8月29日下午，在熱烈的氣氛中，2019百度雲智峰會在北京順利舉辦。活動現場，百度開發者中心聯手百度雲智學院，為開發者及學生們，提供了展示自己的舞臺，輸出百度沉澱的優質技術。
為了幫助大家更好地理解Workshop中亮相的6大技術，我們特將技術內容進行梳理總結，出品6篇技術乾貨文章，在近期於百度開發者中心公眾號上逐一分享給大家，請大家持續關注。以下是第四期內容《基於函數計算的智能小應用》。
本文作者姚興，百度雲函數計算研發工程師。
函數計算簡介
函數計算是什麼？
函數計算的伺服器可以看作一個透明的接口，當用戶配置好業務邏輯後，所要做的唯一一件事就是——發送事件。函數計算是事件驅動、彈性伸縮的，可以將伺服器當做遠程過程調用看待。在伺服器端除了用戶的業務代碼，還會提供存儲服務、消息服務、日誌服務等基礎開發服務，也會默認提供日誌、監控、彈性伸縮、高可用等通用特性。
函數計算的起源
雖然函數計算是個比較新的概念，但其實多年前的流行技術就有了它的雛形。我們來了解一下函數計算一路是怎麼誕生的。
CGI（Common Gateway Interface）是上世紀九十年代開始流行的技術。具體實現是在一個機器上部署Web伺服器，當請求到來時根據參數來調用本機部署好的應用程式，然後將程序輸出的結果返回給用戶。這種服務其實就很類似於函數計算，以事件驅動。但它有個致命的缺陷，每處理一個請求都得啟動新進程，極其消耗資源。
為了避免啟動新進程，開發者後續創造了大量技術來改進CGI，其中最主流的兩種技術就是FastCGI和Java EE。
FastCGI將應用程式作為常駐進程運行，Web伺服器和應用程式使用網絡連接來通信。
Java EE則在另外一種奇特的路上越走越遠，它將Web伺服器和應用程式打包在一起，作為同一個進程啟動，這樣兩者之間使用線程間通信即可。
隨著網際網路時代的到來，自建機房對小公司來說成為了性價比不高的選擇，原因之一就是機器資源需求在各個時間段不一致，可能造成巨大浪費。這時就出現了IaaS服務，它解決硬體資源的運維和供給問題。以虛擬機維度計費，提供機器的擴容和縮容功能。這樣技術就從自建機房進入了雲時代。
儘管IaaS解決了機器問題，但仍不是真正的按需收費，因為還有個致命的問題需要解決——即使未接收到任何請求，Web伺服器和應用程式也仍然在運行且佔用著資源的。為了解決這個問題，函數計算FaaS就誕生了。它吸收了過去技術的優點，費用與請求數相關，而用戶只關心業務邏輯，基本無需關心技術邏輯（比如監控，性能，彈性，高可用，日誌追蹤等）。
函數計算與傳統架構對比
我們來對比一下傳統架構與函數計算的各方面特性，看看函數計算到底解決了哪些痛點。這裡的傳統架構包括自建機房和IaaS服務。
函數計算的四大優勢
1、簡單易用。無需管理伺服器和環境，只需編寫代碼。FaaS根據請求量自動橫向擴縮。
2、開發運行高效。上傳代碼後即可自動部署，每個函數單獨部署、運行、伸縮。執行的額外延遲是毫秒級。
3、 穩定可靠。雲函數使用事件觸發，單機故障不影響函數執行。
4、降低成本。業務無需常駐，未執行時不產生任何費用，按請求數和運行時間收費。
百度函數計算CFC實驗
在了解函數計算後，我們來試著用百度的函數計算服務CFC做三個小實驗，進一步學習函數計算的使用方法。
文件伺服器
需求
第一個實驗比較簡單，使用CFC實現一個HTTP伺服器提供文件訪問功能，主要需求如下：
-通過瀏覽器能訪問自定義的圖片或書籍
-能用手機朗讀書籍
架構
因為CFC是事件驅動的，只接收事件格式的請求，所以任何外部請求都會被特定的「觸發器」轉換成事件。這裡從瀏覽器發送的HTTP請求會通過HTTP觸發器到達CFC伺服器。在伺服器的本地環境中存儲著需要訪問的文件，在一個名為「assets」的目錄下存儲著一張風景照landscape.jpg和一本書poetry.txt。
實驗步驟
創建函數
1、登陸百度智能雲平臺控制臺
2、選擇「產品服務>雲函數計算 CFC」，進入「函數列表」頁面，點擊從模板創建函數，進入從模板創建函數界面。
3、點擊後，界面上會顯示目前所有的模板，選擇「simple-file-server」模板，點擊下面的「創建」按鈕。
4、在彈框中輸入函數名稱，點擊確定。
5、增加HTTP觸發器，選擇左側「觸發器」選項卡，點擊「新增觸發器」，在彈出的窗口中，「觸發器」選擇「HTTP觸發器」，「URL路徑」選擇「/file/{path+}」，「HTTP方法」可以只選「GET」，「身份驗證」選擇「不驗證」。
6、查看程序包的結構，在「函數代碼」界面點擊「點擊下載完整 ZIP 程序包」，然後解壓，可以看到包中的asset目錄下有一個圖片和一個txt文件。如果想在此服務中訪問其他文件，可以將其放入asset目錄下，再次打包成zip文件，點擊「上傳函數.ZIP包」。
測試函數
1、在函數列表頁點擊函數名最右側的「測試「按鈕，或者在函數基本信息頁和函數代碼頁面，都可找到「測試「按鈕，進入測試彈窗。
2、輸入測試的事件，選擇任意模板，輸入以下json字符串：
{
"resource": "/test/{path+}",
"path": "/test/poetry.txt",
"httpMethod": "GET",
"headers": {
"Accept": "text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8",
"Accept-Encoding": "gzip, deflate, br",
"Accept-Language": "zh-CN,zh;q=0.9,en;q=0.8",
"Connection": "close",
"Upgrade-Insecure-Requests": "1",
"User-Agent": "Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_13_4) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/70.0.3538.67 Safari/537.36",
"X-Bce-Request-Id": "f6cb833e-f818-4b80-b30c-fff437e69886"
},
"queryStringParameters": {
"a": "111"
},
"pathParameters": {
"path": "poetry.txt"
},
"requestContext": {
"stage": "cfc",
"requestId": "f6cb833e-f818-4b80-b30c-fff437e69886",
"resourcePath": "/test/{path+}",
"httpMethod": "GET",
"apiId": "7grmt1xfky5jf"
},
"body": "",
"isBase64Encoded": false
}
3、點擊「執行」按鈕，即可得到返回。
解釋一下測試數據中的要點欄位。pathParameters中有一個path變量，值為poetry.txt，這裡指定了訪問的文件名。可以在函數代碼頁面看到相關實現，var filename = event.pathParameters.path;這一行提取到事件中的文件名，var filepath = __dirname + "/assets/" + filename;將文件定位在「assets」目錄下。
運行測試後可以看到成功的字樣，而且結果中輸出了poetry.txt中的詩。
使用函數的文件服務
1、查找函數對應的HTTP地址，在觸發器界面找到「URL路徑」，其中的「{path+}」在此函數就表示自定義的文件名。
2、訪問文件服務中的圖片，在瀏覽器中輸入"{url}/landscape.jpg"，url是上一步查找到的地址。
3、訪問文件服務中的詩文件，在在瀏覽器中輸入"{url}/poetry.txt"。
使用Siri朗讀詩
1、新建捷徑，在iPhone上打開捷徑app，點擊右上的加號新增捷徑，進入捷徑的配置。
2、指定詩的地址，增加「URL」，內容填入「{url}/poetry.txt」。
3、讀取詩的內容，增加「獲取URL內容」，「高級」的「方法」中選擇「GET」。
4、讓手機朗讀詩，增加「朗讀文本」。
5、測試功能，點擊「完成」，然後點擊此捷徑。
6、綁定個性化短語，點擊捷徑右上方的設置圖標，再點擊「添加到Siri」，錄製短語與捷徑綁定。
7、使用Siri讀詩，喚醒Siri，說出上一步的短語。
猜數字遊戲
需求
這個實驗複雜一些，需求如下：
-隨機生成一個正整數
-用戶說出數字
*如果猜錯，告知數字過大或者過小
*如果猜對，遊戲結束，重新開一局
架構
看到需求中需要用戶「說出」數字，你應該能想到這裡需要一個外部服務來提供語音識別功能了，所以我們引入了小度音箱。小度音箱背後提供的DuerOS平臺服務可以接入CFC，即使你沒有音箱設備也無需擔心，我們可以使用DuerOS平臺的模擬測試功能。在這個實驗中，小度音箱將用戶說出的語音發送到DuerOS平臺，後續的數據經過一種新的觸發器——DuerOS觸發器轉換為CFC能識別的事件，最終發送給函數。
流程
來看看CFC的函數需要實現的遊戲流程。
遊戲開始時需要生成隨機數，存儲到DuerOS平臺的session接口（可以看作Web服務的session功能，提供臨時存儲功能）中。在接收到數字後，比較該數字與隨機數的大小，不相等則讓小度音箱報出對應的提示語，否則遊戲接收，重新開局。
實驗步驟
創建函數
1、登陸百度智能雲平臺控制臺
2、選擇「產品服務>雲函數計算 CFC」，進入「函數列表」頁面，點擊從模板創建函數，進入從模板創建函數界面。
3、點擊後，界面上會顯示目前所有的模板，選擇「dueros-bot-guess」模板，點擊下面的「創建」按鈕。
4、在彈框中輸入函數名稱，點擊確定。
5、增加DuerOS觸發器，在函數配置界面的「觸發器」下點擊「新增觸發器」，選擇「DuerOS觸發器」，點擊「確定」。
測試創建的函數
1、在函數列表頁點擊函數名最右側的「測試「按鈕，或者在函數基本信息頁和函數代碼頁面，都可找到「測試「按鈕，進入測試彈窗。
2、輸入測試的事件，選擇任意模板，輸入以下json字符串：
{
"version": "2.0",
"session": {
"new": false,
"sessionId": "{{session_id}}",
"attributes": {}
},
"context": {
"System": {
"application": {
"applicationId": "{{application_id}}"
}
}
},
"request": {
"type": "IntentRequest",
"requestId": "{{request_id}}",
"timestamp": "1499169543",
"query": {
"type": "TEXT",
"original": "34567"
},
"intents": [
{
"name": "guess",
"confirmationStatus": "NONE",
"slots": {
"number": {
"name": "number",
"value": "75301",
"values": [
"20000",
"20000",
"50000",
"75301"
]
}
}
}
]
}
}
3、點擊「執行」按鈕，即可得到返回。
解釋一下測試數據中的幾個與DuerOS平臺相關的重要欄位。intents代表「意圖」，可以設置多個，這裡只配置了一個名為guess的意圖。在這個意圖中有一個slots欄位代表「槽位」，其中有個number槽位，它的value是75301。「意圖」和「槽位」的概念都可以在DuerOS平臺看到解釋，接下來創建技能過程中會使用到這兩個概念。
增加DuerOS技能，並綁定CFC函數
1、新建DuerOS技能，在DuerOS技能平臺選擇創建小技能，選擇「自定義>從頭開始」，在頁面下方填入「技能名稱」、「調用名稱」、「應用場景」、「技能付費」，點擊確定。
2、創建意圖，在DuerOS技能平臺中，找到上一步創建的技能，點擊編輯，然後選擇「創建意圖」進入創建意圖界面。
3、意圖信息填寫，按照要求填寫。為了與CFC的函數匹配，「意圖標識名」設置為「guess」。
4、常用表達，您可以根據創建函數的用處，輸入運行函數的常用表達語句。「常用表達」中輸入任意整數（比如20000）回車，此時可以看到「對應詞典」自動設為sys.number，將此表達的「槽位標識」修改為「number」（與CFC函數對應）。最後點擊頁面最下方的「保存」。
5、查詢函數BRN，在CFC「函數列表」頁面點擊想要獲得BRN的函數名稱，進入函數詳情可以查看函數的BRN。
6、與CFC函數綁定，在DuerOS技能平臺點擊「配置服務」，在「服務部署」中選擇「百度雲CFC」，在「BRN」中填入上一步獲取的函數BRN，「是否回調」列，選擇不執行回調，點擊「保存」。
測試DuerOS技能
1、使用百度帳號登錄DuerOS技能平臺
2、選擇需要測試的自定義技能名稱，進入技能詳情頁面，在左側導航欄中選擇「測試驗證>模擬測試」，進入測試頁面。
3、在輸入框中輸入「打開+調用名稱」打開事件，然後輸入想要猜的數字，開始遊戲。
圖片自動添加水印服務
需求
這是一個常見的Web服務需求，先來實現簡單的文字水印，需求如下：
-用戶自定義文字
-上傳圖片時將文字水印添加到圖片
架構
為了存儲圖片，在實驗中引入了新的外部服務——對象存儲BOS，這是百度雲提供的存儲服務，與CFC對接極其便利。另外在這個實驗中也引入了新的BOS觸發器。BOS中可以設置規則，在圖片上傳後如果滿足條件則自動觸發並將消息發送給CFC，然後經過BOS觸發器將事件傳入函數中。
實驗步驟
創建函數
1、登陸百度智能雲平臺控制臺
2、選擇「產品服務>雲函數計算 CFC」，進入「函數列表」頁面，點擊從模板創建函數，進入從模板創建函數界面。
3、點擊後，界面上會顯示目前所有的模板，選擇「bos-add-watermark」模板，點擊下面的「創建」按鈕。
4、在彈框中輸入函數名稱，點擊確定。
創建BOS Bucket，並綁定CFC函數
1、登陸百度智能雲平臺控制臺，選擇「產品服務>對象存儲 BOS」。
2、創建Bucket，點擊「存儲管理」旁邊的加號，填入「Bucket」名稱，「所屬地域」選擇「華北-北京」，然後點擊「確定」。
3、BOS Bucket綁定CFC函數，在「全局概覽」中選擇創建好的Bucket，點擊「事件通知」，再點擊「創建規則」。在「創建新規則」窗口中，填入「名稱」，「監測事件」選擇「PutObject」（上傳文件），「覆蓋資源」選擇「前後綴」，並在前綴中填入「image」，「觸發應用」中點擊「添加>點擊選擇應用」，「觸發應用方式」選擇「函數計算CFC」，「函數列表」選擇剛剛創建的CFC函數，點擊「確認」。最後點擊「確定」，完成新規則的創建。
你可能注意到在這個實驗中到此為止都沒有創建過觸發器，現在回到CFC函數的觸發器再看看，可以發現已經有一個BOS觸發器創建好了，並且屬性與BOS中的規則一致。因為BOS的配置和CFC是聯動，在一方設置好以後另一方會同步配置。
測試添加水印功能
1、上傳圖片，進入BOS中創建好的Bucket，選擇「文件列表」，點擊「上傳文件」，選擇一張本地的png格式文件，點擊「開始上傳」。
2、查看結果，進入Bucket，選擇「文件列表」，可以看到多了一個「wartermarked-images」目錄，點擊進入，目錄裡有與上一步同名的圖片文件，再點擊圖片，可以看到圖片上有水印。
3、自定義水印文字內容，進入CFC函數代碼，有一處水印文字信息text = "Hello World!"，修改此值再上傳圖片即可生成新的水印文字。
4、自定義水印文字字體，下載程序包並解壓，可以看到裡面有一個名為「HELVETI1-1.ttf」的字體，另外代碼中有一句font_path = './HELVETI1-1.ttf'，文件和代碼可以替換為其它true type字體。
5、自定義水印的位置、顏色、透明度等屬性，代碼使用Python的pillow庫，可以查看pillow官方文檔，自行修改代碼。
相信大家對CFC實驗已經有了初步的了解和認識，後續我們會持續發布2篇技術文章，請持續關注哦。