การเพิ่มประสิทธิภาพเครือข่าย

ความเรียบง่ายของ Cloud Functions ช่วยให้คุณพัฒนาโค้ดและเรียกใช้โค้ดในสภาพแวดล้อมแบบเซิร์ฟเวอร์เลสได้อย่างรวดเร็ว เมื่ออยู่ในระดับปานกลาง ค่าใช้จ่ายในการเรียกใช้ฟังก์ชันจะต่ำ และการเพิ่มประสิทธิภาพโค้ดอาจไม่ใช่สิ่งสําคัญมากนัก อย่างไรก็ตาม เมื่อการทําให้ใช้งานได้มีขนาดใหญ่ขึ้น การเพิ่มประสิทธิภาพโค้ดก็ยิ่งมีความสําคัญมากขึ้น

เอกสารนี้อธิบายวิธีเพิ่มประสิทธิภาพการทํางานของเครือข่าย ประโยชน์บางส่วนของการเพิ่มประสิทธิภาพเครือข่ายมีดังนี้

• ลดเวลา CPU ที่ใช้ในการสร้างการเชื่อมต่อขาออกใหม่ในการเรียกใช้ฟังก์ชันแต่ละครั้ง
• ลดโอกาสที่การเชื่อมต่อหรือ โควต้า DNS จะหมด

การรักษาการเชื่อมต่อแบบถาวร

ส่วนนี้จะแสดงตัวอย่างวิธีรักษาการเชื่อมต่อแบบถาวรในฟังก์ชัน การไม่ดำเนินการดังกล่าวอาจส่งผลให้โควต้าการเชื่อมต่อหมดลงอย่างรวดเร็ว

ส่วนนี้จะอธิบายสถานการณ์ต่อไปนี้

• HTTP/S
• Google APIs

คำขอ HTTP/S

ข้อมูลโค้ดที่เพิ่มประสิทธิภาพด้านล่างแสดงวิธีรักษาการเชื่อมต่อแบบถาวรแทนการสร้างการเชื่อมต่อใหม่ทุกครั้งที่มีการเรียกใช้ฟังก์ชัน

Node.js

const http = require('http');
const functions = require('firebase-functions');

// Setting the `keepAlive` option to `true` keeps
// connections open between function invocations
const agent = new http.Agent({keepAlive: true});

exports.function = functions.https.onRequest((request, response) => {
    req = http.request({
        host: '',
        port: 80,
        path: '',
        method: 'GET',
        agent: agent, // Holds the connection open after the first invocation
    }, res => {
        let rawData = '';
        res.setEncoding('utf8');
        res.on('data', chunk => { rawData += chunk; });
        res.on('end', () => {
            response.status(200).send(`Data: ${rawData}`);
        });
    });
    req.on('error', e => {
        response.status(500).send(`Error: ${e.message}`);
    });
    req.end();
});

Python

from firebase_functions import https_fn
import requests

# Create a global HTTP session (which provides connection pooling)
session = requests.Session()

@https_fn.on_request()
def connection_pooling(request):

    # The URL to send the request to
    url = "http://example.com"

    # Process the request
    response = session.get(url)
    response.raise_for_status()
    return https_fn.Response("Success!")
    

ฟังก์ชัน HTTP นี้ใช้พูลการเชื่อมต่อเพื่อส่งคำขอ HTTP โดยจะใช้ออบเจ็กต์คำขอ (flask.Request) และแสดงผลข้อความตอบกลับ หรือชุดค่าผสมใดๆ ที่เปลี่ยนเป็นออบเจ็กต์ Response ได้โดยใช้ make_response

การเข้าถึง Google API

ตัวอย่างด้านล่างใช้ Cloud Pub/Sub แต่แนวทางนี้ใช้ได้กับไลบรารีไคลเอ็นต์อื่นๆ ด้วย เช่น Cloud Natural Language หรือ Cloud Spanner โปรดทราบว่าการปรับปรุงประสิทธิภาพอาจขึ้นอยู่กับการใช้งานไลบรารีไคลเอ็นต์ที่เฉพาะเจาะจงในปัจจุบัน

การสร้างออบเจ็กต์ไคลเอ็นต์ Pub/Sub จะส่งผลให้มีการเชื่อมต่อ 1 ครั้งและการค้นหา DNS 2 ครั้งต่อการเรียกใช้ 1 ครั้ง หากต้องการหลีกเลี่ยงการเชื่อมต่อและการค้นหา DNS ที่ไม่จำเป็น ให้สร้างออบเจ็กต์ไคลเอ็นต์ Pub/Sub ในขอบเขตส่วนกลางดังที่แสดงในตัวอย่างด้านล่าง

node.js

const PubSub = require('@google-cloud/pubsub');
const functions = require('firebase-functions');
const pubsub = PubSub();

exports.function = functions.https.onRequest((req, res) => {
    const topic = pubsub.topic('');

    topic.publish('Test message', err => {
        if (err) {
            res.status(500).send(`Error publishing the message: ${err}`);
        } else {
            res.status(200).send('1 message published');
        }
    });
});

Python

import os

from firebase_functions import https_fn
from google.cloud import pubsub_v1

# from firebase_functions import https_fn
# Create a global Pub/Sub client to avoid unneeded network activity
pubsub = pubsub_v1.PublisherClient()

@https_fn.on_request()
def gcp_api_call(request):

    project = os.getenv("GCP_PROJECT")
    request_json = request.get_json()

    topic_name = request_json["topic"]
    topic_path = pubsub.topic_path(project, topic_name)

    # Process the request
    data = b"Test message"
    pubsub.publish(topic_path, data=data)

    return https_fn.Response("1 message published")
    

ฟังก์ชัน HTTP นี้ใช้อินสแตนซ์ไลบรารีไคลเอ็นต์ที่แคชไว้เพื่อลดจํานวนการเชื่อมต่อที่จําเป็นต่อการเรียกใช้ฟังก์ชัน โดยจะใช้ออบเจ็กต์คำขอ (flask.Request) และแสดงผลข้อความตอบกลับ หรือชุดค่าผสมใดๆ ที่เปลี่ยนเป็นออบเจ็กต์ Response ได้โดยใช้ make_response

ระบบจะตั้งค่าตัวแปรสภาพแวดล้อม GCP_PROJECT โดยอัตโนมัติในรันไทม์ Python 3.7 ในรันไทม์เวอร์ชันที่ใหม่กว่า โปรดระบุค่านี้ในการนำฟังก์ชันไปใช้งาน ดูหัวข้อกำหนดค่าตัวแปรสภาพแวดล้อม

การเชื่อมต่อขาออก

หมดเวลาของคําขอขาออก

คำขอจากฟังก์ชันของคุณไปยังเครือข่าย VPC จะหมดเวลาหลังจากไม่มีการใช้งานเป็นเวลา 10 นาที สําหรับคําขอจากฟังก์ชันของคุณไปยังอินเทอร์เน็ต ระบบจะหมดเวลาหลังจากไม่มีการใช้งานเป็นเวลา 20 นาที

การเชื่อมต่อขาออกถูกรีเซ็ต

สตรีมการเชื่อมต่อจากฟังก์ชันของคุณไปยังทั้งเครือข่าย VPC และอินเทอร์เน็ตอาจสิ้นสุดและแทนที่ในบางครั้งเมื่อมีการรีสตาร์ทหรืออัปเดตโครงสร้างพื้นฐานที่เกี่ยวข้อง หากแอปพลิเคชันของคุณใช้การเชื่อมต่อที่มีอายุการใช้งานยาวนานซ้ำ เราขอแนะนำให้คุณกำหนดค่าแอปพลิเคชันให้สร้างการเชื่อมต่ออีกครั้งเพื่อหลีกเลี่ยงการใช้การเชื่อมต่อที่ตายแล้วซ้ำ

การทดสอบการโหลดฟังก์ชัน

หากต้องการวัดจํานวนการเชื่อมต่อที่ฟังก์ชันทํางานโดยเฉลี่ย ให้ติดตั้งใช้งานเป็นฟังก์ชัน HTTP และใช้เฟรมเวิร์กการทดสอบประสิทธิภาพเพื่อเรียกใช้ที่ QPS หนึ่งๆ ตัวเลือกหนึ่งที่เป็นไปได้คือ Artillery ซึ่งคุณเรียกใช้ได้ด้วยบรรทัดเดียว ดังนี้

$ artillery quick -d 300 -r 30 URL

คำสั่งนี้จะดึงข้อมูล URL ที่ระบุที่ 30 QPS เป็นเวลา 300 วินาที

หลังจากทำการทดสอบแล้ว ให้ตรวจสอบการใช้งานโควต้าการเชื่อมต่อในCloud Functions หน้าโควต้า API ใน Cloud Console หากการใช้งานอยู่ที่ประมาณ 30 (หรือหลายเท่า) อย่างต่อเนื่อง แสดงว่าคุณกำลังสร้างการเชื่อมต่อ 1 (หรือหลาย) ครั้งในการเรียกใช้แต่ละครั้ง หลังจากเพิ่มประสิทธิภาพโค้ดแล้ว คุณควรเห็นการเชื่อมต่อเกิดขึ้น 2-3 ครั้ง (10-30 ครั้ง) ในช่วงเริ่มต้นการทดสอบเท่านั้น

นอกจากนี้ คุณยังเปรียบเทียบต้นทุน CPU ก่อนและหลังการเพิ่มประสิทธิภาพในผังโควต้า CPU ในหน้าเดียวกันได้ด้วย