17、Azure Functions 最佳实践全解析

最新推荐文章于 2025-11-25 18:00:00 发布
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分类专栏： 无服务器架构实战精要 文章标签： Azure Functions 无服务器架构 云原生
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Azure Functions 最佳实践全解析

在云原生应用开发中，Azure Functions 是一个强大的工具。本文将深入探讨 Azure Functions 的一些重要最佳实践，帮助开发者更好地使用 Azure Functions，克服其局限性，并将工作负载从本地迁移到无服务器环境。

1. 使用 IAsyncCollector 函数向队列添加多条消息

在某些场景下，客户端应用（如桌面应用、移动应用或网站）可能会在单个请求中发送多条记录。后端应用需要有机制能一次性异步创建多个队列消息。

准备工作 ：
- 若尚未创建存储账户，可使用 Azure 门户创建。
- 若未安装 Microsoft Storage Explorer，可从 http://storageexplorer.com/ 安装。

操作步骤 ：
1. 创建一个新的 HTTP 触发器，命名为 BulkDeviceRegistrations，并将授权级别设置为匿名。
2. 用以下代码替换默认代码并保存： 

#r "Newtonsoft.Json"
using System.Net;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using Microsoft.Extensions.Primitives;
using Newtonsoft.Json;
public static async Task<IActionResult> Run(HttpRequest req, ILogger log )
{
    log.LogInformation("C# HTTP trigger function processed a request.");
    string requestBody = await new StreamReader(req.Body).ReadToEndAsync();
    dynamic data = JsonConvert.DeserializeObject(requestBody);
    string Device = string.Empty;
    for(int nIndex=0;nIndex<data.devices.Count;nIndex++)
    {
        Device = Convert.ToString(data.devices[nIndex]);
        log.LogInformation("devices data" + Device);
    }
    return (ActionResult)new OkObjectResult("Program has been executed Successfully.");
}
  1. 创建 Azure 队列存储输出绑定。点击保存，导航到“集成”选项卡，点击“新建输出”按钮，选择 Azure 队列存储输出绑定，然后点击“选择”按钮。
  2. 在 Azure 队列存储输出步骤中，提供消息参数名称和队列名称，并在存储账户连接下拉列表中选择存储账户，最后点击保存。
  3. 点击保存并导航到 Azure 函数的代码编辑器，添加以下代码以保存消息到队列： 
public static async Task<IActionResult> Run(HttpRequest req, ILogger log, IAsyncCollector<string> outputDeviceQueue )
{
    //...
    for(int nIndex=0;nIndex<data.devices.Count;nIndex++)
    {
        Device = Convert.ToString(data.devices[nIndex]);
        outputDeviceQueue.AddAsync(Device);
    }
    //...
}
  1. 从门户的“测试”选项卡运行该函数，使用以下输入请求 JSON： 
{
    "devices": [
        {
            "type": "laptop",
            "brand": "lenovo",
            "model": "T440"
        },
        {
            "type": "mobile",
            "brand": "Mi",
            "model": "Red Mi 4"
        }
    ]
}
  1. 点击“运行”按钮测试功能。打开 Azure Storage Explorer，导航到名为 devicequeue 的队列，应能看到两条记录。

补充说明 ：
若想同步存储多条消息，也可使用 ICollector 接口。这两个接口都包含可接受消息集合并将其创建为队列消息的方法。

2. 使用 Azure 函数和队列触发器实现防御性应用

即使应用经过多次不同环境的测试，仍可能因不可预见的原因而失败。因此，确保应用在出现错误或意外问题时发出警报是很好的做法。

准备工作 ：
- 若未创建存储账户，使用 Azure 门户创建。
- 若未安装 Azure Storage Explorer，从 http://storageexplorer.com/ 安装。

操作步骤 ：
1. 开发 C# 控制台应用程序 ：
- 使用 .NET Core C# 语言创建一个新的控制台应用程序，并创建一个名为 StorageConnectionString 的应用设置键，其值为存储账户连接字符串（可从存储账户的“访问密钥”刀片获取）。
- 使用以下命令安装配置和队列存储 NuGet 包： 

Install-Package Microsoft.Azure.Storage.Queue
Install-Package System.Configuration.ConfigurationManager
Install-Package Microsoft.Extensions.Configuration
Install-Package Microsoft.Extensions.Configuration.Json

- 在 program.cs 文件中添加以下命名空间：

using Microsoft.Azure.Storage;
using Microsoft.Azure.Storage.Queue; 
using System.Configuration;
using Microsoft.Extensions.Configuration;
using System.IO;

- 添加以下函数并在 Main 方法中调用：

static void CreateQueueMessages()
{
    var builder = new ConfigurationBuilder()
      .SetBasePath(Directory.GetCurrentDirectory())
      .AddJsonFile("appsettings.json", optional: true, reloadOnChange: true);
    IConfigurationRoot configuration = builder.Build();
    CloudStorageAccount storageAccount = CloudStorageAccount.Parse(configuration.GetConnectionString("StorageConnectionString"));
    CloudQueueClient queueclient = storageAccount.CreateCloudQueueClient();
    CloudQueue queue = queueclient.GetQueueReference("myqueuemessages");
    queue.CreateIfNotExists();
    CloudQueueMessage message = null;
    for(int nQueueMessageIndex = 0; nQueueMessageIndex <= 100; nQueueMessageIndex++)
    {
        message = new CloudQueueMessage(Convert.ToString(nQueueMessageIndex));
        queue.AddMessage(message);
        Console.WriteLine(nQueueMessageIndex);
    }
}
  1. 开发 Azure 函数队列触发器 ：
    • 使用队列触发器模板创建一个名为 ProcessData 的新 Azure 函数，并将队列名称设置为 myqueuemessages。
    • 用以下代码替换默认代码： 
using System;
public static void Run(string myQueueItem, ILogger log)
{
    if(Convert.ToInt32(myQueueItem)>50)
    {
        throw new Exception(myQueueItem);
    }
    else
    {
        log.LogInformation($"C# Queue trigger function processed: {myQueueItem}");
    }
}
  1. 运行测试 ：
    • 按 Ctrl + F5 执行控制台应用程序，导航到 Azure Storage Explorer 查看队列内容。
    • 片刻后，应能在 myqueuemessages 队列中看到消息。目前，Azure 门户和 Storage Explorer 显示前 32 条消息，若要查看所有消息，需使用 C# 存储 SDK。
    • 还应看到一个名为 myqueuemessages-poison 的新（毒药）队列，其中包含另外 50 条队列消息。Azure 函数运行时会自动创建新队列并添加未被 Azure Functions 正确读取的消息。

补充说明 ：
在将队列消息推送到毒药队列之前，Azure 函数运行时会尝试拾取并处理该消息 5 次。可通过在 Run 方法中添加一个 int 类型的新 dequecount 参数并记录其值来了解此过程。

3. 通过定期预热应用避免冷启动

Azure Functions 有三种托管计划：应用服务计划、消耗计划和高级计划。使用消耗计划时，开发者面临的一个问题是冷启动，即当一段时间没有请求时，启动 Azure 函数来处理请求。

准备工作 ：
需要一个具有以下触发器的函数应用：
- 一个名为 HttpAlive 的 HTTP 触发器。
- 一个名为 KeepFunctionAppWarm 的定时器触发器，每五分钟运行一次并向 HttpAlive HTTP 触发器发出 HTTP 请求。

操作步骤 ：
1. 创建 HTTP 触发器 ：
创建一个新的 HTTP 触发器，命名为 HttpAlive，并用以下代码替换默认代码： 

using System.Net;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
public static async Task<IActionResult> Run(HttpRequest req, ILogger log)
{
    return (ActionResult)new OkObjectResult($"Hello User! Thanks for keeping me Warm");
}
  1. 创建定时器触发器 ：
    • 点击“+”图标，搜索“定时器”，然后点击“定时器触发器”按钮。
    • 在“新建函数”弹出窗口中提供详细信息，调度使用 CRON 表达式确保定时器触发器每五分钟自动触发。
    • 在代码编辑器中粘贴以下代码并保存更改，确保将 < > 替换为实际的函数应用名称： 
using System;
public async static void Run(TimerInfo myTimer, ILogger log)
{
    using (var httpClient = new HttpClient())
    {
        var response = await httpClient.GetAsync("https://<FunctionAppName>>.azurewebsites.net/api/HttpALive");
    }
}
4. 使用类库在 Azure 函数之间共享代码

若已开发了一个通用库，希望在 Azure 函数应用中重用其功能，可按以下步骤操作。

操作步骤 ：
1. 使用 Visual Studio 创建一个新的类库应用程序。
2. 创建一个名为 Helper 的新类，并在新类文件中粘贴以下代码： 

namespace Utilities
{
    public class Helper
    {
        public static string GetReusableFunctionOutput()
        {
            return "This is an output from a Reusuable Library across functions";
        }
    }
}
  1. 将构建配置更改为“发布”并构建应用程序，以创建将在 Azure 函数中使用的 .dll 文件。
  2. 点击“应用服务编辑器”按钮（位于“平台功能”选项卡的“开发工具”部分），导航到要使用该库的函数应用的应用服务编辑器。
  3. 在 WWWROOT 下的空白区域右键单击，创建一个新的 bin 文件夹。
  4. 点击“新建文件夹”项后，在出现的文本框中输入“bin”。
  5. 右键单击 bin 文件夹，选择“上传文件”选项，上传在 Visual Studio 中创建的 .dll 文件。
  6. 导航到要使用共享方法的 Azure 函数。例如，有两个 Azure 函数（一个 HTTP 触发器和一个定时器触发器）。
  7. 导航到 ReusableMethodCaller1 函数，进行以下更改：
    • 在 ReusableMethodCaller1 Azure 函数的 run.csx 方法中添加新的 #r 指令： 
#r "../bin/Reusability.dll"

- 添加新的命名空间：

using Utilities;

通过以上这些最佳实践，开发者可以更高效地使用 Azure Functions，提升应用的性能和稳定性。

5. 使用 PowerShell 将 C# 控制台应用程序迁移到 Azure Functions

在某些情况下，我们可能需要将现有的 C# 控制台应用程序迁移到 Azure Functions 以利用其无服务器的优势。以下是使用 PowerShell 进行迁移的操作步骤：

准备工作 ：
- 确保已经安装了 Azure PowerShell 模块。可以通过在 PowerShell 中运行 Install-Module -Name Az 来安装。
- 拥有一个 Azure 订阅，并在 Azure 门户中创建一个资源组和一个存储账户。

操作步骤 ：
1. 创建 Azure Functions 项目 ：
- 打开 PowerShell 并导航到要创建项目的目录。
- 运行以下命令创建一个新的 Azure Functions 项目： 

func init MyFunctionProj --dotnet

- 这将创建一个名为 `MyFunctionProj` 的新的 .NET 项目。

  1. 导入 C# 控制台应用程序的代码 ：

    • 将 C# 控制台应用程序的相关代码文件复制到 MyFunctionProj 项目的相应目录中。
    • 确保引用的 NuGet 包也在新的项目中正确配置。可以通过在项目根目录下运行 dotnet add package <PackageName> 来添加缺失的包。

  2. 创建 Azure Functions 触发器 ：

    • 根据控制台应用程序的功能，选择合适的触发器类型（如 HTTP 触发器、定时器触发器等）。
    • 例如，创建一个 HTTP 触发器： 
func new --name HttpTrigger --template "HTTP trigger"

- 这将在项目中创建一个名为 `HttpTrigger` 的新的 HTTP 触发器函数。
  1. 修改函数代码以调用控制台应用程序逻辑 ：
    • 打开 HttpTrigger 函数的代码文件（通常是 run.csx 或 Function.cs ）。
    • 在函数中调用从控制台应用程序复制过来的代码逻辑。例如： 
using System.IO;
using System.Threading.Tasks;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using Microsoft.Azure.WebJobs;
using Microsoft.Azure.WebJobs.Extensions.Http;
using Microsoft.AspNetCore.Http;
using Microsoft.Extensions.Logging;

namespace MyFunctionProj
{
    public static class HttpTrigger
    {
        [FunctionName("HttpTrigger")]
        public static async Task<IActionResult> Run(
            [HttpTrigger(AuthorizationLevel.Anonymous, "get", "post", Route = null)] HttpRequest req,
            ILogger log)
        {
            // 调用控制台应用程序的逻辑
            // 这里假设控制台应用程序有一个名为 MyConsoleLogic 的类和一个名为 DoWork 的方法
            var result = MyConsoleLogic.DoWork();

            return new OkObjectResult(result);
        }
    }
}
  1. 部署到 Azure ：
    • 使用以下 PowerShell 命令将项目部署到 Azure： 
func azure functionapp publish <FunctionAppName>

- 其中 `<FunctionAppName>` 是你在 Azure 门户中创建的函数应用的名称。
6. 使用应用配置服务在 Azure Functions 中实现功能标志

功能标志是一种在运行时控制应用程序功能启用或禁用的技术。在 Azure Functions 中，可以使用应用配置服务来实现功能标志。

准备工作 ：
- 在 Azure 门户中创建一个应用配置服务实例。
- 安装 Microsoft.FeatureManagement.AspNetCore NuGet 包到 Azure Functions 项目中。

操作步骤 ：
1. 配置应用配置服务连接 ：
- 在 Azure Functions 项目的 local.settings.json 文件中添加应用配置服务的连接字符串： 

{
    "IsEncrypted": false,
    "Values": {
        "AzureWebJobsStorage": "UseDevelopmentStorage=true",
        "FUNCTIONS_WORKER_RUNTIME": "dotnet",
        "AppConfigConnectionString": "<YourAppConfigConnectionString>"
    }
}

- 其中 `<YourAppConfigConnectionString>` 是应用配置服务的连接字符串，可以在 Azure 门户的应用配置服务实例中获取。
  1. 注册功能管理服务 ：
    • 在 Startup.cs 文件中注册功能管理服务： 
using Microsoft.Azure.Functions.Extensions.DependencyInjection;
using Microsoft.FeatureManagement;
using Microsoft.Extensions.Configuration;
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;

[assembly: FunctionsStartup(typeof(MyFunctionProj.Startup))]

namespace MyFunctionProj
{
    public class Startup : FunctionsStartup
    {
        public override void Configure(IFunctionsHostBuilder builder)
        {
            var config = new ConfigurationBuilder()
              .AddAzureAppConfiguration(Configuration.GetValue<string>("AppConfigConnectionString"))
              .Build();

            builder.Services.AddFeatureManagement(config);
        }
    }
}
  1. 使用功能标志 ：
    • 在 Azure Functions 中使用功能标志来控制功能的启用或禁用。例如： 
using System.Threading.Tasks;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using Microsoft.Azure.WebJobs;
using Microsoft.Azure.WebJobs.Extensions.Http;
using Microsoft.AspNetCore.Http;
using Microsoft.Extensions.Logging;
using Microsoft.FeatureManagement;

namespace MyFunctionProj
{
    public class MyFunction
    {
        private readonly IFeatureManager _featureManager;

        public MyFunction(IFeatureManager featureManager)
        {
            _featureManager = featureManager;
        }

        [FunctionName("MyFunction")]
        public async Task<IActionResult> Run(
            [HttpTrigger(AuthorizationLevel.Anonymous, "get", "post", Route = null)] HttpRequest req,
            ILogger log)
        {
            if (await _featureManager.IsEnabledAsync("MyFeatureFlag"))
            {
                // 执行启用功能的逻辑
                return new OkObjectResult("My feature is enabled!");
            }
            else
            {
                // 执行禁用功能的逻辑
                return new OkObjectResult("My feature is disabled.");
            }
        }
    }
}

总结

通过以上这些最佳实践，我们可以全面提升 Azure Functions 的使用效率和应用的性能。从向队列添加多条消息、实现防御性应用、避免冷启动、共享代码，到迁移 C# 控制台应用程序和实现功能标志，每个实践都针对不同的场景和问题提供了有效的解决方案。开发者可以根据具体的需求选择合适的实践来优化自己的 Azure Functions 应用。

以下是一个总结表格，展示了各个最佳实践的主要信息：
| 最佳实践 | 主要功能 | 关键技术 |
| — | — | — |
| 使用 IAsyncCollector 函数向队列添加多条消息 | 处理客户端单个请求中的多条记录，异步创建多个队列消息 | IAsyncCollector 接口 |
| 使用 Azure 函数和队列触发器实现防御性应用 | 处理应用中的意外错误，自动将未处理消息存入毒药队列 | Azure 函数队列触发器 |
| 通过定期预热应用避免冷启动 | 解决消耗计划中的冷启动问题 | 定时器触发器和 HTTP 触发器 |
| 使用类库在 Azure 函数之间共享代码 | 重用通用库的功能 | 类库和 .dll 文件 |
| 使用 PowerShell 将 C# 控制台应用程序迁移到 Azure Functions | 将现有的 C# 控制台应用迁移到 Azure Functions | PowerShell 和 Azure Functions 工具 |
| 使用应用配置服务在 Azure Functions 中实现功能标志 | 在运行时控制应用功能的启用或禁用 | 应用配置服务和功能管理 |

以下是一个 mermaid 流程图，展示了整个 Azure Functions 最佳实践的流程： 

graph LR
    A[创建函数应用] --> B[添加消息到队列]
    A --> C[实现防御性应用]
    A --> D[避免冷启动]
    A --> E[共享代码]
    A --> F[迁移控制台应用]
    A --> G[实现功能标志]
    B --> H[使用 IAsyncCollector]
    C --> I[队列触发器和毒药队列]
    D --> J[定时器和 HTTP 触发器]
    E --> K[类库和 .dll 文件]
    F --> L[PowerShell 迁移]
    G --> M[应用配置服务]

希望这些最佳实践能帮助开发者更好地利用 Azure Functions 的强大功能，构建出更高效、稳定的云原生应用。

11章深度解析：C# Azure Functions从入门到高级自定义
java专栏
07-25 1346
好了，亲爱的小伙伴们，我们的第一个章节就到这里。通过这一章，你应该已经成功搭建了一个Azure Functions的开发环境，并且编写并测试了你的第一行代码。是不是感觉超级棒？🌟如果你在搭建环境的过程中遇到了任何问题，不要担心，我们一起来解决它。下一章，我们将深入探讨如何编写第一个Azure Function，敬请期待哦！🚀在我们开始编写代码之前，先来了解下什么是HTTP触发器。简单来说，HTTP触发器就是一个可以通过HTTP请求触发执行的函数。
Azure Functions无服务器架构深度解析
AI云原生与云计算技术学院
06-03 1123
本文旨在为云计算开发者、架构师及技术决策者提供Azure Functions无服务器架构的深度技术解析。通过逐层拆解核心组件、运行原理及最佳实践，帮助读者掌握从基础概念到企业级应用的完整知识体系，涵盖技术选型、架构设计、性能优化及成本管理等关键领域。核心概念：定义无服务器架构与FaaS模型，解析Azure Functions架构组件技术原理：深入运行时环境、事件绑定机制、资源调度算法实战开发：通过完整案例演示函数开发、部署及监控全流程应用创新：探讨典型场景解决方案与企业级架构设计。
24、Azure Functions 全面解析
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06-15 61
本文全面解析了 Azure Functions，涵盖了其基本概念、冷启动延迟的解决方法、计算和网络资源的高效利用、不同托管计划的区别、触发器与绑定的使用以及性能优化的最佳实践。通过深入了解 Azure Functions 的工作原理和相关技术，开发者可以更好地在实际项目中应用这一强大的无服务器计算平台。
39、Azure云合规技术全解析
09-25 27
本文深入解析了Azure云平台在合规性方面的关键技术与实践，涵盖标签管理、安全责任划分、弹性与可靠性设计、隐私保护法规遵循以及应对全球监管要求的解决方案。通过Azure Policy、Azure Blueprints、VDC等工具，企业可实现资源配置合规、数据隔离与保护，并满足GDPR、HIPAA、CCPA等国际隐私标准，确保云端工作负载的安全、可靠与合法运行。
Azure Functions：云原生架构实践指南
我是Java程序员廖志伟，感谢朋友们的支持！不定期贡献一篇高品质、过万文字、图文并茂且附有视频解说、满载代码示例注释的良心之作，坚决杜绝粗制乱造。
08-20 1084
在当今的云计算时代，企业对于快速响应市场变化和高效处理大量数据的需求日益增长。然而，传统的应用程序架构往往难以满足这些需求，尤其是在处理事件驱动的、无状态的、可扩展的应用时。为了解决这一问题，云原生计算应运而生，而Azure Functions作为Azure云服务的一部分，正是云原生架构中的一种重要组件。以下是对云原生知识点之Azure Functions的概述。
11、Serverless与Azure Functions全解析
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08-13 12
本文全面解析了Azure Functions的扩展能力，重点对比了消费型模式、应用服务型模式和高级计划的扩展机制及适用场景。同时，详细介绍了如何在本地配置Azure Functions开发环境，并使用Visual Studio Code或Azure门户创建函数。文章还涵盖了函数的部署流程、监控方案以及未来发展趋势，为开发者提供了从入门到实践的完整指南。
41、Azure 消息服务全解析
09-27 26
本文全面解析了Azure平台上的各类消息服务，涵盖发布者/订阅者、异步请求/回复、基于队列的负载均衡等常见消息模式，并深入介绍了事件中心、事件网格、服务总线和Azure存储队列四大核心服务的特点、架构、使用场景及操作步骤。文章还探讨了消息排序、优先级、毒消息处理等通用概念，帮助开发者根据实际需求选择合适的消息服务与模式，构建高可用、可扩展、解耦的现代IT解决方案。
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通过Serverless Functions（无服务器函数），开发者可以专注于业务逻辑，而不必担忧底层资源的配置与运维。然而，在享受其带来的便利的同时，也需警惕潜在的陷阱。Serverless Functions是现代应用开发的强大工具，通过遵循最佳实践并警惕潜在陷阱，开发者可以最大化其优势，构建既高效又经济的应用。: 冷启动会导致首次请求延迟，优化策略包括保持函数活跃（如定期触发函数）、使用预热插件或选择内存配置更高的计划。: 设定合理的并发限制，监控函数执行时间，使用成本预算和警报。
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本文介绍了如何利用 Azure Functions 加速云应用开发，涵盖构建后端 Web API、数据持久化、图像存储与处理等多个方面。通过使用 Azure Table Storage 存储员工信息、队列和 Blob 触发器处理头像图像，以及 ImageResizer 调整图像大小，帮助开发者快速构建和部署云应用。此外，还介绍了测试、监控、安全配置以及部署的最佳实践。
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Vue应用本身无状态，所以特适合横向扩展——流量大了自动加实例，少了就缩容，资源利用率嗖嗖往上飙。记得第一次测试时，前端改了行代码，CI/CD流水线自动构建镜像、推送到仓库，然后K8s滚动更新，用户完全无感知。这招挺实用，能快速定位问题——比如某个版本更新后，CSS加载慢了，立马就能发现。更重要的是，这套架构为未来打好了基础，比如以后加个Vue3的Composition API优化性能，或者集成Serverless函数处理表单提交，都能无缝衔接。别看起步有点学习曲线，但一旦跑顺了，那感觉，绝对值回票价。
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更进一步，像有状态应用StatefulSet，它能帮我们管理带状态的Pod，为每个Pod创建专属的、稳定的网络标识和持久化存储，保证了Pod实例和其存储数据之间绑定的有序性和稳定性。应用只需要声明“我要一个10Gi的、能读写的存储空间”，至于这个空间是来自NFS、CephRBD，还是云厂商的云盘，应用根本不关心。各大存储厂商，无论是开源的Ceph、Longhorn，还是公有云的块存储、文件存储，只要实现了CSI接口，就能无缝接入K8s。传统存储卷的绑定太“硬”了，跟容器这种“轻盈”的架构格格不入。
云原生转型经验：容器化部署的坑与解决
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11-24 416
特别要注意的是，在K8s里挂载CephFS时必须设置mountOptions中的noatime参数，否则inode缓存会快速耗尽。血泪教训：livenessProbe的initialDelaySeconds一定要大于应用真实启动时间，readinessProbe的failureThreshold要适当放宽，特别是对Java应用这种启动慢的类型。现在我们的策略是：主分支镜像保留30天，特性分支镜像保留7天，所有镜像都打上CI流水线编号作为标签。第四，资源限制必须配置，这是保证集群稳定的生命线。
面向云原生微服务的Go高并发架构实践与性能优化工程化经验分享案例研究
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