本文整理自芒果 TV 吳堅強在 Techo 大會的分享。下面，讓我們一起回顧下吳老師在 Techo 大會的精彩演講內容。
原文作者：吳堅強 整理編輯：王天雲；@Aceyclee
大家好，我叫吳堅強，來自芒果 TV，非常榮幸收到騰訊雲的邀請來和大家分享芒果 TV 在騰訊雲 Serverless 上的落地探索及實踐。
今天的分享，主要從目前 Serverless 的易用性以及出於對資源的消耗和成本的考慮，希望能爲做類似業務落地的同學提供一定的參考。
我本次的分享主要分四個部分，第一個是芒果TV簡單介紹；第二個是音視頻編解碼業務的簡述及發展現狀；第三是引入Serverless結合以後，我們在此期間做的事情；第四是規劃及展望。
芒果TV，在座各位都比較熟悉，它是湖南廣電下的視頻平臺。大家熟知的《快樂大本營》、《明星大偵探》、《歌手》、《爸爸去哪兒》等等這些節目，尤其是在今年推出的自制節目《乘風破浪的姐姐》，非常火爆。
芒果 TV 作爲湖南廣電雙核驅動的戰略主體之一，是國內 A 股首家國有控股的視頻平臺。經過這麼多年的發展，獲得非常多的榮耀。
芒果音視頻編解碼業務
下面我簡單介紹下我們團隊承擔的業務，主要有以下幾個方面：
在自有內容的音視頻播出裏，每天有海量視頻的生產，消耗我們很大的計算資源。每天處理的量從 240P 到 4K 等不同清晰度、超 50 餘種格式，包含 AVC、HEVC、MPEG等多種編碼格式。
而在 UGC 方面，我們需要快速將創作者的內容呈現給用戶，給創造者帶來收益。這一塊目前我們有一部分還是在用騰訊雲的點播服務，後期逐步往 Serverless 上面遷移。
主觀感興趣視頻編碼的研究
下面我分享一下主觀感興趣視頻編碼的研究，它是基於視覺冗餘原理和對編碼器引擎深度優化，相對原生 X264、X265 編碼軟件同等主觀畫質降低碼率 40% 以上。
第一，我們進行前期的預處理，通過分析這個視頻動態複雜度、場景、鏡頭等，自適應匹配到RDO編碼曲線最佳性價比碼率，從而實現在不降低主觀畫質的體驗上，去降低碼率達到 30% 以上。
第二，主觀感興趣的區域編碼。圖二，是我們人眼聚焦的點在小汽車上面，可以看到一個人開着車的動作，利用人眼視覺感興趣區域關注特點，通過芒果自研基於 AI 的主觀感興趣區域預測模型，指導編碼器在不同區域的編碼質量權重分配，同等主觀體驗降低碼率15%以上。
第三，視頻編碼圖像增強技術，自主研發的系列編碼圖像優化技術，在不增加碼率前提下，達到超越源片畫質的體驗提升。
我們在前面看到的是編碼的算法研究，而在龐大的音視頻處理平臺的版本迭代過程中，我們還有很多的研究。
芒果音視頻轉碼平臺產品迭代
從2015年起開始第一代，基於 Hadoop 的 MapReduce 計算實現，它處理量比較少，隨着業務的快速發展，後期我們發現該架構擴展比較困難。
第二代，是基於mesos的分佈式資源管理框架，這個時候我們的業務已經有所增加，日處理量得到提升，尤其是 2016 年芒果提出獨播的戰略，音視頻內容需要快速生產上線，在此基礎上實現了視頻分段轉碼。
第三代，是在2019年的時候，由於引進AI技術和我們圖像優化技術，引入這些方法後，因此採用K8S來實現資源的調度，自研調度及工作流編排。而到今年因受到疫情的影響，我們視頻的量增長的非常快速，尤其是在UGC，超過以前十倍以上的量，引入了Serverless的後，快速的實現了集羣的擴容，快速去提供我們所需要的計算資源。
Serverless 的價值
第一個場景，我們爲什麼要去用這個Serverless，在此之前，前面的幾位大咖已經分享過。從下圖我們可以看到，從左到右雲端計算的發展，雲計算一直在進步的。
左邊是我們早期是物理機託管，到雲主機到容器的出現，到現在Serverless的出現，已經得到非常的發展。
早期的物理機和雲主機和容器的特點，決定了30%的時間是處於低負載的情況。而芒果早期視頻的轉碼，大概有上百臺服務器，在本地IDC機房。白天資源嚴重不足，但到凌晨則處於低負載，服務器資源無法合理使用，而如今採用 Serverless 以後，能夠保證我們資源得到合理利用。
Serverless 能夠給我們帶來哪些價值呢？
- 快速部署、彈性伸縮靈活的按量使用，降低業務使用瓶頸。
- 按使用場景實現任務的多地域調度能力，根據用戶來源去調用每個區域資源合理使用。
- 雲上備份容災機制，實現業務的不間斷運行。
- 在確保性能的基礎上省錢省事的目的。
芒果 Serverless 落地實踐
下面介紹下我們在引入 Serverless 以後的落地實踐。總體來講，我們在 Serverless 落地的實踐包括以下幾個方面：
第一、音視頻轉碼
剛剛做了簡單介紹了，我們在雲端利用 Serverless 實現音視頻轉碼， 它只需要簡單的三步就可以達到:
第一步，創建函數，部署自研編碼器資源包、部署轉碼邏輯。
第二步，配置 COS Bucket 觸發器，對源視頻實時處理加工；旁路生成日誌和監控、支持告警。
第三步，對轉碼後的視頻回傳 COS，並分發到自建 CDN 或騰訊 CDN 節點。
它的核心優勢主要是在於憑藉雲函數強大的聯動能力，能夠將我們視頻上傳以及視頻處理和加工，還有視頻提取還有存儲場景能夠有機結合爲一體。
第二、支持靈活處理
能支持自定義轉碼函數，自身編碼器能夠快速部署上去，彌補單獨服務，雲服務的盲點。
第三、平滑遷移
線上 UPGC 內容採用的雲廠家的點播服務，編碼器處於不可控的狀態。而採用 Serverless 後能夠平滑遷移我們自己的轉碼系統，把自研的編碼器遷移上去，可自由調節所需參數，達到優化視頻質量的目的。
第四、降本增效
這是最大的優點，能夠大量降低我們成本，我們在上線以後，計算資源的成本降低了百分之四五十以上。
我們原有的音視頻轉碼架構，需要自己監控各項指標，比如說 CPU 和內存，還有網絡帶寬。我們通過觸發器，去調動雲服務器的安裝鏡像去接入計算平臺，這個有一個比較大的問題，它這裏延時比較高。
第二，我們啓動以後，什麼時候釋放資源也存在很大的問題，造成大量計算資源的浪費。而所以採用 SCF 以後，就可以運用雲函數自動擴容的方式去應對大量用戶請求，同時騰訊雲實現了實時監控，比如說內存、併發，網絡帶寬。
芒果業務場景：自研的 DAG 工作引擎支持函數編排
目前我們在使用雲函數過程當中，一個比較困難的點，我們編排了十幾個函數或者是幾十個函數後，發現把函數串聯起來的時候，有一點困難。
因此後期我們通過自研的 DAG 工作引擎來實現，它支持我們本地任務調度的同時，去支持SCF的編排，解決了函數之間的聯動調用，可以從圖片看到，一個視頻進來我們要提出它的水印，提取音頻，或者是後面要做視頻的封裝，而不同的封裝格式，爲了節省這個資源，會將轉碼出來的文件做不同的轉封裝輸出。
芒果業務場景：視頻魔術手
另外一個業務場景，就是視頻魔術手。在使用芒果 TV APP 的時候，用戶看到一個精彩片段或者是自己喜歡的明星片段，想把片段分享出去，需要對視頻做裁剪。
實現的方案有兩個，第一個從客戶端去實現，第二個從服務端實現。
我們在調研的過程當中發現，在客戶端實現的時候，考慮用戶設備的計算資源，還有他可能有一個弱網環境下，導致內容上傳出現問題，因此我們從服務端去實現，採用雲函數SCF處理來解決。客戶端、瀏覽器或者是 APP 小程序請求生成片段時，利用 SCF 處理後將視頻地址返回給用戶播放，再分享出去。傳統服務端實現需要考慮負載均衡，但是這次我們採用 SCF 後能夠動態去擴縮容，成本低，而且用戶沒有任何請求的時候，不要支付費用任何費用。
我們考慮視頻處理的場景非常消耗資源，用戶一次請求需要消耗 4 個核心 CPU，64 核傳統的服務器，同時能夠處理16個用戶的請求，如果我們 QPS 達到 100 的時候，需要大量的服務器去支撐，而在採用SCF後，這是目前我們做的收益非常大的一個面。
最後，我再總結下我們在使用雲函數以後的實際感受
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高易用性，我們只需要實現業務代碼的邏輯，無需關心非功能開發以外的問題，免運維。
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穩定性，目前穩定性還是非常高的。但是有一個問題，是實時處理的重試處理。
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快迭代，支持版本號，API 流量自由分配，快速實現灰度方案。
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快啓動能力，每次在一秒鐘之內實現，20 秒以內能完成，現在目前能滿足我們需求。
芒果TV 音視頻轉碼團隊下一步業務規劃
Serverless 的架構下用戶不用再去關心運維所需要的資源，我們直接關注業務代碼邏輯，按照時間消耗支付費用。隨着 Serverless 出現，雲函數計算才真正到來了。
考慮到我們未來建設能力，可以將 4K、CPU、AI 能力往上去遷移，目前來說 GPU 在 Serverless 上面未能實現，但未來可期待。其次是我們轉碼架構升級，未來我們將本地的系統往上面遷移，可以幫助我們把研發效能提升。第三個是降低運維複雜度，優化轉碼成本。雖然 Serverless 還有不足的地方，需要去完善。但是憑藉 Serverless 自身強大的優勢，無論是對企業還是開發者來說，它還是具有非常大的吸引力的。
相信隨着未來技術飛速的發展，Serverless在未來有無限想象的空間。謝謝大家！
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