简介

< ">Custom Runtime（以下简称CR）使用方法较为简单：CR会暴露一套HTTP API提供给用户环境，而用户只需要到特定端口上发送/接收HTTP请求，即可以获得SCF下发的各种event，并返回处理结果。< color: rgb(127, 127, 127);">具体的文档可以参考：Custom Runtime说明[1]。

< ">总体来说，要使用Custom Runtime，用户需要做好以下准备：

< ">< color: rgb(79, 129, 189);">1.bootstrap可执行程序

< ">此执行程序可以是任何形式的Linux可执行文件，比如C语言编译出的二进制文件，或者是一个简单的shell脚本。

2.用户的事件处理函数

< ">也就是通过CR约定的HTTP API实现event的获得和处理，以及结果返回。

3.用户语言Runtime（可选）

< ">针对解释型语言，或者是需要Runtime来运行的语言，比如js、python、dotnet等，需要用户提供自己的Runtime，并在bootstrap中提供相应的启动Runtime的命令。

< ">腾讯云官网上也提供了利用CR实现shell云函数的示例[2]，有兴趣的小伙伴可以看看。

三、Custom Runtime具体模型及用法示例

< ">Custom Runtime函数的内部处理流程如下所示：

< ">目前Custom Runtime的实现在SCF侧是一个HTTP Server。用户侧代码作为HTTP Client通过约定的API给SCF发请求来获得事件及相关信息，并发送HTTP请求返回处理结果给SCF服务。

< ">HTTP Server端口号和URL，通过两个环境变量传递到云函数环境中:

< ">SCF_RUNTIME_API:SCF_RUNTIME_API_PORT

< ">HTTP API定义如下图所示：

1.冷启动阶段（函数部署阶段）

< ">冷启动阶段主要是部署用户代码，完成用户初始化，这个阶段SCF会在用户提供的程序包（zip包）中寻找bootstrap可执行程序，然后拉起该程序。bootstrap由用户实现，内部启动用户代码等工作。

< ">用户函数在冷启动阶段需要完成代码初始化工作，并通知SCF，初始化工作完成。即发POST到SCF_RUNTIME_API:SCF_RUNTIME_API_PORT/runtime/init/ready.

< ">SCF服务侧接收用户ready的请求，初始化工作结束，通知上层服务。函数进入调用流程（即event此时可以下发到函数侧）。

< ">< color: rgb(79, 129, 189);">2.热启动阶段（调用阶段）

< ">函数通过GET SCF_RUNTIME_API:SCF_RUNTIME_API_PORT/runtime/invocation/next获得event及相关ctx信息。

< ">SCF在函数拉取event之后，等待用户函数返回。

< ">函数处理event之后，如正常返回，通过POST SCF_RUNTIME_API:SCF_RUNTIME_API_PORT/runtime/invocation/response传递返回信息给SCF服务。

< ">如函数调用出现异常（此处指业务代码需要返回错误信息），则通过POST SCF_RUNTIME_API:SCF_RUNTIME_API_PORT/runtime/invocation/error返回错误信息。

< ">SCF服务传递返回给上层服务，函数一次调用结束，进入下一次event调用周期。

< ">这里我们用SCF中CustomRuntime的Deno模板示例做说明，如下图所示，程序包里有：

< ">bootstrap:入口文件，这里是shell，可以看到红线标注这一行就是启动deno程序；

< ">deno二进制：Deno Runtime，启动deno程序必须的launcher；

< ">demo.ts：用户函数，里面就实现了上面提到的和SCF服务端交互的逻辑，也是用户业务逻辑的主要处理函数。

< ">bootstrap主要是启动demo.ts，下面我们看看demo.ts里的代码实现：

< ">可以看到，主要是完成初始化阶段。下面再来看看调用是怎么完成的：

< ">可以看到，是通过GET（fetch）循环拉取event，然后调用processEvent()来进行处理。processEvent()逻辑如下所示：

< ">分别处理正常返回和错误返回。最后再来看一下我们是怎么封装这里的postData()函数的：

< ">以上就是一个Deno函数使用SCF的Custom Runtime实现云函数的全过程。

四、结语

< ">从上文的论述我们不难看出：

1.SCF与语言无关

< ">因为CR的使用与语言无关，所以解锁了SCF的语言限制,也就是说只要可以实现一个HTTP Client，就可以通过HTTP API的调用和SCF进行交互，从而完成云函数的事件处理及调用。

2.bootstrap是入口

< ">举个例子，如果我用C语言实现一个HTTP Client，按照CR的约定完成与SCF的交互，那么完全可以编译成一个名字叫bootstrap的二进制文件，然后就可以跑C的FaaS函数了。

3.bootstrap可配置

< ">用户可以在bootstrap里面启动多个进程，可以解锁多种玩法，当然，要符合安全，毕竟用户函数运行环境有安全限制。但是，这已经可以解决一些“云函数+agent进程”的需求。

4.使用简单

< ">相对于学习各个语言的函数编写规范，了解云函数对各个语言的支持。使用CR只需要学习HTTP API的使用即可。更多的语言，环境相关的问题都是用户在业务开发中使用到的，不需要额外学习。

< ">Custom Runtime刚刚上线，已经得到了一些外网客户的关注。比如，有人用Cust王石的危机公关om Runtime把Swift放到了SCF里面，并做了相应的支持[3]；有人用Custom Runtime在SCF中跑了WASM,并在上面做了Rust语言的支持[4]。

< ">还有很多类似场景，我们也在不断的努力，引入更多的语言，借助语言的生态，带动Serverless的生态发展。最后，欢迎大家体验SCF Custom Runtime，留下宝贵的意见！

参考资料：

[1]Custom Runtime说明:

https://cloud.tencent.com/document/product/583/47274

[2]官网示例:

https://cloud.tencent.com/document/product/583/47610

[3]场景拓展1：

https://github.com/stevapple/swift-tencent-scf-runtime

[4]场景拓展2：

https://www.freecodecamp.org/news/rust-webassembly-serverless-tencent-cloud/

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