FaaSLight: تحسين زمن بدء التشغيل البارد على مستوى التطبيقات العامة لـ Function-as-a-Service في الحوسبة بدون خادم

تعتبر الحوسبة بدون خادم نموذج شائع في الحوسبة السحابية يحرر المطورين من إدارة الخوادم. Function-as-a-Service (FaaS) هو الأكثر شيوعًا من تنفيذ الحوسبة دون خادم، حيث يمثل التطبيقات كوظائف مدفوعة بالحدث وبدون حالة. ومع ذلك، تشير الدراسات الحالية إلى أن وظائف تطبيقات FaaS تعاني بشدة من زمن بدء التشغيل البارد. في هذه المقالة، نقترح نهجًا، وهو FaaSLight، لتسريع بدء التشغيل البارد لتطبيقات FaaS من خلال تحسين مستوى التطبيق. نبدأ بإجراء دراسة قياس للتحقيق في السبب الجذري المحتمل لمشكلة بدء التشغيل البارد لـ FaaS. تُظهر النتائج أن زمن تحميل كود التطبيق هو عبء كبير. ولذلك، فإن تحميل الكود الضروري فقط من تطبيقات FaaS يمكن أن يكون حلاً كافيًا. بناءً على هذه الرؤية، نحدد الكود المتعلق بوظائف التطبيق من خلال بناء رسم بياني لمستوى استدعاء الوظائف والفصل بين الكود الآخر (أي الكود الاختياري) من تطبيقات FaaS. يمكن تحميل الكود الاختياري المفصول حسب الطلب لتجنب التعرف غير الدقيق على الكود الضروري الذي يسبب فشل التطبيق. على وجه الخصوص، تعتبر مبدأ رئيسي يوجه تصميم FaaSLight بشكل عام، أي غير متعلق بالمنصة أو اللغة. في الممارسة العملية، يمكن تطبيق FaaSLight بفعالية على تطبيقات FaaS المطورة بلغات برمجة مختلفة (Python وJavaScript)، ويمكن نشرها بسلاسة على منصات بدون خادم الشهيرة مثل AWS Lambda و Google Cloud Functions، دون الحاجة إلى تعديل أنظمة التشغيل أو المحاكيات الأساسية، أو إدخال أي مجهودات هندسية إضافية للمطورين. تُظهر نتائج التقييم على تطبيقات FaaS في العالم الحقيقي أن FaaSLight يمكن أن يقلل بشكل كبير من زمن تحميل الكود (حتى 78.95%، و28.78% في المتوسط)؛ مما يؤدي إلى تقليل زمن بدء التشغيل البارد. نتيجة لذلك، يمكن تقليل زمن استجابة الوظائف الإجمالي بنسبة تصل إلى 42.05% (19.21% في المتوسط). بالمقارنة مع أحدث التقنيات، حقق FaaSLight تحسينًا بنسبة 21.25× في تقليل متوسط زمن الاستجابة الإجمالي.