Was ist eine Serverless-Architektur? Wie ist sie aufgebaut und wie funktioniert sie?

Question

IT Interview Practice · Accepted Answer

## Was ist Serverless?

**Serverless** ist eine Art, Anwendungen zu entwickeln und auszuführen, bei der ein Cloudanbieter die Server verwaltet und Ausführungsressourcen bereitstellt. Das Entwicklungsteam konzentriert sich auf Code, Dienstkonfiguration und Geschäftslogik, statt Server zu installieren und zu warten.

Server existieren weiterhin, werden jedoch vom Anbieter betrieben. Ein verbreiteter Ansatz verwendet **Funktionen**: Code, der durch eine Anfrage oder ein Ereignis aufgerufen wird. Neben Funktionen bieten Anbieter auch Datenbank- und Speicherdienste nach dem Serverless-Modell an.

## Woraus besteht eine funktionsbasierte Anwendung?

- **Auslöser:** Eine HTTP-Anfrage, ein Zeitplan oder ein Ereignis wie ein neu hochgeladenes Bild.
- **Funktion:** Code, der die benötigte Aufgabe ausführt, etwa ein Vorschaubild erzeugt.
- **Ausführungsplattform:** Bereitet die Laufzeitumgebung vor und passt die Anzahl gleichzeitiger Aufgaben innerhalb der Grenzen des Dienstes an.
- **Datenspeicherung:** Eine Datenbank oder ein Speicherdienst bewahrt Ergebnisse dauerhaft auf. Auf den Arbeitsspeicher einer Funktion sollte man sich nicht verlassen, um Daten zwischen Aufrufen zu erhalten.

## Beispiel: Vorschaubilder automatisch erstellen

Wenn ein Benutzer ein Bild in den Speicher hochlädt, löst ein Ereignis zur Bilderstellung eine Funktion aus. Die Funktion liest das Original, erstellt eine kleinere Version und speichert das Ergebnis an einem getrennten Ort. Die Anwendung zeigt das Vorschaubild an, sobald die Verarbeitung abgeschlossen ist.

Wenn viele Benutzer gleichzeitig Bilder hochladen, kann die Plattform innerhalb der konfigurierten Grenzen mehr Funktionen parallel ausführen. Das Entwicklungsteam muss nicht für jede Upload-Spitze zusätzliche Server starten.

Wird ein Ereignis erneut zugestellt, muss die Funktion es verarbeiten, ohne doppelte Ergebnisse zu erzeugen. Beispielsweise hat jedes Originalbild eine eindeutige Kennung, und sein Vorschaubild wird immer an denselben zugehörigen Ort geschrieben. Das ist **Idempotenz**: Die Wiederholung derselben Anfrage bewahrt dasselbe fachliche Ergebnis.

## Vorteile

- **Weniger Serververwaltung:** Der Anbieter betreut die Infrastruktur, die den Code ausführt, sodass dem Team mehr Zeit für die Entwicklung von Funktionen bleibt.
- **Anpassung an schwankende Auslastung:** Die Verarbeitungskapazität kann mit der Nachfrage steigen oder sinken, etwa bei einer Welle von Bild-Uploads mit anschließender ruhiger Phase.
- **Praktisch für unabhängige Aufgaben:** Ein Team kann eine Fähigkeit zur Ereignisverarbeitung hinzufügen, ohne eine separate Serveranwendung einzurichten.

## Wichtige Grenzen

- **Der Start kann zusätzliche Latenz verursachen:** Wird eine neue Ausführungsumgebung benötigt, muss eine Anfrage auf deren Initialisierung warten. Das ist ein **Kaltstart**, der nicht bei jedem Aufruf auftritt.
- **Die Ausführung hat Grenzen:** Für Funktionen gelten dienstabhängige Grenzen für Laufzeit, Ressourcen und Parallelität. Eine große Aufgabe muss möglicherweise aufgeteilt oder anderswo ausgeführt werden.
- **Fehler benötigen weiterhin Aufmerksamkeit:** Das Team muss fehlgeschlagene Aufgaben überwachen, Wiederholungsversuche konfigurieren und doppelte Anfragen behandeln; der Anbieter behebt Fehler in der Geschäftslogik nicht automatisch.

## Wann sollte man Serverless einsetzen?

Serverless-Funktionen eignen sich für Bildverarbeitung, Benachrichtigungen aus anderen Systemen, geplante Aufgaben und APIs mit schwankendem Datenverkehr. Wenn eine Aufgabe über lange Zeit ununterbrochen laufen muss oder eine sehr gleichmäßige Latenz benötigt, sollten die Vor- und Nachteile sorgfältig abgewogen werden, da Grenzen und Preise vom gewählten Dienst abhängen.

Was ist Serverless?

Woraus besteht eine funktionsbasierte Anwendung?

Beispiel: Vorschaubilder automatisch erstellen

Vorteile

Wichtige Grenzen

Wann sollte man Serverless einsetzen?

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