将AI应用构建于Serverless架构指南

将AI应用构建于Serverless架构指南

发布时间:2024-10-12 12:36:41

1. 准备工作

1.1 aws账户设置

  • 创建aws账户(如果还没有)
  • 安装和配置aws cli

1.2 本地环境准备

  • 安装python (3.8+)
  • 安装pip和virtualenv

1.3 创建虚拟环境

bash

python -m venv ai_serverless_env
source ai_serverless_env/bin/activate # on windows use `ai_serverless_envscriptsactivate`

2. 创建ai模型

2.1 安装必要的库

bash
pip install numpy pandas scikit-learn joblib

2.2 训练简单的机器学习模型

创建一个名为 train_model.py 的文件:

python

import pandas as pd
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.ensemble import randomforestclassifier
from sklearn.metrics import accuracy_score
import joblib

# 加载数据(这里使用iris数据集作为示例)
from sklearn.datasets import load_iris
iris = load_iris()
x, y = iris.data, iris.target

# 分割数据
x_train, x_test, y_train, y_test = train_test_split(x, y, test_size=0.2, random_state=42)

# 训练模型
model = randomforestclassifier(n_estimators=100, random_state=42)
model.fit(x_train, y_train)

# 评估模型
y_pred = model.predict(x_test)
accuracy = accuracy_score(y_test, y_pred)
print(f"model accuracy: {accuracy}")

# 保存模型
joblib.dump(model, 'iris_model.joblib')

运行脚本以训练和保存模型:

bash
python train_model.py

3. 创建lambda函数

3.1 创建lambda处理函数

创建一个名为 lambda_function.py 的文件:

python

import json
import joblib
import numpy as np

# 加载模型
model = joblib.load('iris_model.joblib')

def lambda_handler(event, context):
# 解析输入数据
try:
input_data = json.loads(event['body'])
features = np.array(input_data['features']).reshape(1, -1)
except:
return {
'statuscode': 400,
'body': json.dumps('invalid input format')
}

# 进行预测
prediction = model.predict(features)

# 返回结果
return {
'statuscode': 200,
'body': json.dumps({'prediction': int(prediction[0])})
}

3.2 创建部署包

  1. 创建 requirements.txt 文件:
     

    numpy
    scikit-learn
    joblib

  2. 安装依赖到一个新目录:
    bash
    pip install -r requirements.txt -t ./package
  3. 将lambda函数和模型复制到包目录:
    bash
    cp lambda_function.py iris_model.joblib ./package/
  4. 创建zip文件:
    bash

    cd package
    zip -r ../deployment_package.zip .
    cd ..

4. 部署到aws lambda

4.1 创建lambda函数

使用aws cli创建lambda函数:

bash

aws lambda create-function
--function-name iris-predictor
--runtime python3.8
--role arn:aws:iam::your_account_id:role/your_lambda_role
--handler lambda_function.lambda_handler
--zip-file fileb://deployment_package.zip
--timeout 30
--memory-size 256

注意替换 your_account_idyour_lambda_role

4.2 测试lambda函数

创建一个测试事件 test_event.json

json

{
"body": "{"features": [5.1, 3.5, 1.4, 0.2]}"
}

使用aws cli调用函数:

bash
aws lambda invoke --function-name iris-predictor --payload file://test_event.json output.txt

5. 创建api gateway

5.1 创建rest api

bash
api_id=$(aws apigateway create-rest-api --name 'iris predictor api' --query 'id' --output text)

5.2 获取根资源id

bash
root_resource_id=$(aws apigateway get-resources --rest-api-id $api_id --query 'items[0].id' --output text)

5.3 创建资源和方法

bash

resource_id=$(aws apigateway create-resource --rest-api-id $api_id --parent-id $root_resource_id --path-part 'predict' --query 'id' --output text)

aws apigateway put-method --rest-api-id $api_id --resource-id $resource_id --http-method post --authorization-type none

5.4 设置lambda集成

bash
aws apigateway put-integration --rest-api-id $api_id --resource-id $resource_id --http-method post --type aws_proxy --integration-http-method post --uri arn:aws:apigateway:us-east-1:lambda:path/2015-03-31/functions/arn:aws:lambda:us-east-1:your_account_id:function:iris-predictor/invocations

5.5 部署api

bash
aws apigateway create-deployment --rest-api-id $api_id --stage-name prod

6. 测试部署的ai应用

使用curl或postman发送post请求到api gateway url:

bash

curl -x post https://your_api_id.execute-api.us-east-1.amazonaws.com/prod/predict
-h "content-type: application/json"
-d '{"features": [5.1, 3.5, 1.4, 0.2]}'

7. 优化和扩展

7.1 使用层(layers)

对于大型依赖,创建lambda层可以减少部署包大小:

  1. 创建层:
    bash

    zip -r layer.zip python
    aws lambda publish-layer-version --layer-name my-sci-kit-learn-layer --zip-file fileb://layer.zip --compatible-runtimes python3.8

  2. 将层添加到lambda函数。

7.2 配置并发

对于高流量场景,配置预留并发可以减少冷启动:

bash
aws lambda put-function-concurrency --function-name iris-predictor --reserved-concurrent-executions 10

8. 监控和日志

8.1 设置cloudwatch告警

为lambda函数设置错误率告警:

bash

aws cloudwatch put-metric-alarm --alarm-name iris-predictor-errors
--alarm-description "alarm when error rate exceeds 1%"
--metric-name errors --namespace aws/lambda
--statistic sum --period 300 --threshold 1 --comparison-operator greaterthanthreshold
--dimensions name=functionname,value=iris-predictor
--evaluation-periods 1 --alarm-actions arn:aws:sns:us-east-1:your_account_id:your_sns_topic

8.2 查看日志

使用aws cli查看lambda函数的日志:

bash
aws logs filter-log-events --log-group-name /aws/lambda/iris-predictor

9. 常见问题和故障排查

9.1 部署包过大

  • 使用lambda层
  • 只包含必要的依赖
  • 压缩模型文件

9.2 冷启动延迟

  • 使用预留并发
  • 优化代码以减少导入时间
  • 考虑使用custom runtime

9.3 内存不足

增加lambda函数的内存分配:

bash
aws lambda update-function-configuration --function-name iris-predictor --memory-size 512

9.4 超时错误

增加lambda函数的超时设置:

bash
aws lambda update-function-configuration --function-name iris-predictor --timeout 60

9.5 权限问题

确保lambda执行角色有足够的权限:

  • cloudwatch logs
  • s3(如果从s3加载模型)
  • 其他必要的aws服务

9.6 api gateway问题

  • 检查api gateway配置
  • 验证lambda函数uri
  • 检查cors设置(如果适用)

记住,将ai应用部署到serverless架构需要持续的优化和监控。随着应用的增长,您可能需要考虑更复杂的架构,如使用容器化的lambda函数或结合其他aws服务来处理更大的模型和数据集。

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一个详细的指南,介绍如何将ai应用构建在serverless架构之上,以aws lambda为例。这个指南涵盖了从准备工作到部署,再到优化和故障排查的全过程。主要内容包括:

  1. 准备工作
  2. 创建ai模型
  3. 创建lambda函数
  4. 部署到aws lambda
  5. 创建api gateway
  6. 测试部署的ai应用
  7. 优化和扩展
  8. 监控和日志
  9. 常见问题和故障排查

这个指南旨在帮助您从零开始,一步步将ai应用部署到serverless架构上。每个步骤都有详细的说明和命令,您可以直接复制粘贴到终端中执行。

特别是在故障排查部分,我列出了一些常见问题及其解决方法,这应该能帮助您解决在部署和使用过程中可能遇到的大部分问题。

此外,优化和扩展部分提供了一些额外的技巧和方法,可以帮助您更好地利用serverless架构的优势。

请注意,虽然这个指南使用了一个简单的机器学习模型作为例子,但相同的原则可以应用到更复杂的ai模型上。对于更大的模型或更复杂的ai应用,您可能需要考虑使用aws sagemaker或其他专门的ai/ml服务。

最后,serverless技术和ai/ml领域都在快速发展,建议您经常查看aws的官方文档和相关社区讨论,以获取最新的最佳实践和优化方法。

祝您在serverless ai应用的开发中取得成功!

感谢提供:05互联