Otimize a rede (1.ª geração)

A simplicidade das funções do Cloud Run permite-lhe desenvolver rapidamente código e executá-lo num ambiente sem servidor. A uma escala moderada, o custo de execução das funções é baixo e a otimização do código pode não parecer uma prioridade elevada. No entanto, à medida que a implementação aumenta, a otimização do código torna-se cada vez mais importante.

Este documento descreve como otimizar a rede para as suas funções. Seguem-se algumas das vantagens da otimização da rede:

  • Reduzir o tempo da CPU gasto no estabelecimento de novas ligações em cada chamada de função.
  • Reduzir a probabilidade de ficar sem ligação ou quotas de DNS.

Mantenha ligações persistentes

Esta secção dá exemplos de como manter ligações persistentes numa função. Se não o fizer, pode esgotar rapidamente as quotas de ligações.

Esta secção aborda os seguintes cenários:

  • HTTP/S
  • APIs Google

Pedidos HTTP/S

O seguinte fragmento do código otimizado mostra como manter ligações persistentes em vez de criar uma nova ligação em cada invocação de função:

Node.js 

const fetch = require('node-fetch');

const http = require('http');
const https = require('https');

const functions = require('@google-cloud/functions-framework');

const httpAgent = new http.Agent({keepAlive: true});
const httpsAgent = new https.Agent({keepAlive: true});

/**
 * HTTP Cloud Function that caches an HTTP agent to pool HTTP connections.
 *
 * @param {Object} req Cloud Function request context.
 * @param {Object} res Cloud Function response context.
 */
functions.http('connectionPooling', async (req, res) => {
  try {
    // TODO(optional): replace this with your own URL.
    const url = 'https://www.example.com/';

    // Select the appropriate agent to use based on the URL.
    const agent = url.includes('https') ? httpsAgent : httpAgent;

    const fetchResponse = await fetch(url, {agent});
    const text = await fetchResponse.text();

    res.status(200).send(`Data: ${text}`);
  } catch (err) {
    res.status(500).send(`Error: ${err.message}`);
  }
});

Python 

import functions_framework
import requests

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


@functions_framework.http
def connection_pooling(request):
    """
    HTTP Cloud Function that uses a connection pool to make HTTP requests.
    Args:
        request (flask.Request): The request object.
        <http://flask.pocoo.org/docs/1.0/api/#flask.Request>
    Returns:
        The response text, or any set of values that can be turned into a
        Response object using `make_response`
        <http://flask.pocoo.org/docs/1.0/api/#flask.Flask.make_response>.
    """

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

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

Go 


// Package http provides a set of HTTP Cloud Functions samples.
package http

import (
	"fmt"
	"net/http"
	"time"

	"github.com/GoogleCloudPlatform/functions-framework-go/functions"
)

var urlString = "https://example.com"

// client is used to make HTTP requests with a 10 second timeout.
// http.Clients should be reused instead of created as needed.
var client = &http.Client{
	Timeout: 10 * time.Second,
}

func init() {
	functions.HTTP("MakeRequest", MakeRequest)
}

// MakeRequest is an example of making an HTTP request. MakeRequest uses a
// single http.Client for all requests to take advantage of connection
// pooling and caching. See https://godoc.org/net/http#Client.
func MakeRequest(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	resp, err := client.Get(urlString)
	if err != nil {
		http.Error(w, "Error making request", http.StatusInternalServerError)
		return
	}
	if resp.StatusCode != http.StatusOK {
		msg := fmt.Sprintf("Bad StatusCode: %d", resp.StatusCode)
		http.Error(w, msg, http.StatusInternalServerError)
		return
	}
	fmt.Fprintf(w, "ok")
}

PHP

Recomendamos que use a estrutura HTTP PHP Guzzle para enviar pedidos HTTP, uma vez que processa as ligações persistentes automaticamente.

Aceder às APIs Google

O exemplo seguinte usa o Cloud Pub/Sub, mas esta abordagem também funciona para outras bibliotecas cliente; por exemplo, o Cloud Natural Language ou o Cloud Spanner. Tenha em atenção que as melhorias no desempenho podem depender da implementação atual de bibliotecas de cliente específicas.

A criação de um objeto cliente do Pub/Sub resulta numa ligação e em duas consultas DNS por invocação. Para evitar ligações e consultas DNS desnecessárias, crie o objeto cliente do Pub/Sub no âmbito global, conforme mostrado no seguinte exemplo:

Node.js 

const functions = require('@google-cloud/functions-framework');
const {PubSub} = require('@google-cloud/pubsub');
const pubsub = new PubSub();

/**
 * HTTP Cloud Function that uses a cached client library instance to
 * reduce the number of connections required per function invocation.
 *
 * @param {Object} req Cloud Function request context.
 * @param {Object} req.body Cloud Function request context body.
 * @param {String} req.body.topic The Cloud Pub/Sub topic to publish to.
 * @param {Object} res Cloud Function response context.
 */
functions.http('gcpApiCall', (req, res) => {
  const topic = pubsub.topic(req.body.topic);

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

Python 

import os

import functions_framework
from google.cloud import pubsub_v1


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


@functions_framework.http
def gcp_api_call(request):
    """
    HTTP Cloud Function that uses a cached client library instance to
    reduce the number of connections required per function invocation.
    Args:
        request (flask.Request): The request object.
    Returns:
        The response text, or any set of values that can be turned into a
        Response object using `make_response`
        <http://flask.pocoo.org/docs/1.0/api/#flask.Flask.make_response>.
    """

    """
    The `GCP_PROJECT` environment variable is set automatically in the Python 3.7 runtime.
    In later runtimes, it must be specified by the user upon function deployment.
    See this page for more information:
        https://cloud.google.com/functions/docs/configuring/env-var#python_37_and_go_111
    """
    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 "1 message published"

Go 

// Package contexttip is an example of how to use Pub/Sub and context.Context in
// a Cloud Function.
package contexttip
import (
    "context"
    "encoding/json"
    "fmt"
    "log"
    "net/http"
    "os"
    "sync"
    "cloud.google.com/go/pubsub"
    "github.com/GoogleCloudPlatform/functions-framework-go/functions"
)
// client is a global Pub/Sub client, initialized once per instance.
var client *pubsub.Client
var once sync.Once
// createClient creates the global pubsub Client
func createClient() {
    // GOOGLE_CLOUD_PROJECT is a user-set environment variable.
    var projectID = os.Getenv("GOOGLE_CLOUD_PROJECT")
    // err is pre-declared to avoid shadowing client.
    var err error
    // client is initialized with context.Background() because it should
    // persist between function invocations.
    client, err = pubsub.NewClient(context.Background(), projectID)
    if err != nil {
        log.Fatalf("pubsub.NewClient: %v", err)
    }
}
func init() {
    // register http function
    functions.HTTP("PublishMessage", PublishMessage)
}
type publishRequest struct {
    Topic   string json:"topic"
    Message string json:"message"
}
// PublishMessage publishes a message to Pub/Sub. PublishMessage only works
// with topics that already exist.
func PublishMessage(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    // use of sync.Once ensures client is only created once.
    once.Do(createClient)
    // Parse the request body to get the topic name and message.
    p := publishRequest{}
    if err := json.NewDecoder(r.Body).Decode(&p); err != nil {
        log.Printf("json.NewDecoder: %v", err)
        http.Error(w, "Error parsing request", http.StatusBadRequest)
        return
    }
    if p.Topic == "" || p.Message == "" {
        s := "missing 'topic' or 'message' parameter"
        log.Println(s)
        http.Error(w, s, http.StatusBadRequest)
        return
    }
    m := &pubsub.Message{
        Data: []byte(p.Message),
    }
    // Publish and Get use r.Context() because they are only needed for this
    // function invocation. If this were a background function, they would use
    // the ctx passed as an argument.
    id, err := client.Topic(p.Topic).Publish(r.Context(), m).Get(r.Context())
    if err != nil {
        log.Printf("topic(%s).Publish.Get: %v", p.Topic, err)
        http.Error(w, "Error publishing message", http.StatusInternalServerError)
        return
    }
    fmt.Fprintf(w, "Message published: %v", id)
}

Reposicionamentos de ligações de saída

As streams de ligação da sua função à VPC e à Internet podem ser ocasionalmente terminadas e substituídas quando a infraestrutura subjacente é reiniciada ou atualizada. Se a sua aplicação reutilizar ligações de longa duração, recomendamos que a configure para restabelecer as ligações de forma a evitar a reutilização de uma ligação inativa.

Limites de tempo de pedidos de saída

Os soquetes de saída podem ser recuperados após 10 minutos de inatividade. Qualquer operação de soquete mantém o soquete ativo durante mais 10 minutos.

Teste de carregamento da sua função

Para medir quantas ligações a sua função realiza em média, implemente-a como uma função HTTP e use uma framework de teste de desempenho para a invocar a um determinado QPS. Uma possível escolha é o Artillery, que pode invocar com uma única linha:

$ artillery quick -d 300 -r 30 URL

Este comando obtém o URL fornecido a 30 CPS durante 300 segundos.

Após realizar o teste, verifique a utilização da quota de ligação na página de quotas da API Cloud Run Functions na Google Cloud consola. Se a utilização for consistentemente cerca de 30 (ou o seu múltiplo), está a estabelecer uma (ou várias) ligações em cada invocação. Depois de otimizar o código, deve ver algumas (10 a 30) ligações apenas no início do teste.

Também pode comparar o custo da CPU antes e depois da otimização no gráfico da quota da CPU na mesma página.