使用 AWS Lambda 和 PlanetScale 实现无服务器 Laravel 应用

通常，基于 PHP 的应用程序（如 Laravel）会部署在服务器上运行。但实际上，它们也可以以无服务器方式运行，例如在 AWS Lambda 上。
这种方式提供以下几个优势：

无需额外配置即可实现即时、自动的流量扩容。
内置冗余和弹性基础设施，无需额外的复杂性。
按请求量付费的计费模式。

PlanetScale 是一个非常适合与运行在 Lambda 上的无服务器 Laravel 应用配套使用的数据库。在本文中，我们将创建一个新的 Laravel 应用，使用 Bref 将其运行在 AWS Lambda 上，连接到 PlanetScale MySQL 数据库，并进行负载测试以观察性能表现。

创建新的 Laravel 应用

首先，我们从头开始创建一个新的 Laravel 项目，使用 Composer 命令：

composer create-project laravel/laravel example-app  
cd example-app

我们可以通过以下命令在本地运行应用：

php artisan serve

不过，我们的目标是将它部署到云端，在 AWS Lambda 上运行。

将 Laravel 部署到 AWS Lambda

为了将 Laravel 部署到 AWS Lambda，我们可以使用 **Bref**。Bref 是一个开源项目，用于在 AWS Lambda 上支持 PHP，并且提供用于 Laravel 的集成，简化了 Laravel 在 Lambda 上的配置过程。

先决条件

在部署到 AWS Lambda 之前，你需要：

一个 AWS 账户（登录 aws.amazon.com，点击“注册”以创建账户）。
安装在本地计算机上的 serverless CLI。

你可以使用 NPM 安装 serverless CLI：

npm install -g serverless

如果你没有 NPM，或想了解更多内容，请参考 Serverless 文档。
接着，使用 AWS 的访问密钥将 serverless CLI 与 AWS 账户连接起来。按照指南生成 AWS 访问密钥，然后使用以下命令设置凭据：

serverless config credentials --provider aws --key <key> --secret <secret>

使用 Bref 和 Laravel 配置

现在我们已经准备好了环境，可以安装 Bref 及其 Laravel 集成：

composer require bref/bref bref/laravel-bridge --update-with-dependencies

接着，生成 serverless.yml 配置文件：

php artisan vendor:publish --tag=serverless-config

该文件描述了需要部署到 AWS 的内容。现在运行以下命令进行部署：

serverless deploy

部署完成后，命令输出的 URL 就是我们部署的 Laravel 应用的访问地址。

使用 PlanetScale 作为数据库

现在 Laravel 已在云端运行，接下来配置 PlanetScale 数据库。首先，在 PlanetScale 上创建与 AWS 应用区域相同的数据库（默认区域为 us-east-1）。
点击 “Connect” 按钮，然后选择“Connect with: PHP (PDO)”连接方式。这样可以获取主机地址（host）、数据库名称（database name）、用户名（user）和密码（password）。
编辑项目的 .env 文件并设置数据库连接：

DB_CONNECTION=mysql  
DB_HOST=<host url>  
DB_PORT=3306  
DB_DATABASE=<database_name>  
DB_USERNAME=<user>  
DB_PASSWORD=<password>  
MYSQL_ATTR_SSL_CA=/opt/bref/ssl/cert.pem

对于 DB_DATABASE，如果你使用 PlanetScale 数据库的单一非分片（unsharded）键范围（keyspace），可以直接使用数据库名称。如果是分片（sharded）键范围，需要添加 @primary，它会自动将查询路由到正确的键范围或分片。
请注意，不要跳过 MYSQL_ATTR_SSL_CA 行：它要求 SSL 证书以确保 Laravel 与 PlanetScale 的连接安全。还需注意，AWS Lambda 上的路径为 /opt/bref/ssl/cert.pem，而本地路径可能是 /etc/ssl/cert.pem。本地运行应用时需要切换该环境变量的路径。
接下来，重新部署应用：

serverless deploy

现在 Laravel 配置完成，我们可以运行数据库迁移命令来设置数据库表。通过以下命令在 AWS Lambda 上运行 Laravel Artisan 命令：

serverless bref:cli --args="migrate --force"

至此，数据库已准备好使用。

创建测试数据

为了测试数据库连接，我们来创建一些测试数据，存储在 Laravel 默认提供的 users 表中。
编辑 database/seeders/DatabaseSeeder.php 文件，取消注释以下代码行，使我们可以生成 10 个测试用户：

\App\Models\User::factory(10)->create();

接着，我们在 routes/api.php 中添加一个公共 API 路由，用于返回数据库中的所有用户数据：

Route::get('/users', function () {
    return \App\Models\User::all();
});

部署这些更改：

serverless deploy

然后运行以下命令以种子数据库（seed database）：

serverless bref:cli --args="migrate:fresh --seed --force"

我们现在可以通过我们创建的 API 路由检索 10 个用户：

curl https://<application url>/api/users

使用 PlanetScale 进行简单负载测试

AWS Lambda 的执行模型允许我们无需任何配置即可实现即时扩展。为了验证这一点，我们对部署的应用进行了简单的负载测试。
在负载测试前，我禁用了 Laravel 默认的 API 调用速率限制（ThrottleRequests 中间件），修改了 app/Http/Kernel.php 文件。
测试时，我使用 Apache 的基准测试工具（ab）以 50 个线程并发请求 /api/users 端点：

ab -c 50 -n 10000 https://<my-api-url>/api/users

从 AWS Lambda 和 API Gateway 的指标中我们可以看到以下结果：

Laravel 在几秒内从零扩展到 3,800 个 HTTP 请求/分钟。
100% 的 HTTP 请求处理成功。
每个 HTTP 请求的 PHP 中位执行时间（p50）为 75 毫秒。
95% 的请求（p95）处理时间不到 130 毫秒。
PlanetScale 处理峰值为 180 查询/秒。
PlanetScale 查询中位执行时间为 0.3 毫秒。

第二次负载测试：降低请求数

在前面的负载测试中，我们每次发送了 50 个并行请求以验证 AWS Lambda 的自动扩容能力。接下来，我们尝试将流量从 50 个并行请求降至 1 个请求，观察其性能表现。
测试结果显示，即使请求数减少，PHP 的执行时间保持不变。也就是说，负载的变化并没有对响应时间造成影响。这进一步证明了 AWS Lambda 的弹性扩容能力能够高效处理流量，并在任何负载条件下保持一致的性能表现。

提升性能：加速 SSL 连接

对于许多 Web 应用来说，响应时间在 100 毫秒左右已经足够令人满意。然而，在某些对延迟要求极高的场景中，进一步优化性能可能有所必要。
Laravel 与 PlanetScale 的连接是通过 SSL 实现的。创建 SSL 连接常常比实际执行 SQL 查询花费更多时间。虽然 PlanetScale 通过内置的连接池能够轻松处理无限制连接并显著提升性能，但 PHP 本身的设计是“无共享”（stateless）的，这意味着每个请求结束时 PHP 都会关闭与数据库的连接。
为了避免因频繁重建连接导致的性能损耗，可以使用 Laravel Octane 来解决这一问题。Laravel Octane 的好处有两点：

保持 Laravel 应用在多个请求之间常驻内存。
重用 SQL 连接（避免每次请求都重新连接数据库）。

Bref 对 Laravel Octane 的原生支持 Bref 已原生支持 Laravel Octane。要启用这一特性，你需要修改 serverless.yml 文件中的配置，将 HTTP 处理器更改为 Octane 的处理器。将 web 函数配置更新为：

web:
  handler: Bref\LaravelBridge\Http\OctaneHandler
  runtime: php-81
  environment:
    BREF_LOOP_MAX: 250
    OCTANE_PERSIST_DATABASE_SESSIONS: 1
  events:
    - httpApi: '*'

接下来，重新部署项目：