躬行笔记 » 别傻傻堆服务器了，Pywren + AWS Lambda 让你两分钟拥有超级计算机，这并发真香！

有时候我就在想，咱们搞技术的，特别是做后端和运维的兄弟，最烦的是什么？

不是代码写不出来，是从头搭建一套高可用的分布式计算集群，仅仅是为了跑一个只需要运行十分钟的数据分析脚本。你为了喝口醋，特意包了顿饺子，还得把厨房重新装修一遍，这事儿放谁身上都得骂娘。

前段时间，公司有个业务需求，临时要处理几百个G的日志文件，做个简单的正则匹配和统计。你要是用单机跑吧，Python那个GIL锁你也懂的，跑完估计得等到下个季度；你要是上Spark或者Hadoop吧，光是配置环境、申请资源、调优参数，半天就过去了。

我就琢磨，有没有一种办法，能让我像写普通Python脚本一样简单，但是一运行，就能瞬间在云端唤醒几千个CPU核心帮我干活，干完活这些核心就自动销毁，不占地儿也不扣钱？

这就不得不提今天要聊的主角：Pywren 加上 AWS Lambda。

这玩意儿刚出来的时候，我看Eric Jonas（作者）的演示，下巴都快掉地上了。这哪是云计算啊，这简直就是“影分身之术”。

今天咱们就扒开揉碎了，聊聊怎么用这套组合拳，把你的笔记本电脑变成一台超级计算机。

什么是Pywren？为什么是它？

说白了，Pywren就是个Python库。

它的核心逻辑非常简单粗暴：你把数据切成一块一块的，然后Pywren帮你把你的Python函数和这些数据块，通过AWS Lambda（亚马逊的无服务器计算服务）瞬间分发出去。

想象一下，你手里有一万张图片要缩放。
传统做法：写个循环，一张张处理，或者开个多线程池。
Pywren的做法：它把你的“缩放函数”序列化（打包），然后瞬间调用1000个AWS Lambda函数，每个Lambda处理10张图。

在这一瞬间，你拥有了1000个CPU核心的算力。

这就是Serverless的魅力。不用管服务器有没有宕机，不用管内存够不够（只要单个任务不超限），更不用管操作系统是不是又该打补丁了。

可能有人会说，“哎呀，现在不是有Ray，有Dask吗？”

是有，但Pywren的那种“无状态”、“极简主义”的哲学，依然非常适合那种突发性、高并发、计算密集型的任务。而且，它跟AWS的整合度，真的是太丝滑了。

准备工作：和AWS IAM搏斗

要玩转这个，首先你得有个AWS账号。这个我就不教了，信用卡准备好就行。

最让人头疼的其实是权限配置。AWS的IAM（身份与访问管理）设计得是非常精妙，但对于新手来说，简直就是迷宫。

你需要配置一个用户，给它足够的权限去操作S3（存储数据）和Lambda（执行代码）。

我在第一次搞的时候，踩了不少坑，报错报得我怀疑人生。这里给个经验之谈，尽量遵循最小权限原则，但在测试阶段，为了不把自己气死，先把S3 FullAccess和Lambda FullAccess给加上，等跑通了再慢慢阉割权限。

你需要在本地配置好~/.aws/credentials，大概长这样：

[default]
aws_access_key_id = AKIAXXXXXXXXXXXXXXXX
aws_secret_access_key = YOUR_SECRET_KEY
region = us-east-1

记得，Region（区域）选离你数据近的。如果你的数据都在S3的us-east-1，你非要把Lambda开在东京，光是网络传输延迟和跨区域流量费就能让你老板找你谈话。

然后是Pywren的配置文件。一般在~/.pywren_config。这文件里得告诉Pywren，你的S3桶叫什么名字。Pywren工作的时候，会把你的代码打包上传到S3，Lambda启动时再去S3拉取代码和数据。S3在这里充当了一个“中转站”和“协调员”的角色。

account:
    aws_access_key_id: YOUR_KEY
    aws_secret_access_key: YOUR_SECRET
    aws_region: us-east-1

storage:
    bucket: my-pywren-bucket
    prefix: pywren.jobs

这里的bucket一定要是你自己创建好的，而且要在同一个Region。

Hello World：点火起飞

环境弄好了，咱们来写个最简单的。

通常我们写Python的map是这样的：

def my_function(x):
    return x + 1

data = [1, 2, 3, 4, 5]
results = list(map(my_function, data))

用Pywren怎么写？几乎一模一样：

import pywren
import numpy as np

def my_function(x):
    return x + 1

# 模拟一个大一点的数据集
data = np.arange(100)

wrenexec = pywren.default_executor()
futures = wrenexec.map(my_function, data)

# 获取结果
results = pywren.get_all_results(futures)
print(results)

看到没？就改了那么两行。

但是，当你运行这段代码的时候，后台发生的事情堪比好莱坞大片。

序列化：Pywren利用cloudpickle把你本地定义的my_function，连同它依赖的上下文，全部打包成一个二进制对象。
上传：这个对象被扔到了S3上。
触发：Pywren调用AWS Lambda API，告诉AWS：“嘿，给我启动100个Lambda容器！”
拉取与执行：那100个Lambda容器在AWS的数据中心里几乎同时启动，它们去S3下载刚才那个打包好的函数对象，反序列化，然后分别拿到属于自己的那一份数据（比如第一个拿到0，第二个拿到1...）。
回传：计算完成后，Lambda把结果再写回S3。
汇聚：你本地的脚本轮询S3，发现结果都回来了，把它组装成一个列表，打印出来。

当你看着进度条“刷”一下走完的时候，那种掌控雷电的感觉，真的爽。

进阶：依赖地狱与Runtime

好，Hello World跑通了，你肯定想搞点大的。比如，用pandas处理数据，或者用cv2处理图像。

这时候问题来了。AWS Lambda的底层环境是Amazon Linux，里面只有标准的Python库。你本地装了pandas，Lambda上可没有。

你代码一跑，立马报错：ModuleNotFoundError: No module named 'pandas'。

这时候就得聊聊Pywren的Runtime机制了。

Pywren允许你打包一个Conda环境或者Virtualenv环境，上传到S3，然后告诉Lambda：“启动的时候，先别急着干活，先把这个环境给我解压了，把PYTHONPATH指过去。”

但是，这招有个致命弱点：慢。

Lambda也是有冷启动时间的。如果你的环境包有500MB，光下载解压就得几十秒。Lambda是按毫秒计费的，这都是钱啊！而且Lambda有各种限制，比如部署包大小限制（虽然现在放宽了，以前是50MB），临时磁盘空间限制（/tmp 只有512MB到10GB不等，看配置）。

比较优雅的做法是使用AWS Lambda Layers，或者构建一个包含所有依赖的Docker镜像（如果你用的是支持Docker镜像的新版Pywren分支，比如Lithops）。

对于老版本的Pywren，我们通常会预先构建一个包含常用库（numpy, scipy, pandas）的Runtime包，部署到AWS上。

只要你的依赖搞定了，剩下的就是纯粹的业务逻辑。

我之前有个任务，需要爬取几万个网页并提取正文。如果是单机跑，光是等待HTTP响应就得急死人。哪怕用了asyncio，带宽也是瓶颈。

上了Pywren之后，直接并发1000个Function。这就相当于你有1000个不同的IP（Lambda的IP池很大）在同时抓取。当然，这种做法要小心，别把人家目标网站打挂了，否则你这就是DDOS攻击，搞不好要进局子的。一定要加随机延迟，做个守法的好公民。

真实场景：分布式日志分析

来个硬核点的实战案例。

假设我们在S3上存了一堆Gzip压缩的Nginx日志，按天分文件夹，一年下来有好几个TB。老板突然脑子一热，问：“去年有多少来自IP 1.2.3.4的请求，在周五晚上访问了/admin路径？”

这需求，你要是用S3 Select可能也行，但灵活性不够。你要是下载下来grep，网卡都得烧了。

用Pywren怎么搞？

首先，S3上的文件列表列出来，假设有10000个文件。

import pywren
import boto3
import gzip

def process_log_file(key):
    s3 = boto3.client('s3')
    # 智能读取，不下载整个文件到内存，流式处理
    obj = s3.get_object(Bucket='my-logs', Key=key)
    count = 0
    with gzip.open(obj['Body'], 'rt') as f:
        for line in f:
            if '1.2.3.4' in line and '/admin' in line:
                # 这里还可以加更复杂的逻辑，比如时间解析
                count += 1
    return count

# 获取所有文件Key
s3_resource = boto3.resource('s3')
keys = [o.key for o in s3_resource.Bucket('my-logs').objects.all()]

wrenexec = pywren.default_executor()
# 将任务分发出去
futures = wrenexec.map(process_log_file, keys)
results = pywren.get_all_results(futures)

total_hits = sum(results)
print(f"总点击量: {total_hits}")

这段代码看似平平无奇，但它能在几分钟内跑完单机几天的工作量。

这里有几个技术细节要敲黑板：

数据本地性（Data Locality）：虽然Lambda和S3都在AWS内部，速度很快，但毕竟还是过网络的。尽量在Lambda内部进行数据过滤，只返回你需要的结果（比如一个数字，或者一小段文本），千万别在Lambda里把数据读出来啥也不干直接返回，那样你会把回传S3的带宽撑爆，而且序列化结果也要花时间的。
内存管理：Lambda是按内存分配CPU算力的。你选128MB内存，它就给你分配很小比例的CPU；你选1792MB（相当于1个完整vCPU），处理速度会快很多。对于计算密集型任务，别省这点内存钱，把内存拉高，运行时间短了，总费用说不定反而更低。
超时时间：AWS Lambda目前最大运行时间是15分钟。如果你的单个文件处理时间超过15分钟，任务就会被强杀，你就拿不到结果了。所以，任务切分粒度很重要。如果文件太大，得想办法分块读。

那些年踩过的坑（血泪史）

吹了半天好，接下来说说坑。这部分才是最值钱的，省得你们重蹈覆辙。

1. 钱包的尖叫

Serverless说是按量付费，便宜。那是针对低频、波动大的业务。如果你拿它跑7*24小时的高负载计算，那账单能让你原地破产。
一定要算清楚：Lambda调用次数费用 + Lambda运行时间（GB-秒）费用 + S3请求次数费用 + S3传输流量费用。
特别是S3请求费，Pywren工作时会产生大量的GET/PUT请求。假如代码写了个死循环不断轮询S3状态，一晚上跑了几千万次请求，第二天一看账单，你会滴血。

2. 冷启动的痛

虽然Pywren尽量复用Lambda容器，但如果你并发量突然从0飙到3000，AWS需要现给你起容器。这时候前几秒的性能会很差，甚至会有超时的。如果在意延迟，需要预热，但在批处理场景下，这倒不是大问题。

3. 调试极其困难

当代码在本地跑得欢，一上云就崩，你怎么排查？
你看不到Lambda的控制台输出，只能去AWS CloudWatch看日志。几千个流的日志混在一起，查错简直是大海捞针。
Pywren虽然提供了一些工具获取远端异常，但如果是因为内存溢出（OOM）直接被AWS杀掉的进程，Pywren可能只会在客户端报个“Timeout”或者连接中断，你根本不知道是代码写错了还是内存不够了。
技巧：在代码里多写print，然后在CloudWatch里用Insights语法查询。或者先用小数据集、单并发在本地模拟模式下跑通逻辑。

4. Pickle不是万能的

Python的序列化机制（Pickle）很强，但不是啥都能打包。比如打开的文件句柄、数据库连接对象、C语言扩展的某些指针，是没法序列化传到Lambda上去的。
你的代码必须是“无状态”的。所有的连接必须在函数内部（Lambda端）创建，不能在本地创建好传过去。

架构思考：它不是万能药

用了一段时间Pywren后，我对其有了更深的理解。它不是用来替代Spark或Flink的。

如果你的数据之间有复杂的依赖关系（比如Shuffle操作，Reducer需要等待所有Mapper结束），Pywren处理起来会很吃力。因为它没有像Spark那样完善的DAG调度器和中间数据交换机制（Shuffle主要靠写回S3，效率不如内存交换）。

Pywren最适合的是“易并行（Embarrassingly Parallel）”的任务。就是那种大家各干各的，谁也不碍着谁，最后汇总一下就行。

比如：蒙特卡洛模拟、超参数搜索、大规模ETL清洗、音视频转码。

对于这种任务，Pywren + Lambda 简直是降维打击。不需要维护Kubernetes集群，不需要写Dockerfile，脚本一扔，算力自来。

总结

在这个云原生的时代，运维和开发的边界越来越模糊。以前我们得守着服务器，盯着负载均衡；现在，我们更多的是在调度资源，编写流程。

Pywren这种工具的出现，其实是在告诉我们：算力已经变成了一种像水电一样的基础设施。你不需要拥有一台发电机，你只需要学会怎么插插座。

如果你还没试过这种开发模式，强烈建议你今晚就去申请个AWS账号（新用户还有免费额度），把手头那些跑得慢的脚本改造成Serverless版本。

那种瞬间调动成千上万个核心为你工作的快感，绝对比打游戏通关还要爽。

当然，爽完记得去AWS后台把S3里的临时文件清一下，不然下个月账单出来，别怪我没提醒你。

好了，今天就聊到这。关于Pywren或者Serverless还有什么想问的，或者是你在实战中遇到过什么奇葩的坑，欢迎在评论区留言，咱们一起探讨探讨。

毕竟，技术这条路，一个人走太孤单，一群人走才有意思。

记得关注我，下期咱们聊聊怎么用Terraform把这套架构代码化，彻底解放双手。

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个人博客：躬行笔记

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