Serverlose Architektur für Webanwendungen

Serverless: Code ausführen, ohne Server zu verwalten

Serverless Computing ist eine Möglichkeit, Anwendungen zu erstellen, bei denen Sie sich überhaupt nicht um Server kümmern müssen. Sie schreiben Ihren Code, laden ihn zu einem Cloud-Anbieter hoch, und dieser kümmert sich um alles andere – Skalierung, Verfügbarkeit, Sicherheitsupdates. Sie bezahlen nur für die Rechenzeit, die Ihr Code tatsächlich verbraucht, nicht für die Leerlaufzeit des Servers.

Function as a Service

Die häufigste Form von Serverless ist Functions as a Service (FaaS). AWS Lambda, Cloudflare Workers, Vercel Functions und ähnliche Dienste ermöglichen es Ihnen, einzelne Funktionen bereitzustellen, die auf Ereignisse reagieren. Ein Ereignis kann eine HTTP-Anforderung, eine hochgeladene Datei, eine in einer Warteschlange erscheinende Nachricht oder ein geplanter Timer sein. Die Funktion wird ausgeführt, erledigt ihre Arbeit und wird heruntergefahren.

Dieses Modell ist unglaublich skalierbar. Wenn eine Anfrage eingeht, wird eine Funktion ausgeführt. Wenn eine Million Anfragen eingehen, werden eine Million Funktionen parallel ausgeführt. Sie müssen keine Kapazitäten bereitstellen oder sich um Verkehrsspitzen kümmern – der Cloud-Anbieter erledigt das automatisch.

Das Kaltstartproblem

Der Hauptnachteil von Serverless sind Kaltstarts. Wenn eine Funktion eine Weile nicht verwendet wurde, muss der Anbieter Ihren Code in den Speicher laden und die Laufzeit starten, bevor er die Anfrage bearbeiten kann. Dies fügt der ersten Anfrage eine Verzögerung von mehreren hundert Millisekunden hinzu. Bei benutzerorientierten Anwendungen kann dies spürbar sein.

Es gibt Möglichkeiten, Kaltstarts zu mildern. Sie können Funktionen warm halten, indem Sie regelmäßig Anfragen senden. Sie können bereitgestellte Parallelität verwenden, um eine Mindestanzahl von Instanzen bereitzuhalten. Und Sie können Laufzeiten wählen, die schneller starten – Node.js und Python starten schneller als Java oder .NET. Einige Anbieter, wie Cloudflare Workers, haben Kaltstarts durch eine andere Architektur praktisch eliminiert.

Wann sollte man Serverless verwenden

Serverless eignet sich hervorragend für viele Anwendungsfälle. APIs mit variablen Verkehrsmustern profitieren von automatischer Skalierung. Hintergrundaufgaben wie Bildverarbeitung, Videotranskodierung und Datentransformation sind perfekt für Serverless. Geplante Aufgaben wie das Senden täglicher Berichte oder das Bereinigen alter Daten sind einfach zu implementieren. Und Webhooks – bei denen Sie auf Ereignisse externer Dienste reagieren müssen – sind eine natürliche Passform.

Serverless ist weniger geeignet für langlebige Prozesse (Funktionen haben normalerweise ein Timeout-Limit von 15 Minuten), Anwendungen mit vorhersagbar hohem Verkehr (ein dedizierter Server könnte günstiger sein) und Workloads, die spezielle Hardware wie GPUs erfordern.

Erstellen einer serverlosen Anwendung

Eine typische serverlose Anwendung verwendet mehrere Dienste zusammen. Ein API-Gateway empfängt HTTP-Anfragen und leitet sie an Lambda-Funktionen weiter. Eine serverlose Datenbank wie DynamoDB oder Aurora Serverless speichert Daten. Ein CDN liefert statische Dateien aus. Die Authentifizierung wird von einem Dienst wie Cognito oder Auth0 übernommen. Und die Dateispeicherung verwendet S3 oder eine ähnliche Objektspeicherung.

Frameworks wie das Serverless Framework und SST (Serverless Stack) erleichtern das Definieren und Bereitstellen von serverlosen Anwendungen. Sie bieten lokale Entwicklungsumgebungen, kümmern sich um die Konfiguration von Cloud-Ressourcen und erleichtern die Verwaltung mehrerer Umgebungen.