AWS Lambdaを紐解く

1. AWS Lambdaを紐紐解く 2015.03.22 Amazon Data Service Japan, Solutions Architect Keisuke Nishitani(@Keisuke69)

2. Twi$erでJaws Daysに参加しよう！たくさんリツイートされた⼈人にプレゼント！ @jawsdays 参加⽅方法は簡単！3ステップ @awscloud_jp ＋ #jawsdaysをつけてツイート投稿！ 1番リツイート数を集めた⼈人が優勝者です！ AWS公式Twi0erとJAWS DAYS公式Twi0erをフォロー ?? 17:00〜～の懇親会で優勝者発表です。 ※9:00〜～16:50のTweetが対象です。＋ Kindle JAWS Tシャツ＋ウェアラブル Moﬀ Band JAWS Tシャツ Step 1 （参加条件になります） Step 2 Step 3 （Jaws Daysに関する投稿なら何でもOK！） JAWS Tシャツ

3. ⾃自⼰己紹介 •  名前 –  ⻄西⾕谷圭介 –  @Keisuke69 •  ロール –  ソリューションアーキテクト –  WebサービスやEC、スタートアップを担当 –  モバイルなどアプリ寄りなプロダクトを担当

4. 課題はシンプル

5. 例例えば、 •  S3のバケットに画像が保存されたらサムネイルイメージを⽤用意したい •  DynamoDBに保存されるアドレスが全て正しい形式かチェックしたい

6. 例例えば、 •  S3のバケットに画像が保存されたらサムネイルイメージを⽤用意したい •  DynamoDBに保存されるアドレスが全て正しい形式かチェックしたい

7. AWS Lambda以前 •  解決⽅方法は複雑 –  アップロードを検知するためのサーバと仕組みを⽤用意 –  イベントに応じて処理理を実⾏行行するサーバ群を⽤用意 –  OSの設定や⾔言語環境の構築 –  パッチ適⽤用や更更新をし続ける必要もある –  予測困難なリクエスト数に対し、スケールや耐障害性を⾼高める仕組みを⾃自⾝身で構成 –  キャパシティや状態、セキュリティなどを24 時間365⽇日モニタリング

8. AWS Lambda以降降 •  S3に画像がアップロードされたときにサムネイルの⽣生成やリサイズを実⾏行行 AWS LambdaAmazon S3 Bucket イベント元画像サムネイル画像 1 2 3

9. AWS Lambdaとは •  クラウド上で、イベントをトリガーに独⾃自のコードを稼働させるComputeサービス –  EC2インスタンスやOS等インフラの管理理作業が不不要 –  毎⽇日数件から毎秒数千件のリクエストまで⾃自動的にスケール –  従量量課⾦金金、実際にコードが稼働した時間に対してのお⽀支払 –  新たに追加された情報(イベント)に対して即座に応答するアプリケーションを、特別な仕組みなく簡単に実装できる

10. 特徴

11. インフラの管理理が不不要 •  ビジネスロジックにフォーカスできる •  コードをアップロードするだけで、あとはAWS Lambdaが以下をハンドリング –  キャパシティ –  スケール –  デプロイ –  耐障害性 –  モニタリング –  ロギング –  セキュリティパッチの適⽤用

12. オートスケール •  イベントのレートに合うように Lambdaが⾃自動でスケール •  プロビジョニング中や完了了を気にする必要なし •  コードが稼働した分だけのお⽀支払い

13. Bring your own code •  Node.jsで書かれたコードを実⾏行行 •  コード内では以下も可能 –  スレッド/プロセスの⽣生成 –  バッチスクリプトや何らかの実⾏行行ファイルの実⾏行行 –  /tmpのread/write •  各種ライブラリも利利⽤用可能 –  ネイティブライブラリも可能 –  利利⽤用するライブラリを⼀一緒にアップロード

14. 細やかな料料⾦金金体系 •  100ミリ秒単位でのコンピュート時間に対する価格設定 •  リクエストに対する低額の課⾦金金 •  ⼗十分な無料料枠

15. ユースケース

16. 値チェックや別テーブルへのコピー •  DynamoDBへの書き込みに応じて値チェックをしつつ別テーブルの更更新やプッシュ通知を実⾏行行 AWS Lambda Amazon DynamoDB Table and Stream プッシュ通知別テーブルを更更新

17. 監査と通知 •  S3に保管されるCloudTrailのログを分析し、怪しい⾏行行動や異異常を検知したら通知する AWS APIコール AWS CloudTrail Logs AWS Lambda Bucketイベントプッシュ通知

18. ⼝口コミアプリ •  投稿の書き込み/表⽰示はDynamoDBと直接 •  レートの計算はモバイルアプリから直接Lambdaを実⾏行行し⾮非同期で実⾏行行 1. 認証・認可・ FBアプリと連携 Cognito DynamoDBApp with AWS Mobile SDK 2. ⼝口コミの投稿・投稿内容とレーティング 4. 過去の全データを元に平均値の計算と　　結果のDynamoDBへの登録等 3. Lambda functionの起動 Lambda

19. Followers 写真共有モバイルアプリ 4. メタデータをDynamoDBに登録 -‐‑‒ タイトル、コメント等 1. 認証・認可・ FBアプリと連携 6. Push通知 -‐‑‒ フレンドやフォロワーに通知 Cognito Mobile Analytics DynamoDB S3 SNS7. 画像をポストしたことをAnalyticsに登録 3. 画像のリサイズ 2. S3への画像アップロード 5. 結果をSNSへ通知 App with AWS Mobile SDK

20. AWS Lambdaの使い⽅方

21. Lambdaファンクション •  コードはJavaScript（Node.js）で記述 •  コードはZip形式にしてアップロードもしくはコンソール上で直接記述 –  各種ライブラリはZipファイルに含めることで利利⽤用可能 •  メモリ容量量はデフォルトで128MB –  64MBごとに設定可能 –  容量量に応じてCPU能⼒力力なども変動 •  実⾏行行時間のタイムアウトはデフォルトで3秒、最⼤大60秒まで •  Lambdaファンクションの起動と実⾏行行でそれぞれIAM Roleを設定 •  /tmpに対してread/write可能 •  それぞれが隔離離されたコンテナ内で実⾏行行される

22. ネイティブライブラリ •  ファンクション内で利利⽤用するネイティブライブラリを独⾃自にビルドして、パッケージすることも可能 –  Node.jsがインストールされたAmazon Linuxと同等のマシンが必要 –  Amazon Linuxに含まれるライブラリを使⽤用してビルドする必要がある –  ライブラリおよび依存関係はスタティックにコンパイルするかダイナミックリンクを指定してコンパイルする必要がある –  ドキュメントに記載のあるAmazon LinuxのAMIを使って起動したEC2インスタンスを利利⽤用するとよい http://docs.aws.amazon.com/lambda/latest/dg/lambda-‐‑‒ introduction.html

23. （例例）OpenCVを導⼊入する場合 1.  LambdaがサポートするAMIを利利⽤用してEC2インスタンスを起動（⼿手順は割愛） 2.  OSアップデートと必要なライブラリ、ツールとNode.jsをインストール $ sudo yum update $ sudo yum install gcc44 gcc-c++ libgcc44 cmake python26-devel –y $ wget http://nodejs.org/dist/v0.10.33/node-v0.10.33.tar.gz $ tar -zxvf node-v0.10.33.tar.gz $ cd node-v0.10.33 && ./configure && make $ sudo make install $ sudo easy_install pip $ pip install numpy

24. （例例）OpenCVを導⼊入する場合 3. ネイティブライブラリのダウンロード $ wget http://downloads.sourceforge.net/project/ opencvlibrary/opencv-unix/2.4.9/opencv-2.4.9.zip $ mkdir opencv_install $ mkdir opencv_example $ unzip opencv-2.4.9.zip –d ./opencv_install/ && cd opencv_install 4. スタティックライブラリ⽤用に設定 $ cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE -D BUILD_SHARED_LIBS=NO - D CMAKE_INSTALL_PREFIX=~/opencv opencv-2.4.9/

25. （例例）OpenCVを導⼊入する場合 5. モジュールのビルドとインストール 6. npmを⽤用いてパッケージのインストール npm install実⾏行行前にPKG_̲CONFIG_̲PATHの指定を⾏行行い、静的にコンパイルされたバージョンのOpenCVを⽤用いてOpenCVライブラリをコンパイル $ export PKG_CONFIG_PATH=$PKG_CONFIG_PATH:~/opencv/lib/ pkgconfig/ $ npm install –prefix=~/opencv_example opencv $ make && make install

26. コード •  基本 –  現時点ではNode.jsで記述し、Node.jsのベストプラクティスに従う –  AWS SDKは組み込み済みで使えるようになっている –  ImageMagickグラフィックライブラリを標準で利利⽤用可能 •  ステートレス –  データを永続化するためにはS3、DynamoDBもしくはその他のインターネット経由で利利⽤用可能なストレージを利利⽤用すること –  実際に実⾏行行されるサーバは毎回異異なり、ログインもできない •  その他 –  プロセス、スレッド、/tmp、ソケットの利利⽤用可能 –  各種ライブラリを利利⽤用可能 –  インバウンドのソケット接続は不不可能

27. プログラミングモデル •  handler_̲nameがLambdaが呼び出す関数名となる –  ファンクション作成時ならびにコードのアップロード時に指定する •  イベントのデータをパラメータとして渡す –  JSON形式 –  サービスごとに異異なる –  カスタムイベントの場合はInvokeAsync発⾏行行時の引数として渡した任意のJSON形式の値 •  終了了時にはcontext.done()を呼び出す（後述） exports.handler_name = function(event, context) { console.log("value1 = " + event.key1); console.log("value2 = " + event.key2); ... 　context.done(null, "some message"); }

28. context.done() •  context.done()を呼び出すとファンクションが終了了したものと⾒見見なされる –  処理理終了了を明⽰示するために必ず呼び出す –  呼び出さないと必要以上に⻑⾧長く実⾏行行されてしまう可能性がある •  第1引数 –  成功の場合はnullにする。値が⼊入っているとエラーとして解釈される –  null以外の値は⽂文字列列化されて⾃自動的にCloudWatchのログに記録され、リトライが⾏行行われる場合がある •  第2引数（オプション） –  メッセージ⽂文字列列 –  テスト実⾏行行の際、コンソール画⾯面下部のログ出⼒力力に表⽰示される –  成功/失敗両⽅方で使える

29. コード例例 console.log('Loading event'); var aws = require('aws-sdk'); var s3 = new aws.S3({apiVersion: '2006-03-01'}); exports.handler = function(event, context) { console.log('Received event:'); console.log(JSON.stringify(event, null, ' ')); var bucket = event.Records[0].s3.bucket.name; var key = event.Records[0].s3.object.key; s3.getObject({Bucket:bucket, Key:key}, function(err,data) { if (err) { console.log('error getting object ' + key + ' from bucket ' + bucket + '. Make sure they exist and your bucket is in the same region as this function.'); context.done('error','error getting file'+err); } else { console.log('CONTENT TYPE:',data.ContentType); context.done(null,''); } } ); };

30. Lambdaファンクションの作成 •  コンソールに組み込まれたコードエディタ –  サンプルテンプレートを⽤用いて簡単に始めることが可能 –  名前とIAM roleを設定するだけという簡単な設定 •  Zipファイルによるコードのアップロード –  ZipファイルのアップロードはSDKならびにCLIもサポート –  ライブラリを含める場合 –  ディレクトリが含まれない形でZipファイルにまとめる必要あり •  コードのあるディレクトリに移動した上で以下のようなコマンドで圧縮するのがおすすめ zip -‐‑‒r lambda-‐‑‒sample.zip . •  リソースサイズの設定 –  128MBから1GBの範囲で64MBごとにメモリサイズを設定 –  使ったメモリ量量はログに出⼒力力されるため後から調整が可能 –  タイムアウトは1秒から60秒の間で設定（デフォルトは3秒）

31. イベントソースの設定 •  S3 –  AWS Lambdaのコンソール上でS3 のバケットを選択 –  S3のコンソール上でバケットイベントに対応するLambdaファンクションを選択する •  DynamoDB –  DynamoDBのコンソール上で Streamを作成し、それに対応する Lambdaファンクションを選択する •  Kinesis –  AWS SDKもしくはCLIを利利⽤用して Kinesis Stream内のメッセージを処理理するようLambdaを設定することも可能

32. Amazon DynamoDB Console (Preview) Amazon S3 Console イベントソースの設定

33. イベントソースの設定（CLI） $ aws lambda add-event-source --region us-east-1 --function-name ProcessKinesisRecords --role invocation-role-arn --event-source kinesis-stream-arn --batch-size 100 ※実際は⼀一⾏行行で実⾏行行

34. イベント •  イベントはJSON形式でLambdaに渡される •  Lambdaファンクションはイベントごとに実⾏行行される –  PUSHモデル: Amazon S3とカスタムイベント •  順不不同 •  サービスもしくはアプリケーションがInvokeAsyncを呼んで直接実⾏行行する •  3回までリトライ –  PULLモデル: Amazon DynamoDB と Amazon Kinesis •  順序性あり。ストリームに⼊入ってきた順に処理理される •  イベントソースとして登録したストリームに対してLambdaが⾃自動的に取得しにいく •  イベントごとに複数のレコード •  データが期限切切れになるまでリトライ

35. イベント例例（S3） { "Records": [ 　　　-- 省省略略 – 　　　"s3": { "s3SchemaVersion": "1.0", "configurationId": "testConfigRule", "bucket": { "name": "sourcebucket", "ownerIdentity": { "principalId": "A3NL1KOZZKExample" }, "arn": "arn:aws:s3:::mybucket" }, "object": { "key": "sourcebucket/HappyFace.jpg", "size": 1024, "eTag": "d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e" } } } ] }

36. イベント例例（Kinesis） { "Records": [ { "awsRegion": "us-east-1", "sequenceNumber": "196800000000000000000374", "partitionKey": "2efdb0ea22685b46993e42a67302a001", "eventSource": "aws:kinesis", "data": "SOME CUSTOM DATA 1" }, { "awsRegion": "us-east-1", "sequenceNumber": "196800000000000000000571", "partitionKey": "2efdb0ea22685b46993e42a67302a003", "eventSource": "aws:kinesis", "data": "{ "key": "value" }" } ] }

37. モニタリング •  ダッシュボード –  全てのLambdaファンクションのリスト –  可視化されたメトリクス •  CloudWatchを⽤用いた Metricsの監視 –  リクエスト数 –  エラー数 –  レイテンシ

38. デバッグ exports.handler = function(event, context) { console.log('Received event:'); var bucket = event.Records[0].s3.bucket.name; var key = event.Records[0].s3.object.key; console.log(‘Bucket: ‘+bucket); console.log(‘Key: ‘+key); … •  実⾏行行ログがCloudWatchに出⼒力力される –  各Lambdaファンクションごとのロググループ •  実⾏行行開始/終了了と消費したリソースに関するデフォルトのログエントリ –  メモリ使⽤用量量（Max Memory Used） –  実⾏行行時間（Duration） –  課⾦金金対象時間（Billed Duration） •  カスタムログエントリの追加も可能 –  ファンクション内でconsole.logを⽤用いて出⼒力力

39. Lambdaファンクション作成時の注意事項

40. Lambdaファンクション作成時の注意事項 •  ロールを正しくセットアップする –  Execution rolesはLambdaファンクションができることを決定する –  Invocation rolesは誰がファンクションを実⾏行行できるかを決定する •  再帰処理理は慎重に –  イベントハンドラ内部でS3やDynamoDBへオブジェクトの書き込みを⾏行行うと、別のイベントがトリガーされ無限ループに陥る可能性がある

41. ちょっとだけ深い話

42. コンテナのライフサイクル

43. 開始 •  ファンクション作成後、もしくはコードや設定更更新後の初回実⾏行行時は新たにコンテナが作成され、ファンクション⽤用のコードがコンテナ内にロードされる •  Node.js側では、ハンドラが最初に呼び出される前に初期化コードがコンテナの⽣生成ごとに⼀一度度だけ実⾏行行される

44. 終了了 •  Timeout –  ユーザが指定した実⾏行行時間を超えた場合。その時どういう処理理が⾏行行われているかは関係なく、即時停⽌止される •  Controlled termination –  コールバックの1つがcontext.done()を呼び出して終了了した場合。この時点で他のコールバックが実⾏行行されてるかに関わらず終了了する •  Default termination –  全てのコールバックが終了了してファンクション⾃自体が終了了した場合。この時、context.done()を実⾏行行していなくてもログに“Process exited before completing request”と出⼒力力される •  クラッシュもしくはprocess.exit()を呼び出すことでも終了了 –  例例えば不不具合のあるライブラリが含まれていて、セグメンテーション違反を起こした場合、そのコンテナは実⾏行行終了了となる –  ログには以下のようなメッセージが出⼒力力される “Process exited before completing request”

45. 再利利⽤用 •  実⾏行行からある程度度時間が経過した後に再度度実⾏行行される場合は新たにコンテナが作成される –  初回実⾏行行時と同様 •  コードの変更更がなく前回の実⾏行行から時間が⽴立立っていない場合は以前のコンテナを再利利⽤用することがある –  Node.jsの初期化処理理をスキップできるなどパフォーマンス上のアドバンテージ –  再利利⽤用された場合は最後に/tmpに書き込んだ内容も残っている

46. プロセスの凍結と再開

47. プロセスの凍結と再開 •  ファンクションの終了了時に実⾏行行中のバックグラウンドプロセスがある場合、Lambdaはプロセスを freezeさせ、次回ファンクションを呼び出した際に再開する –  ただし、コンテナが再利利⽤用される場合だけであり保証はされていない •  この場合、バックグラウンドプロセスは残っていても処理理は⾏行行われていない –  プロセス再作成のオーバーヘッドを減らせる

48. 制限事項 •  Lambdaファンクションのリソースリソース制限 /tmpスペース 512MB ファイルディスクリプタ数 1024 プロセス数およびスレッド数（合計） 1024 同時リクエスト数（プレビュー期間中） 50リクエスト/秒 1リクエストあたりの実⾏行行時間（プレビュー期間中） 60秒 •  インプットインプット制限 zipファイル（圧縮） 30MB zipファイル（無圧縮） 250MB InvokeAsyncのリクエストボディ（JSON） 128KB

49. 料料⾦金金体系 •  リクエスト (全リージョン) –  ⽉月間100万リクエストまでは無料料 –  超過分は$0.20/100万リクエスト (1リクエストあたり$0.0000002) •  実⾏行行時間 (全リージョン) –  100ms単位で課⾦金金 –  100ms以下は繰り上げで計算 –  メモリー容量量により単価および無料料時間が異異なる •  かなり複雑なのでこちらも参考に –  http://qiita.com/Keisuke69/items/ e3f79b50b6039175401b Memory (MB) Price per 100ms ($) Free tier seconds per month 128 0.000000208" 3,200,000 192 0.000000313" 2,133,333 256 0.000000417" 1,600,000 320 0.000000521" 1,280,000 384 0.000000625" 1,066,667 448 0.000000729" 914,286 512 0.000000834" 800,000 576 0.000000938" 711,111 640 0.000001042" 640,000 704 0.000001146" 581,818 768 0.00000125" 533,333 832 0.000001354" 492,308 896 0.000001459" 457,143 960 0.000001563" 426,667 1024 0.000001667" 400,000

50. 参考資料料 •  ブログ –  https://aws.amazon.com/blogs/compute/ •  ドキュメント –  http://docs.aws.amazon.com/lambda/latest/dg/

51. AWS Lambda Hands Onやります •  4/9(⽊木) 19時〜～ •  30名（抽選） •  http://kokucheese.com/event/index/275296/

52. 2015.06.02-‐‑‒03 Save the Date

53. Run Code in the cloud!

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