北京米連科技有限公司成立于2015年，是國家高新技術企業，旗下品牌伊對App上線于2018年，專注于移動端交友和相親，将視訊、直播和線上紅娘創造性地融合在一起，開辟了視訊戀愛社群的獨立賽道，為單身人群提供了全新的社交體驗。截至2020年，伊對App注冊使用者已達1億，每月撮合線上相親活動約1000萬場，成為視訊戀愛社交垂直領域最具影響力的品牌之一。
業務需求
随着伊對App業務的快速增長，核心應用的系統規模和系統複雜度也在經曆着翻天覆地的變化。伊對App技術團隊通過引進新的技術手段，維護整套系統架構的技術先進性，以更好地支援業務需求，降低IT成本。從成立以來，伊對App的核心系統架構完成了多次重大的更新，涉及微服務化、容器化、分布式資料庫、大資料和人工智能等重要的技術，特别在Serverless技術的探索方面，伊對App投入了很大精力，以充分享受到雲計算時代資源快速彈性伸縮的價值。
在伊對App的業務場景裡面，視訊直播是最為重要的環節，基于視訊直播這個骨架，可以融入線上紅娘等多類創新業務模式，這也對視訊直播的内容安全提出了極高的要求。不論是自身通過AI技術對視訊直播内容進行智能分析，還是應對監管的要求，都需要在每一路視訊直播流開始後，根據固定頻率對視訊進行截幀，并通過統一的稽核服務對截幀生成的圖檔進行處理。
在這個需求裡面，截幀服務承擔着關鍵職責，這個服務不僅需要通過FFmpeg指令對每一路直播視訊流進行截幀操作，還需要将生成的圖檔儲存到對象存儲OSS，并将截幀資訊寫入到Kafka。這樣下遊的截幀服務就能從Kafka上拉取截幀資訊，并從截幀資訊中得到圖檔在OSS中的位址，進而完成對于圖檔的稽核。在這個架構中，引入Kafka是為了通過異步處理機制緩解稽核服務在業務高峰期的負載。
業務痛點
FFmpeg截幀指令使用非常簡單，但這是一個對于CPU算力要求非常高的操作。根據伊對App技術團隊的多次試驗，采用ECS部署截幀服務，是一個相對成本最優的選擇。如果按照每秒鐘1次截幀的固定頻繁，1台ECS能夠同時支撐大約數百路直播視訊流的截幀任務。為了保障業務高峰期的資源儲備，伊對App準備了大量ECS來部署截幀服務。跟絕大多數網際網路應用一樣，伊對App的負載也存在着波峰波谷，這樣的波動對伊對App整體的資源規劃帶來了極高的挑戰，如果按照固定的ECS叢集規模來部署截幀服務，會存在兩個非常明顯的弊端：
- 為了支援業務高峰，必須按照高峰期的使用者量來評估叢集規模，在業務低峰期就會造成巨大的浪費。
- 在某些場景下，比如節假日效應的帶動，業務量會有突增，有可能需要對叢集進行臨時擴容，這種情況下往往擴容速度會滞後于業務流的增速，造成部分業務的降級處理。
為了節省資源成本，伊對App也探索過很多種彈性伸縮政策，比如通過彈性ECS執行個體配合容器化的方式部署應用，以實作叢集規模能動态适配真實業務量的變化。但這些政策的實作都比較複雜，彈性伸縮能力都相對滞後。其中根本的原因是在傳統的服務架構中，一個應用啟動後都是長期保持運作的，在運作期間會并發會處理多個業務需求，不管業務量如何變化，這個應用占據的計算力都不會有本質的變化。
有沒有一種直截了當的方式，可以在一路直播視訊流開啟後，拉起對應的計算力承接截幀任務，而在視訊流關閉後，自動将計算力釋放呢？這樣的方式不需要應用執行個體長駐，可以實作真正的計算資源按需配置設定，也不需要借助額外的手段動态調整截幀服務的叢集規模，是一種最為理想的方案。
作為雲原生Serverless技術的代表，阿裡雲函數計算FC就正好實作了這樣的思路。
函數計算FC有哪些獨特之處？
阿裡雲自研的Serverless産品函數計算FC是事件驅動的全托管計算服務，完美契合了伊對App的需求和痛點。使用函數計算，使用者無需采購與管理伺服器等基礎設施，隻需編寫并上傳代碼。函數計算會自動準備好計算資源，彈性地、可靠地運作任務，并提供日志查詢、性能監控和報警等功能。借助函數計算FC，可以快速建構任何類型的應用和服務，并且隻需為任務實際消耗的資源付費。
函數計算FC提供了一種事件驅動的計算模型，函數的執行是由事件驅動的。函數的執行可以通過函數使用者自己觸發，也可以由其它一些事件源來觸發。可以在指定函數中建立觸發器，該觸發器描述了一組規則，當某個事件滿足這些規則，事件源就會觸發相應的函數。比如對于HTTP觸發起而言，使用者的一次HTTP請求就能觸發一個函數；而對于OSS觸發器而言，OSS上新增或修改一個檔案就能觸發一個函數。在伊對App的視訊截幀場景中，函數隻需要在每一個直播流開始推送之前，通過業務程式主動觸發一個截幀函數就可以了。是以之前截幀業務的架構隻需要做很小的調整，就能遷移到函數計算平台上來，以享受Serverless的價值。
解決方案及優勢
支援多種程式設計語言的Runtime
伊對App的技術團隊第一次和阿裡雲溝通Serverless方案的時候，阿裡雲的技術人員推薦使用Python語言實作截幀函數，因為函數計算FC對于Node.js、Python、PHP、Java等語言提供了原生的運作環境，而且像Python這樣的腳本語言可以實作在函數計算平台上直接修改排程代碼，使用非常簡單。其實函數計算FC對于開發語言沒有要求，任何主流的開發語言都可以很好的支援。通過函數計算FC提供的Custom Runtime，可以為任務語言建立自定義的運作環境。Custom Runtime本質上是一個HTTP Server，這個HTTP Server接管了函數計算系統的所有請求，包括來自事件調用或者HTTP函數調用。
極緻彈性和高可用性
由于在Serverless架構下，每一路直播視訊流都會拉起新的計算資源來承接截幀任務，是以并不需要采用高規格的ECS執行個體同時并發處理多個截幀任務。通過反複的測試，伊對App采取了最适合的函數計算執行個體來完成每路視訊流的截幀任務。
函數計算FC在計算資源的啟動方面做了大量優化，配合雲化的資源池，能夠在100毫秒的時間内排程大量計算執行個體，以承載特殊情況下突增的業務流量。為了更進一步的适配伊對App的業務場景，阿裡雲函數計算團隊還專門為伊對App提供了定時預熱的方式，以最大程度的保障業務高峰期冷啟動計算資源的性能。這樣極緻的彈性伸縮能力是Serverless的專長，傳統的應用架構的彈性伸縮依賴于底層計算資源的排程，以及複雜的初始化工作，在計算執行個體的啟動速度上遠遠達不到這個水準。
正常情況下，函數計算FC上一個普通彈性執行個體可運作時長為10分鐘，此外還提供了性能執行個體，以應對更高的資源需求，性能執行個體在可運作時長上也提升到了數小時。在伊對App的截幀場景中，單執行個體并不需要有很高的性能，但有必要伴随着直播視訊流長期運作，是以阿裡雲也為伊對App适當放開了彈性執行個體的運作時長限制：達到1小時。對于超過1小時的直播，同樣可以支援：在截幀場景中，當一個函數執行個體将要達到運作時長限制的時候，隻需要再拉起一個新的函數執行個體對截幀任務進行接力就可以了，對于截幀業務的正常運作不會有任何影響。
節省資源，降本增效
函數計算FC在實作計算資源按需排程，按量計費的同時，還通過預留執行個體的模型更進一步降低使用成本。根據初步的評估，在直播截幀這個業務場景上，通過基于函數計算FC的Serverless架構，能夠幫助伊對App減少20%以上的資源成本開支。
此外，由于函數計算FC不需要預留計算資源，也不需要對底層的軟硬體進行維護，極大程度的降低了營運成本，可以讓伊對App的技術團隊更專注在複雜業務邏輯的實作上。這也是Serverless技術為廣大企業和開發者帶來的巨大價值之一。
總結
在直播截幀場景試點Serverless技術成功後，伊對App繼續在更多業務領域發掘Serverless技術的比對場景。未來，伊對App将繼續基于自身的技術特點不斷深入探索Serverless架構，在擁抱新技術的同時也能充分享受到雲計算的紅利。
作者：阿裡雲解決方案架構師 山獵
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