# FunctionGraph冷启动优化实践
Serverless按需付费、自动弹性伸缩、屏蔽复杂性等特征使其逐渐成为下一代云计算新范式。但是在Serverless架构带来极大便利的同时，在实时性要求较高的应用场景下，冷启动将是面临的一个切实的挑战。当使用Serverless构建Web服务时，冷启动和Web服务初始化时间一共超过了5秒钟，那么无疑将会使您网站的用户体验大打折扣，因此设法减少冷启动时间，提高使用体验，是您在构建无服务器架构时亟待解决的问题。
Serverless实例的生命周期可以分为三个阶段：
- **初始化**：在此阶段，FunctionGraph会尝试解冻之前的执行环境，若没有可解冻的环境，FunctionGraph会进行资源创建，下载函数代码，初始化扩展和Runtime，然后开始运行初始化代码（主程序外的代码）。
- **执行**：在此阶段，实例接收事件后开始执行函数。函数运行到完成后，实例会等待下个事件的调用。
- **关闭**：如果FunctionGraph函数在一段时间内没有接收任何调用，则会触发此阶段。在关闭阶段，Runtime关闭，然后向每个扩展发送一个关闭事件，最后删除环境。
当触发FunctionGraph时，若当前没有处于激活阶段的函数实例可供调用，则会下载函数的代码并创建一个函数的执行环境。从事件触发到新的FunctionGraph环境创建完成这个周期通常称为 "冷启动时间"。在Serverless架构中，冷启动问题是无法避免的。
目前FunctionGraph已经对系统侧的冷启动做了大量优化，针对用户侧请参考如下方案。
#### 选择合适的内存
在请求并发量一定的情况下，函数内存越大，分配的CPU资源相应越多，一般冷启动表现越优。
#### 快照冷启动
Java应用冷启动速度慢的问题尤为突出。华为云FunctionGraph创新提出的基于进程级快照的冷启动加速解决方案，致力于在用户无感知（无需/少量进行代码适配）的前提下，帮助用户突破冷启动的性能瓶颈。本优化方案直接从应用初始化后的快照进行运行环境恢复，跳过复杂的框架、业务初始化阶段，从而显著降低Java应用的启动时延，实测性能提升达90%+。
用户使用Java函数可以打开冷启动快照加速的配置开关，详情请参见[配置快照式冷启动](https://support.huaweicloud.com/usermanual-functiongraph/functiongraph_01_1884.html)。华为云FunctionGraph会预先执行函数对应的初始化代码，获取其初始化执行上下文环境的快照，并进行加密缓存。后续调用该函数并触发冷启动扩容时，会直接从提前初始化后的应用快照来恢复执行环境，而非重新走一遍初始化流程，以此达到极大提升启动性能的效果。
#### 精简代码大小和镜像瘦身
由于FunctionGraph在冷启动的时候会下载函数代码，下载代码的过程也会影响启动时间。如果代码包太大，下载时间将会变长，导致增加FunctionGraph的启动时间；如果使用自定义镜像函数，镜像越大，启动时间也会越长。所以，为了降低冷启动时间，可以对应用程序进行瘦身，比如在程序中移除不必要的代码、减少不必要的第三方库依赖等。例如，在Node.js中执行"npm prune"命令、在Python中执行"autoflake"。另外，某些第三方库中可能会包含测试用例源代码、无用的二进制文件和数据文件等，删除无用文件可以降低函数代码下载和解压时间。
#### 公共依赖包加速
在编写应用程序时，通常会引入第三方依赖库，尤其是Python语言。在冷启动过程中会下载所需的依赖包，若依赖包太大会直接增加启动时间。FunctionGraph提供公共依赖包和私有依赖包两种模式，针对公共依赖包，FunctionGraph会预先下载到执行节点中，减少依赖包的下载时间。所以建议优先使用FunctionGraph提供的公共依赖包，尽量减少私有依赖的使用。
#### 预热
在事件触发函数时，若此时有处于激活状态的函数实例可被调用，那么就可以避免冷启动，降低响应时间。可以使用以下两种方式预热：
- 使用定时触发器预热函数，具体使用介绍请参见[使用定时触发器](https://support.huaweicloud.com/usermanual-functiongraph/functiongraph_01_0207.html)。
- 使用预留实例避免冷启动，具体使用介绍请参见[预留实例管理](https://support.huaweicloud.com/usermanual-functiongraph/functiongraph_01_1837.html)。