The meme economy is where FOMO meets YOLO. — Felix Salmon from AXIOS

现在谁的手机还没存几个表情包 meme 呢？

然而，找到合适的 meme 需要时间。程序员之间的调侃对常规创作者来说还是比较偏僻。那程序员自己做一个允许任何人自定义 meme 并生成新 meme 的 web 应用程序怎么样？这就是 Meme as a service 😎。

这样，妈妈再也不用担心我斗图输了！开干！（文末有福利！）

为什么要用 serverless

作为开发者，创建一个在图片上添加文本标题的 Web 应用程序可能并不困难。但是，“meme as a service”还有一些其他要求。

• 图像处理任务通常需要大量计算，并且需要高性能。
• meme as a service 要么使用的人数很少，要么可能会迅速普及。换句话说，meme as a service 需要具有可伸缩性，而开发者只需为实际使用付费。

上述问题的解决方案如下。首先，我们要使用高性能的现代编程语言来编写图像和文本操作函数。因此我们选择了 Rust。Rust 提供了本机性能，同时又具有内存安全性。

接下来，使用公共云中的 serverless 函数可以最好地解决可伸缩性要求。serverless 函数在没有人使用的时候是免费的，并且可以迅速扩展到数百万个用户。

虽然可以将从 Rust 编译的本机程序作为 serverless 函数运行，但更好的方法是在 WebAssembly 虚拟机中作为 serverless 函数运行 Rust 程序。 WebAssembly 虚拟机充当本机应用程序与 serverless 主机环境之间的兼容层和安全沙箱。由于 WebAssembly 虚拟机已经经过预先配置，可以在公有云的 serverless 运行时的各种老旧的操作系统和容器映像中运行，因此它使 Rust 程序更具可移植性。

此外，WebAssembly 使 Rust 程序可以轻松安全地访问以 C / C ++编写的软件库。一个示例是从 Rust 访问旧版操作系统中的Tensorflow 库。

快速开始

在这篇文章里，我们会使用GitHub 上的模板函数 tencent-meme-scf 来在腾讯云上部署 Rust meme-as-a-service。这个模板基于开源的 Serverless Framework。Rust 程序编译成 Wasm 字节码并运行在 WebAssembly 虚拟机 SSVM 上。SSVM 已经为基于云的运行环境进行了优化。

首先，你需要安装 Serverless Framework ，并在腾讯云上创建一个账号。腾讯云会提供免费的额度给开发者使用。接下来是 fork 或 clone 我们提供的模板函数，然后转到 tencent-meme-scf。

$ git clone https://github.com/second-state/tencent-meme-scf
$ cd tencent-meme-scf

使用 Serverless Framework 部署云函数、用于函数服务的 API 网关、让用户使用函数服务的静态 HTML 页面。 .env 文件里配置了要将函数部署到腾讯云。 只需按照屏幕上的说明，登录腾讯云账号部署就行了。

sls deploy
... ...
  region: ap-hongkong
  website: https://sls-website-ap-hongkong-ulxs45-1302315972.cos-website.ap-hongkong.myqcloud.com

55s › tencent-meme-scf › "deploy" ran for 2 apps successfully.

在浏览器加载  website URL，来看看你的 meme-as-a-service! 你可以自定义 meme 图片上的每个标题/水印的文本、大小和位置。

如何工作

这个应用程序的总体结构是一个典型的 JAMStack 应用程序。用于图像处理的后端逻辑被部署为 serverless 函数，并且可以通过API 使用。前端用户界面是静态 HTML 和 JavaScript 网页。前端通过 JavaScript Ajax 调用与后端 API 进行交互。

main.rs 是为 meme 图片添加文字的后端 serverless 函数，是用 Rust 编写的。它先读取文本/水印的字体文件和背景图像文件。

然后，Rust 函数读取用户在 HTML 网页中输入的文本、位置和大小。输入为 JSON 文本形式， serde_json 库将 JSON 文本解析为 Rust 结构的数组。

_watermark() 函数将每个水印添加到图像。_watermark() 函数输出最终的图像并对其进行 base64 编码。serverless 运行时的 API 网关将 base64 编码的图像返回给调用JavaScript，以显示在网页上。

const FONT_FILE : &[u8] = include_bytes!("PingFang-Bold.ttf") as &[u8];
const TEMPLATE_BUF : &[u8] = include_bytes!("bg.png") as &[u8];

fn main() {
  let mut buffer = String::new();
  io::stdin().read_to_string(&mut buffer).expect("Error reading from STDIN");
  let obj: FaasInput = serde_json::from_str(&buffer).unwrap();

  let mut img = image::load_from_memory(TEMPLATE_BUF).unwrap();

  let memes: Vec<Watermark> = serde_json::from_str(&(obj.body)).unwrap();
  for m in memes {
    _watermark(m, &mut img);
  }

  let mut buf = vec![];
  img.write_to(&mut buf, image::ImageOutputFormat::Png).unwrap();
  println!("{}", base64::encode_config(buf, base64::STANDARD));
}

_watermark() 函数在图像上添加了一条水印文本，这里用了标准的 Rust 图像处理库（Crate）来处理 meme 图像。

fn _watermark(w: Watermark, img: &mut image::DynamicImage) {
  let font_size = w.font_size;

  let font = Vec::from(FONT_FILE);
  let font = Font::try_from_vec(font).unwrap();

  let scale = Scale {
    x: font_size,
    y: font_size,
  };
  drawing::draw_text_mut(img, image::Rgba([0u8, 0u8, 0u8, 255u8]), w.left, w.top, scale, &font, &w.text);
}

前端 JavaScript 从 HTML 表单中获取用户输入的文本、位置和字体大小，将输入数据以 JSON 提交到云函数，然后显示返回的base64 图像。

var memes = [];
memes[0] = {};
memes[0].text = $('#top-says').val();
memes[0].left = parseInt($('#top-left').val());
memes[0].top = parseInt($('#top-top').val());
memes[0].font_size = parseInt($('#top-font').val());
... ...

$.ajax({
  url: window.env.API_URL,
  type: "post",
  data : JSON.stringify(memes),
  dataType: "text",
  success: function (data) {
    const img_url = "data:image/png;base64," + data;
    $('#wm_img').prop('src', img_url);
  },
  error: function(jqXHR, exception){
    console.log("Error Status: " + jqXHR.statusText);
  }
});

创建你的 meme

你可以使用源代码模板来创建你自己的 meme-as-a-service。 你可以更改 meme 背景图像，并更改用于添加文本水印的 UI。 因此，请首先确保已安装 Rust 编译器和 ssvmup 构建工具。

更改 Rust 代码和 HTML 文件来适配你自己的 meme 文件。将 Rust 代码编译成 WebAssembly，并把结果复制到 scf/ 文件夹。

$ ssvmup build --enable-aot
$ cp pkg/scf.so scf/

运行 Serverless Framework 命令，部署函数。

sls deploy
... ...
  region: ap-hongkong
  website: https://sls-website-ap-hongkong-ulxs45-1302315972.cos-website.ap-hongkong.myqcloud.com

55s › tencent-meme-scf › "deploy" ran for 2 apps successfully.

接下来

你可以用 JAMStack 应用和 serverless 函数做很多事情。例如，你可以为 TensorFlow 推理创建 serverless 函数，将图像识别和图片识别集成到你的应用中。

本文内容

我们先介绍一些基本概念，然后回顾一个完整但简单的 hello world 示例，部署您的第一个 WebAssembly serverless 函数。

最后，我们将用一个机器学习即服务(MLaaS)示例来做一些有用的事情。该示例接受数据并以 SVG 格式返回拟合模型和可视化。

点击查看本教程结束时你将创建的最终应用。 它完全是“无服务器”的，只有使用时会产生成本。

HTML 和 JavaScript UI 可以托管在任何计算机上，包括笔记本电脑上。在腾讯云 serverless 上的后端函数执行机器学习和 SVG 绘图。

为什么选择 WebAssembly 和 Rust

传统的无服务器函数基于重量级的框架。开发者必须在特定的应用框架中编写函数，比如 Node.js 中的 JavaScript 或 Python Boto。

腾讯云 SCF Custom Runtime 打破了这种模式，允许开发者用任何语言编写 serverless 函数。

为了演示这个优势，本文提供了基于 Bash 脚本的函数、基于 Deno 的 TypeScript 函数和基于 Rust 的本机二进制函数的示例。这使我们能够在腾讯云上创建和部署基于 web 组件的无服务器函数。

我们为什么要这么做？以下是一些原因。

• WebAssembly 是为性能而设计的。 WebAssembly 函数可以比用JavaScript 或者 Python 快10倍。
• WebAssembly 函数是可移植的。虽然可以在 SCF Custom runtime上运行本地二进制文件，但必须将这些二进制文件编译到 Custom runtime 的确切操作系统环境中。目前在 X86 CPU 上使用的是 CentOS 7.6，之后可能会更改。正如我们将要看到的，WebAssembly 函数是可移植的，并且非常容易部署和管理。
• WebAssembly 函数是安全的。众所周知，即使使用 Docker，本地二进制应用程序也可能会破坏容器。由于你的应用程序可能依赖于许多第三方库，因此你的依赖项中存在危险代码的风险真实存在。 WebAssembly 有着基于能力的安全模型, 为你的代码提供更好的运行时保护。
• 虽然 WebAssembly 兼容各种编程语言，但 Rust、 AssemblyScript ( TypeScript)、C/C++和 Go 是写 WebAssembly 函数的最佳语言，尤其是 Rust。Rust 是一种流行且越来越受瞩目的编程语言，社区非常活跃。Rust 让我们能够写一个高效但内存安全的函数。

在腾讯云上编写和部署 WebAssembly 函数实际上非常简单，在一个小时内就可以完成。

前期准备

首先，注册一个腾讯云账户。对大多数开发和个人项目来说，开发工作都可以在免费额度内进行。

确保你已经在地开发计算机或 Docker 容器上安装了 Rust 和 ssvmup 工具链。ssvmup 工具链将 Rust 程序编译并优化为 WebAssembly 字节码。只需使用以下简单命令即可安装。你也可以参考这个指南。

$ curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh
$ source $HOME/.cargo/env
... ...
$ curl https://raw.githubusercontent.com/second-state/ssvmup/master/installer/init.sh -sSf | sh

WebAssembly 函数是在 Second State 虚拟机 SSVM 里执行的。SSVM 是专为服务端的用例和应用优化的高性能 WebAssembly虚拟机。

Hello, world

要在腾讯云上部署 Rust 和 WebAssembly 函数, 我们建议 clone 或者 fork GitHub 上的 模板 repo ，并把这个模板作为你自己应用的基础。

在 main.rs 上的 Rust 函数是我们将部署到 SCF 的 serverless 函数。正如你能从源代码看到的那样，它能从 STDIN 读取函数的输入, 然后用 println! macro 把结果发送到  STDOUT。

use std::io::{self, Read};
use serde::Deserialize;

fn main() {    
    let mut buffer = String::new();    
    io::stdin().read_to_string(&mut buffer).expect("Error reading from STDIN");    
    let obj: FaasInput = serde_json::from_str(&buffer).unwrap();    
    let key1 = &(obj.key1);    
    let key2 = &(obj.key2);    
    println!("Hello! {}, {}", key1, key2);
}

#[derive(Deserialize, Debug)]
struct FaasInput {    
    key1: String,    
    key2: String
}

Rust main() 函数使用  serde 库来从 STDIN 解析一个JSON 字符串。

JSON 看起来像下面这样。 我们之所以用这种方式编写函数，是因为SCF 使用内置的 hello world JSON 模板来测试部署好的函数。

{  
    "key1": "test value 1",  
    "key2": "test value 2"
}

函数提取 key1 和 key2 值并输出下面的 hello 消息到 STDOUT。

Hello! test value 1, test value 2

但是，这个函数的 web 请求是如何被转换成STDIN 的？如何将  STDOUT 中的函数响应转换为 HTTP 响应？

这是通过我们模板中的 SCF custom runtime 基础设施和引导( bootstrap )程序完成的。

正如你所看到的那样，引导程序只是一个 bash shell 程序，它不断地轮询 SCF 以查找传入的请求。它将传入的请求转换为 STDIN ，并通过 SSVM 调用 WebAssembly 函数。然后，它接受 STDOUT 输出，并将其作为函数的响应发给 SCF。

如果你使用我们的模板，就不需要修改引导程序。

现在，可以使用 ssvmup 将 Rust 函数构建到 WebAssembly 字节码中，然后将 zip 文件打包，从而在腾讯云 SCF Custom Runtime 上进行部署。

$ ssvmup build

按照这个说明和截图来部署并测试上面 hello.zip 文件。现在已经成功地部署了一个 WebAssembly serverless 函数！

接下来，让我们用 Rust 函数创建一个有价值的 web 服务。

机器学习即服务

这个例子中，我们选择了一个计算密集型的机器学习任务来演示 Rust WebAssembly 函数的性能。

serverless 函数采用以逗号分隔的数字输入字符串，这些数字表示二维平面上的一组点。输入的数据格式是 x1,y1,x2,y2,...

该函数分析数据并计算两个特征向量，指示数据中最大方差的方向。特征向量为数据科学家提供了关于驱动数据变化的潜在因素的线索。这就是所谓的主成分分析。

我们的函数创建一个 SVG 图，并且在这个图上绘制输入的数据点以及上面计算得到的特征向量。该函数最后以 XML 文本的形式返回这个 SVG 图。

要开始这个例子，你可以 clone 或者 fork 这个 repo。该项目在 tencentcloud/ssvm/pca 文件夹中。或者你可以复制 Cargo.toml 和 src/*的内容到上文的 hello world 模板。如果你选择后者，确保你修改了 Cargo.toml ，将其指向 Rust 机器学习库的正确源代码文件夹。

本教程中不会深入探讨 PCA 或 SVG 生成的 Rust 源代码的细节，因为它们涉及大量的计算代码。如果你有兴趣的话，可以在文末查看更多资源。

遵照与 hello world 示例中相同的步骤。使用 ssvmup 构建一个 pca.zip 包，并将其部署到腾讯云 SCF custom runtime 上。

接下来，我们将部署好的函数与 web API 网关关联起来，以便可以从 web HTTP 或 HTTPS 请求调用它。在 SCF 的 web 控制台的触发管理选项卡中执行此操作。点击这里查看教程和截图。

API 控制台将 HTTP 请求转换为 serverless 函数的 JSON 输入。例如，这里有一个对 API 网关 URL 的 HTTP POST 请求。我们将来自 iris.csv 文件的以逗号分隔的数据点放在 POST 主体中。

$ curl -d @iris.csv -X POST https://service-m9pxktbc-1302315972.hk.apigw.tencentcs.com/release/PCASVG

API 网关将以下 JSON 传到 Rust 函数的 STDIN。POST body 现在是 JSON 中的 body 属性。

{
  "body": "3.5,0.2,3,0.2,...",
  "headerParameters": {},
  "headers": {
    "accept": "/",
    "content-length": "11",
    "content-type": "application/x-www-form-urlencoded",
    "host": "service-aj0plx8u-1302315972.hk.apigw.tencentcs.com",
    "user-agent": "curl/7.54.0",
    "x-anonymous-consumer": "true",
    "x-api-requestid": "e3123014742e7dd79f0652968bf1f62e",
    "x-b3-traceid": "e3123014742e7dd79f0652968bf1f62e",
    "x-qualifier": "$DEFAULT"
  },
  "httpMethod": "POST",
  "path": "/my_hk",
  "pathParameters": {},
  "queryString": {},
  "queryStringParameters": {},
  "requestContext": {
    "httpMethod": "ANY",
    "identity": {},
    "path": "/my_hk",
    "serviceId": "service-aj0plx8u",
    "sourceIp": "136.49.211.114",
    "stage": "release"
  }
}

Rust 函数解析主体中的数据，执行 PCA，并生成 SVG 图形。它将 SVG 内容打印到 STDOUT，后者由 API 网关获取并作为 HTTP 响应发送回来。

要在 AJAX 请求中使用此 API 网关 URL，还必须配置腾讯云网关以接受 CORS web 请求。查看指南 ，了解如何做到这一点。

下面的 HTML JavaScript 例子展示了如何在网页中使用这个 serverless 函数。

它通过 ID csv_data 从 textarea 字段获取 CSV 数据，向 serverless 函数发出 AJAX HTTP POST 请求，然后把返回值(一个 SVG 图形)放入ID为 svg_img 的 HTML 元素中。点击这里查看 demo。

$.ajax({
  method: "POST",
  url: "https://service-m9pxktbc-1302315972.hk.apigw.tencentcs.com/release/PCASVG",
  data: $('#csv_data').val(),
  dataType: "text"
}).done(function(data) {
  $('#svg_img').html(data);
})

（运行中的Web应用）

接下来

腾讯的 SCF Custom runtime 是一个非常强大的 serverless 运行环境。它为你想要编写的任何应用程序函数提供了一个通用的 Linux 环境，并提供了标准的 web 接口来与函数的输入和输出进行交互。这绝对值得一试。

正如本文所讨论的，我们相信 Rust 和 WebAssembly 为 serverless 函数提供了一个高性能、安全、可移植、面向未来的堆栈。Rust 、 WebAssembly 与 SCF costum runtime 代表了未来！

更多资源

• 深入了解为什么要在服务端使用 WebAssembly
• 深入了解腾讯 SCF
• 深入了解机器学习算法
• Rust 入门
• Rust 和 WebAssembly 中的机器学习算法
• 入门教程：在Node.js 使用 Rust 函数
• 深入了解 Second State WebAssembly 虚拟机 SSVM
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

点击 GitHub 链接获取代码。

英国物理学家牛顿正是在大瘟疫（欧洲鼠疫）期间进行“社交疏远”时发现了万有引力定律。隔离在家，你会做什么呢？有了大量空闲时间，我们每个人都可能成为富有创造力的探索者！

隔离期间，人们想要实践新的想法，会比任何时候都更需要创建一个网站。诸如 Wordpress，Squarespace 或 Wix 之类的传统 CMS 解决方案难以使用，看起来已经过时了，并且昂贵！

我们希望创建一个外观精美，并且易于自定义的网站。非技术人员应该能够在几分钟内编辑源文件，并能实时在网站上看到所做的更改。理想情况下，这个网站应该是免费的（永远免费，而不仅仅是暂时免费），并且可以吸引成千上万的访客。

这能实现吗？

在这篇简短的文章中，我将向你介绍基于 Hugo 框架，GitHub Pages 和 GitHub Actions 的解决方案。跟着本文一步一步做到最后，你就可以启动并运行你的新网站。

这非常简单，我 9 岁的儿子就做到了。现在，他管理着他想象中的神秘国度阿伦扎托皮亚国（Arenztopia）的名为 Arenztopia 的网站。如果你有兴趣，点击这里查看关于 Arenztopia 的故事。

TL;DR

如果你只想尽快开始使用可正常运行的网站，请首先确保你拥有一个免费的 GitHub 帐户。

访问GitHub Repo，然后单击右上角的 Fork 按钮，将其 fork 到你自己的帐户中。

来到你 fork 的 repo，然后单击“Actions”选项卡，你将在下图中看到类似的消息。单击“I understand my workflows...”按钮。

来到 repo 的“Setting”选项卡，然后向下滚动到 GitHub Pages。从下拉列表中重新选择 gh-pages 以构建网站。

来到 repo 的“Code”选项卡，打开config.toml文件，然后进行编辑。将其title属性更改为其他属性，然后单击底部的“Commit changes”按钮。我们需要此步骤来触发新 repo 中的工作流。

等待几分钟，转到 GitHub Pages 上的“published at”网址，你将看到模板网站。

接下来，你可以通过编辑 config.toml 文件和内容文件夹中的文件来自定义站点。转到本文末尾的“Add your own content”部分，以了解操作方法。你可以查看有关 Ananke 主题的说明。

快速入门就是这样！在接下来的几节中，我将更详细地解释概念和过程。

Hugo 基础

像 Wordpress 这样的旧式 CMS 解决方案很难适应新的网站设计，而像 SquareSpace 这样的商业托管解决方案则过于昂贵且不够灵活。像 Hugo 这样的静态网站生成器在功能，灵活性和易于编写之间取得了很好的平衡。

• Hugo 网站可以通过配置文件进行自定义和修改

• 新页面和内容部分可以用 markdown 而不是 HTML 编写，这使内容创作更加容易。

• 有许多现代设计主题可供选择。

• Hugo 的输出是一个静态 HTML 网站，可以将其部署在任何低成本的托管服务提供商上。

• 与静态网站托管服务（如 GitHub Pages 和 Netlify）一起，它们可以提供完全免费的解决方案。

Hugo 软件发行版可在所有主要操作系统上使用。但是，由于我们将使用 GitHub Actions 自动构建 Hugo 网站，因此我们实际上不需要在此处安装 Hugo 软件。

创建模板网站

首先，选择一个 Hugo 主题。Hugo 主题有许多种类，有些针对具有一个或多个内容网页的网站，而另一些针对带有时间戳记的类似博客的网站进行了优化。

选一个你喜欢的，下载一个 zip 包或克隆一个 GitHub repo，然后将主题解压缩到一个文件夹中。假设主题分发已解压缩到名为my-theme的文件夹中。以下是 Linux 终端中的命令。可以在 Mac 上使用 Terminal 应用程序，在 Windows 上使用 PowerShell。

接下来，在电脑上创建网站项目目录。

$ mkdir -r my-site/themes

将主题文件夹复制到项目中

$ cp -r my-theme my-site/themes

将主题的exampleSite 复制到项目的一级目录中

$ cd my-site
$ cp -r themes/my-theme/exampleSite/* ./

编辑项目根目录下my-site/ 的 config.toml，指向正确的主题

baseURL = "/"themesDir = "themes"theme = "my-theme"

接下来，创建一个 GitHub Repo，命名为my-site，并把my-site推到master 分支。下面是从 GitHub 的 Web UI 上传文件的步骤，现在准备发布主题示例站点。

为了使非开发人员（或尚未掌握命令行工具的年轻开发人员）可以使用基于 Hugo 的系统，我们必须自动化构建和部署静态网站的过程。

自动化部署

在 GitHub 项目中，转到“Setting”并启用 GitHub Pages，选择源作为 gh-pages 分支。

接下来，我们创建一个 GitHub Actions 工作流，以便在 master 分支的源文件上运行 Hugo 命令，并将生成的 HTML 文件推送到 gh-pages 分支进行发布。在项目的“操作”标签中，点击“set up a workflow yourself”按钮。

工作流存储在 master 分支，文件名为.github/workflows/main.yml。内容如下所示：

name: github pages

on:
  push:
    branches:
      - master

jobs:
  deploy:
    runs-on: ubuntu-18.04
    steps:
      - uses: actions/checkout@v1  # v2 does not have submodules option now
        # with:
        #   submodules: true

      - name: Setup Hugo
        uses: peaceiris/actions-hugo@v2
        with:
          hugo-version: '0.62.2'
          extended: true

      - name: Build
        run: hugo

      - name: Deploy
        uses: peaceiris/actions-gh-pages@v3
        with:
          github_token: ${{ secrets.GITHUB_TOKEN }}
          publish_dir: ./public

这里是该网站的作者和编辑者将更改 master 分支上的内容和文件。每当将新内容推送到 master 分支时，自动化的 GitHub Actions 工作流程都将设置 Hugo 软件，运行hugo命令并将这些文件转换为用于静态网站的 HTML 文件。

HTML 文件被推送到同一 repo 的gh-pages分支。它们将按配置通过 GitHub Pages 在指定的 Web 地址上发布。

注意最后一行中的cname属性，那是我们使用 GitHub Pages 设置的自定义域名。如果你没有自定义域名，只需删除此行，即可在 GitHub Pages 提供的域上访问你的网站。

现在打开网站，就可以看到主题的默认网页。

添加自己的内容

要将默认主题网站更改为你自己的内容，只需更改 master 分支上的文件。请参考所选主题的文档。通常，Hugo 模板是这样的：

• 网页是以 markdown 格式编写的，md 文件在内容文件夹中。
• 每个 md 文件都有一个包含属性的header部分，例如页面的菜单位置、优先级、时间戳、摘录等。
• 总体配置（如多个页面使用的菜单项和属性）存储在data文件夹中。
• 静态内容（如原始 HTML 文件、 JavaScript 文件和图像文件）可以放在
  static文件夹中。

下面是如何自定义我们模板自带的Ananke 主题：

• config.toml 文件允许你配置网站标题，所有页面上的社交图标，以及主页上的大图片。
• 所有图片应该上传到 static/images 文件夹。
• content/_index.md 文件包含主页的文本。
• 要在网站添加页面，只需在 content 文件夹中创建 markdown 文件即可。一个例子是 contact.md 文件. 注意，在文件的顶部，有一些属性来控制该页面是否应该出现在网站菜单上。
• 要向站点添加文章, 只需在 content/post 文件夹中创建 markdown 文件。这些是类似博客的内容文章，顶部有日期和标题。 最近的两篇文章将出现在主页上。

如果你觉得这个网站有意思，想要了解更多，看看我们是如何做的，可以查看：

• 阿伦扎托皮亚国 [GitHub] [Web site]
• Second State blog [GitHub] [Web site]

树莓派个头很小，却是个强大的计算机。最便宜的版本树莓派 Zero，可以运行功能齐全的 Linux 发行版并驱动高清显示。大小为两个 25 美分的硬币，价格为 5 美金。而售价 10 美金的树莓派 Zero W 带有集成蓝牙和 wifi.

如果选择更加高配的版本，不到 100 美金的价格就可以购买树莓派 4 桌面版。 这个套件运行 1.5GHz 的 4 核 ARM CPU、GPU、2GB（最大 8GB）的 RAM、MicroSD 卡、wifi、以太网接口、USB 端口、可驱动的 HDMI 端口、 16GB（最大 2TB）的存储空间、4K 显示器、键盘、鼠标。

树莓派不仅仅是标准计算机，它非常有趣，有多种玩法。树莓派表面有一排 GPIO（通用输入输出）引脚，你可以将简单的传感器（例如温度，湿度，光线）连接到这些引脚，通过运行在树莓派上的应用程序捕获这些数据。

例如，将 LED 灯和电机连接到这些引脚，然后使用树莓派应用程序驱动这些外围设备。

对于更复杂的传感器或设备，例如相机模块，还可以通过 USB 或 wifi 连接到树莓派，并通过软件对其进行访问。树莓派是学习硬件的绝佳设备，因此，很多编程课用树莓派来做教学。

但是，乐趣和学习并非小孩子专属。 树莓派具有强大的计算能力和便捷的联网功能，因此可以轻松地成为个人应用服务器。

在树莓派上放置一个 Web 应用，比如协作笔记的应用或者一些用于共享的文档和视频，然后把树莓派拿到会议上，供每个参会人使用。有了这个神器，连互联网都不需要。并且这个网络完全去中心化，不受任何审查。

个人服务器对开发者特别有用。它构成了一个单独的环境，可以部署和测试服务端应用程序，完全不会弄乱你的笔记本电脑。个人开发服务器就像打了兴奋剂的 Docker。

首先, 准备一个树莓派

如果之前你没用过树莓派，最简单也是最昂贵的方式是花 100 美金买一个台式机套件。这里面包含计算机里面的所有零件，除了显示器。

如果是将树莓派用作个人开发服务器，在初步的设置之后不需要显示器，只需要在开启的时候用笔记本电脑通过 SSH 链接它。

如何你想要参与高性能 Web 学习，点击这里了解如何免费获取树莓派套件！

当然，如果你有备用的计算机零件，例如 MicroSD 卡、USB 电源、键盘和鼠标，那么只要购买最简易的树莓派主板就可以省下一笔钱。只需要花 5 美金买一个树莓派 Zero 主板，或者以 35 美金的价格买一个树莓派 4 主板。

但是有了主板，还缺少 MicroSD 卡。MicroSD 卡可以用作存储操作系统和数据的“硬盘”。因此还需要购买 16GB MicroSD 卡，MicroSD 读卡器，这大概需要 10 美金。使用树莓派 Raspberry Pi Imager 从笔记本电脑上将操作系统加载到 MicroSD 卡上。

一般大家都会选择 Raspberry Pi OS 和 Ubuntu Linux。两者都是基于 Debian 的 Linux 发行版。大多数入门工具包都在其 MicroSD 卡上预安装了 Raspberry Pi OS，称为 NOOBS。

接下来，我将详细介绍两种操作系统。

如何设置 Raspberry Pi OS

将带有 NOOBS 的 MicroSD 卡插入并连接显示器、键盘和鼠标后，打开电源。

然后，按照屏幕上的说明安装 Raspberry Pi OS（以前称为Raspbian OS）。接着为树莓派的用户设置密码以及 wifi 连接。

登录后，找到 Preference，然后来到 Raspberry Pi Configuration 菜单并启用 SSH，这样就可以从另一台计算机登录到树莓派。

注意：为了将树莓派用作 “headless” 服务器，可以从路由器请求一个静态 IP 地址。以后，只需打开电源，从其它计算机或电话通过 SSH 连接树莓派。

Raspberry Pi OS 源自 Debian Linux 发行版，附带一个完整的桌面 UI 环境、一个现代 Web 浏览器、一个命令行终端以及学习程序，例如类似 Python，Java 和 Scratch IDE 的学习教程。

一切准备就绪，我们要做的是通过命令行终端安装开发和服务器软件。

此时，还可以通过运行下面的命令在本地网络上找到树莓派的 IP 地址，然后用本地 IP 地址、用户名 Pi 、密码通过 SSH 连接到树莓派。

$ hostname -I
192.168.2.108 172.17.0.1

这里是 Raspberry Pi OS 上安装的软件包的完整列表。建议更新和升级到最新软件包。运行以下命令，请耐心等待，升级更新可能要花一个小时。

$ sudo apt update && sudo apt upgrade

如何设置 Ubuntu 服务器 20.04

Raspberry Pi OS 主要面向台式机设计。对于只想将树莓派用作服务器或 IoT 设备的开发者，Ubuntu Linux 是更好的选择，带有最新的软件包和库。在没有桌面窗口、Web浏览器、Java、游戏和学习工具的情况下，Ubuntu Linux 效率可能更高。

你可以从网上下载用于树莓派的 Ubuntu Server images，并将其加载到 MicroSD 卡上。但是，更简单的方法是使用 Raspberry Pi Imager，从菜单中选择 Ubuntu Server 20.04 TLS，然后将其写入空的 MicroSD 卡。

准备好 MicroSD 卡后，按照说明输入 wifi 网络名称和密码。这样，树莓派设备一启动就能立即连接到网络。

基本上，将 MicroSD 卡放入 Raspberry Pi 中，连接 USB 电源，等待其上线。然后从 wifi 路由器找到 raspberrypi 设备的 IP，就可以通过 SSH 连接到网络上的任一计算机。

初始用户名和密码是 ubuntu/ubuntu 。甚至无需连接显示器或键盘，超级简单，这样就完成 headless 设置了！

注意：如果莓派在启动时无法连接到 wifi，就需要连接 HDMI 显示器和 USB 键盘。然后按照说明在运行系统上调试和设置 wifi。

接下来，我们在树莓派上安装开发者工具堆栈。

安装 Git

我会在所有开发环境上安装 Git，因为大量的软件可以直接在 Git 的 repo 面获取，省去了下载和复制的麻烦。

Git 还允许在私有 repo 中保存和备份自己的工作。对于像树莓派这样的小型计算机，我建议在 Git 中保存所有工作，以防丢失设备或 MicroSD 卡。

以下命令可以安装Git：

$ sudo apt install git

安装 Node.js

要将树莓派变成用于 Web 应用的个人开发服务器，需要安装 Web 应用程序运行时。

对于当今的大多数开发者来说，最好从 Node.js 开始，有了它就可以用 JavaScript 编写服务器端应用。以下两个命令是在树莓派上安装 Node.js。

$ curl -sL https://deb.nodesource.com/setup_10.x | sudo bash -
$ sudo apt install nodejs

通过运行以下两个命令来验证安装是否正确完成。Node 和 npm 都可用。

$ node -v
v10.19.0
$ npm -v
5.8.0

这里你可以使用 npm 安装模块，例如， 用 npm 安装一个常用的模块 express 框架，用于 Web 应用。

$ npm install express

现在，你可以运行一次 ExpressJS hello world 例子在树莓派上创建一个 Web 服务器，并使用网络上任何计算机上的 Web 浏览器来访问应用！

安装 Rust

Rust 是一种快速成长的编程语言，用于编写系统和 Web 应用程序。Rust 接近硬件，性能高，内存安全性强，这使 Rust非常适合在资源受限的设备（例如树莓派）上编写应用。

而且，Rust 是 StackOverflow 上用户连续 5 年最喜欢的编程语言，非常值得花时间学习！

Rust 的一个重要用例是将 Rust 函数编译成 WebAssembly 并在 Node.js 程序运行以实现超强性能、安全性和代码可移植性。这是在小型树莓派设备上运行计算密集型 Web 应用程序的绝佳选择。实际上，只要知道如何在 Node.js 运行 Rust 函数，就可以免费赢取一份树莓派入门套件。

注意：严格来说，不需要在树莓派上安装 Rust 工具。通常，只要在树莓派中运行 Rust 程序即可。我们可以在任何计算机上编译 Rust 程序，然后将编译好的二进制文件复制到树莓派。

但是，有了功能强大的 CPU，就可以在树莓派上编译 Rust 程序，何乐而不为呢！

以下命令是在树莓派上安装 Rust 编译器工具链。

$ curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh

运行下面的命令，无需注销和再次登录就能设置正确的路径。

$ source $HOME/.cargo/env

上面的命令还将安装名为 cargo 的 Rust 包管理器。大多数 Rust 开发者使用 cargo 创建和分享他们的工作。

$ cargo -V
cargo 1.44.1 (88ba85757 2020-06-11)

接下来，可以 clone 我们的 Rust 学习仓库，从示例中学习 Rust.

$ git clone https://github.com/second-state/wasm-learning.git

这是 hello world 示例，玩得开心~

$ cd wasm-learning/rust/hello
$ cargo build
   Compiling hello v0.1.0 (/home/pi/Dev/wasm-learning/rust/hello)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 4.35s
$ target/debug/hello
Hello, world!

查看 Rust 官方网站 以及 Rust by Example 书籍，获取更多学习资源。

学习 Docker

我们看到，Raspberry Pi OS 和 Ubuntu Server 都是非常强大的 Linux 发行版，带有许多软件包。

但是，如果我想在其他操作系统上测试应用程序怎么办？我需要格式化并在 MicroSD 卡上重新安装其他操作系统吗？答案是不，用 Docker 就可以完美解决！

以下两个命令是在树莓派上安装 Docker ：

$ curl -fsSL https://get.docker.com -o get-docker.sh
$ sudo sh get-docker.sh

运行以下命令，以便可以将 Docker 作为树莓派用户使用：

$ sudo usermod -aG docker pi

Docker info 命令显示 Docker 现在已安装在具有 Raspberry Pi OS 的 ARM 系统上。

$ docker info
... ...
 Kernel Version: 4.19.118-v7l+
 Operating System: Raspbian GNU/Linux 10 (buster)
 OSType: linux
 Architecture: armv7l
 CPUs: 4
 Total Memory: 3.814GiB
 Name: raspberrypi
 ID: XERI:ZVVZ:XQVA:HXSH:KRPI:6GL2:5QRE:E7GZ:Z72Q:6SGF:CEI6:GKTC
 Docker Root Dir: /var/lib/docker
... ...

接下来，你可以获取最新的 Ubuntu 发行版的 Docker 映像，运行它，并以命令行用户的身份登录 Ubuntu。

$ docker pull ubuntu
... ...
$ docker run -it ubuntu bash
root# ... enter commands ...

接下来呢？

在本文中，我们介绍了基础知识，并学习了如何将 Raspberry Pi 4 设备变成软件开发者的个人开发服务器。

有关 Git、Node.js、Rust、WebAssembly 和 Docker 的知识很多，我们还可以在树莓派上安装许多其它开发者堆栈。

免费获得树莓派，别忘了和我们分享你的作品。

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