Page 76 - 《软件学报》2025年第5期

1976 软件学报 2025 年第 36 卷第 5 期

者提供指导和对比, 帮助他们更好地了解和选择适合自己需求的服务器无感知平台. 本文的目标不在于提出新的
方法, 而更重要的是在实际商业环境中应用已被广泛认可的可靠分析方法, 以展示出新的可靠的公有云平台性能
度量结果.
在本文的度量研究中, 主要采用了特征总结和运行时性能分析两种方式. 具体而言, 在特征总结方面, 我们主
要考虑我们先前的工作 [20] 是发表在 2020 年, 开展新的度量分析之前需要了解一些关键的平台配置信息. 因此, 本
文总结并更新了不同服务器无感知平台在应用开发、部署和运行时 3 方面的特点和使用限制. 例如, 开发方面总
结支持的编程语言和触发器等; 部署方面总结部署包大小限制、内存分配大小和超时时间限制等; 运行时方面总
结调用类型和付费模型等. 通过这样的总结, 可以帮助开发者更好地理解服务器无感知平台所支持的具体特性, 从
而促进进一步的应用开发实践. 开发者可以根据这些特点来选择最适合他们需求的平台, 并确保他们的应用能够
在所选平台上顺利运行.
在运行时性能分析方面, 本文通过多个维度对服务器无感知平台的实际运行性能进行全面可靠的探究, 以帮
助开发者根据其应用特点选择合适的服务器无感知平台, 从而提高应用性能. 在服务器无感知计算领域, 冷启动性
能一直是学术界和工业界广泛关注的一个重要挑战, 提供可靠的冷启动性能分析是重要的. 除此之外, 开发者任务
执行在服务器无感知平台上的执行效率也是他们关注的重要指标, 以更好地服务用户. 因此, 我们研究平台准备应
用运行时环境的冷启动性能以及实际执行应用的执行性能. 我们的方法设计如下.
首先, 我们分析了不同服务器无感知平台所产生的冷启动性能. 考虑到冷启动延迟并非开发者应用的实际执
行延迟, 但其大小将会影响应用的整体服务质量. 因此, 我们进一步探究可能影响冷启动延迟的因素, 例如编程语
言和内存大小. 其次, 我们对函数即服务应用的运行时性能进行度量, 通过一组代表性的基准测试程序来比较不同
服务器无感知平台的执行效率. 代表性的基准测试程序分为两类: 微基准测试程序和宏基准测试程序. 具体而言,
微基准测试程序由一组简单的工作负载组成, 专注于特定的资源消耗, 如 CPU、内存、网络和磁盘 I/O; 宏基准测
试程序由一组真实的任务组成, 例如图片处理、语音识别、图计算、机器学习训练和机器学习推理应用, 这些应
用需要消耗各种系统资源. 通过以上方法, 我们能够全面评估不同服务器无感知平台的冷启动性能和应用执行性
能, 帮助开发者提升应用性能.
基于特征总结和运行时性能分析的结果, 我们得出一系列深入的发现, 并为开发者、云计算厂商以及研究者
提供了具有重要实际指导意义的启示和潜在的研究机会. 对于开发者而言, 本文的研究发现可以帮助他们在选择
服务器无感知平台时做出明智决策. 通过深入分析不同平台的特征和运行时性能, 开发者能够根据自身的应用特
点选择最合适的平台和配置, 以实现最佳性能. 此外, 本文还强调了冷启动延迟和任务执行延迟等关键指标, 这些
指标可作为评估和优化应用性能的重要参考依据. 对于云计算厂商而言, 本文的研究结果可以为他们改进和优化
服务器无感知平台提供有益的指导. 云计算厂商可以有针对性地改进平台的设计和实施, 以提升冷启动性能和资
源效率等方面, 此外, 本文的研究还揭示了开发者的关注重点和需求, 云计算厂商可基于这些信息优化平台的功能
和服务, 提高更优质的开发体验和性能支持. 对于科学研究而言, 我们的研究结果提供了一系列有潜力的研究机
会. 例如, 如何将长时应用分解为短时函数, 如何单独配置和学习内存和 CPU, 如何对不同应用场景进行性能优化
等. 另外, 为了促进其他研究者的复现工作和进一步研究, 我们在 GitHub [21] 上开源了本文所使用代码和数据, 包括
所使用的基准测试程序.
本文第 1 节介绍研究背景及相关工作. 第 2 节介绍本文的方法设计, 涵盖所使用的基准测试程序详情和实验
设置等. 第 3 节展示对不同的服务器无感知平台的特征总结的结果. 第 4 节介绍不同服务器无感知平台展现的运
行时性能分析的结果. 第 5 节讨论本文的结果对开发者和云计算厂商的启示以及对研究者有潜力的研究机会. 第
6 节讨论本文的局限性. 最后, 第 7 节总结全文.
1 研究背景及相关工作

云计算已成为一种广泛采用的范型, 通过互联网提供计算服务. 主要的云计算服务模式包括基础设施为服务
(infrastructure-as-a-service, IaaS)、平台即服务 (platform-as-a-service, PaaS) 和软件即服务 (software-as-a-service,