WebAssembly ——Dapr 的高性能执行环境(直播回放+PPT)

2021/09/14 10:42
阅读数 33

中国 KubeCon + CloudNativeCon + Open Source Summit 虚拟大会

12 月 9 日至 10 日

https://www.lfasiallc.com/kubecon-cloudnativecon-open-source-summit-china/


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Michael Yuan,WasmEdge Maintainer / Second State CEO。

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本次分享将演示如何使用 CNCF 沙箱项目 WasmEdge 在 Dapr 上构建基于 go 与 基于 Rust 的 sidecar,并在这些 sidecar 里面运行 WebAssembly 函数实现的业务逻辑。

分享大纲回顾

答疑问题

Q1: WebAssembly 会取代 Docker 吗?

A:

Webassembly 不会取代 Docker 。我们刚刚讲了,Docker 模拟的是操作系统,WebAssembly 模拟的是进程。这是不同层面的问题。

WebAssembly 会在什么场景取代 docker 呢?就是今天 docker 不适合,但是又必须要隔离的场景。比如微服务、边缘计算、汽车。Docker 不适合在实时操作系统上运行。但是这个场景需要隔离,需要容器化,目前没有更好的做法。WebAssembly 在这种场景下会取代 docker,在边缘计算上会取代 Docker。

实际场景是 WebAssembly 和 Docker side by side 运行,就是说用 K8s 或者 Dapr 这样的微服务框架同时去调度很多不同的 application runtime,这里面会有 Docker Based 以及 WebAssembly Based。

未来还会有很多 application 仍然使用 docker,但是会有些新的 Application 比如微服务、边缘计算,不适合使用 Docker,就会用 WebAssembly 来写。

所以,我觉得,WebAssembly 更是要把容器的概念发展到 Docker 达不到的地方。

Q2: 有哪些大型项目目前在使用 WebAssembly?

A:

要看你怎么定义大型项目,基本上所有的微服务或服务网格项目都有在调研 WebAssembly。

国外上 production 的有 Fastly、cloudflare、shopify。如果大家对这个议题有兴趣的话,可以来参加 KubeCon North America 的 Cloud Native Wasm Day ,来看看世界范围内的公司怎么使用 WebAssembly。

我个人觉得 WebAssembly 的大量使用要从今年的下半年开始。

Q3: Wasm 程序的内存是如何管理的?Dapr 结合的 Wasm 有源码 demo 吗?

A:

Dapr-Wasm 的源代码[1]:https://github.com/second-state/dapr-wasm。

Wasm 里的内存管理是比较复杂的问题。其实 Java 当年出来的时候,就是号称用 JVM 在 runtime 解决了内存管理的问题。但是这也带来了很多问题,比如 JVM 非常复杂,实时性很差。

新一代编程语言,比如 Rust 是用编译器里解决内存管理问题,这是 WebAssembly 管理内存的一个主要思路。可以产生轻量级,高性能,同时内存安全的代码。但是我们也理解大部分云原生程序员,并没有要学习 Rust 的意愿,所以 WasmEdge 也要支持 JavaScript[2]

内存管理是个很深的问题,简单来说,最好的办法是用编译器管理,如果编译器做不到,比如 JavaScript,那就要 WebAssembly 里有个 runtime 进行管理。

Q4: WasmEdge 是包活的还是每次 fork 的?这里面说的 Wasm 隔离性,可以理解为可以限制 cpu、memory 的使用量吗?上面说的图像处理、AI 处理,是不是用 Serveless 更合适呢?

A:

在 Dapr 这个场景是每次 fork ,因为是从 rust 和 go 起的。之所以可以这么干,就是因为 Wasm 启动时间非常短,启动时间是毫秒级的。如果用 docker 的话,程序的响应时间以秒计,但是 WebAssembly 是以毫秒计。

Wasm 的隔离性是有多种多样的。一个是运行 Wasm 的进程是需要隔离的。在 Dapr 这个例子,他提供了一些隔离,一些安全隔离,我可以告诉他,这些进程可以 acess 哪些文件系统,有没有网络。

但是如果要做到 CPU 和 资源的隔离,需要在 Wasm 里面做静态内存分配。我们在起 Wasm 虚拟机的时候,就已经把资源分配好了。

然后我们还有另外一个概念,叫做 gas ,这个概念是从区块链来的。用 gas 来衡量记录执行了多少个 WebAssembly 指令。在区块链上运行智能合约的时候,就要先给 gas,然后再来运行智能合约,如果 gas 不够,那这个合约就不能执行。在这种情况下,也能做到某种程度的资源隔离。

传统意义上的资源隔离使用 K8s 来做的,K8s 进行资源隔离的有 runc 和 crun,我们在这个基础上写 runw 与 crunw[3],让 K8s 能够直接起 WasmEdge,这样可以通过 systemd 和 cgroupfs 去进行资源管理。这种方式就更像传统意义上的资源管理与隔离。

是的,Dapr 里的这两个 demo 就是 serverless 。我们用 dapr 起一个 serverless framework,就让人上传函数计算的 function,一个是 AI,一个是图像处理。WebAssembly 文件上传上来,在 dapr 里就可以直接用了。其他的应用直接替换 WebAssembly 文件就可以了,这是一个标准的 serverless 做法。

Q5: 和直接起个进程跑业务逻辑的区别是?

A:

直接起个进程,要明确进程里跑什么。要么是 Native Client 或是 node.js 或者是 python,那他的区别就在于对语言的选择、安全性以及隔离性的区别。WebAssembly 最终还是一个容器,提供了容器提供的优点,可以管理,可以隔离,有安全性。最重要的是对资源和安全性有了隔离。那如果是直接在进程里跑业务的话,这些东西是没有的。比如说直接在进程里起一个 native application ,如果这个应用出现了什么问题的话,会把系统 crush 掉,而且也能看到其他应用的内存,把其他应用也 crush 掉。

其他问题请参考石墨文档——直播问题收集[4]

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本周预告

本周四晚八点,将由驭势科技云脑多车智能架构师张晓濛博士分享 Kubernetes 控制器原理简介。

主要直播平台 B 站,直播间地址[5]:http://live.bilibili.com/22580654。

欢迎大家关注,我们不见不散!

引用链接

[1]

Dapr-Wasm 的源代码: https://github.com/second-state/dapr-wasm

[2]

WasmEdge 也要支持 JavaScript: https://www.secondstate.io/articles/run-javascript-in-webassembly-with-wasmedge/

[3]

crunw: https://github.com/second-state/crunw

[4]

直播问题收集: https://shimo.im/docs/H8xthqHjK3Wg9WdJ/

[5]

直播间地址: http://live.bilibili.com/22580654


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