通常のJavaで動いているAWS LambdaをGraalvmを用いてネイティブ化してみた

通常Javaで記述したAPI Gateway+AWS LambdaのLambdaプログラムをNative化してみたので、そこで追加・修正した内容を書いておく

Dockerfile作成

以下の通りプロジェクトの直下にDockerfileを作成する

FROM ghcr.io/graalvm/graalvm-community:25 AS builder

RUN microdnf install -y --nodocs \
        zip \
        findutils \
        gcc-14.3.1-2.1.el10 \
        glibc-devel-2.39-58.0.1.el10 \
        zlib-ng-compat-devel-2.2.3-2.el10 \
    && microdnf clean all

WORKDIR /app
COPY . .

RUN chmod +x src/main/resources/bootstrap
RUN ./gradlew --no-daemon buildZip

Native化のbatファイルを用意

いちいちコマンドをたたくのが面倒くさいのでNative化するコマンドをbatファイルにまとめた

docker build -t lambda-graalvm-gradle .
docker create --name extract lambda-graalvm-gradle
docker cp extract:/app/build/distributions/{LambdaにデプロイするZIPファイル名} .
docker rm extract

bootstrapファイルの作成

Native化したLambdaはbootstrapファイルを起動しようとするので用意する

#!/bin/sh
set -eu
cd $LAMBDA_TASK_ROOT
./{出力されるバイナリ名}

{出力されるバイナリ名}は、build.gradleにて指定

build.gradleの修正

Native化するためのpluginやtaskの記述を追加する

plugins {
　・・・
  id 'org.graalvm.buildtools.native' version '1.1.9'　←追加
}

dependencies {
 ・・・
 implementation 'com.amazonaws:aws-lambda-java-serialization:1.4.1' ←追加
 implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-json' ←追加
}

graalvmNative {
    binaries {
        main {
            // 出力されるバイナリ名を設定
            imageName = '出力されるバイナリ名'
            buildArgs.add('--no-fallback')
            buildArgs.add('--enable-native-access=ALL-UNNAMED')
            buildArgs.add('-H:+AllowIncompleteClasspath')

            // Native化するためにビルド時に初期化が必要なものがある
            // それをここに追記していく
            // 指定不足だとNative化(gradlew buildZip)するとエラーが出るので
            // エラーがなくなるまで追加していくこと
            buildArgs.add('--initialize-at-build-time=software.amazon.awssdk.core.SdkField') // 例
        }
    }
}

tasks.register('buildZip', Zip) {
    // ネイティブコンパイルタスクの完了を待つ
    dependsOn 'nativeCompile'

    // 重複が発生した場合は上書きを許容（文字列指定が確実です）
    duplicatesStrategy = 'include'

    // 1. ネイティブコンパイルされたバイナリのみを含める（1箇所に集約）
    from(nativeCompile.outputDirectory.get()) {
        include '出力されるバイナリ名'
    }

    // bootstrapファイルに実行権限を与える
    from('src/main/resources') {
        include 'bootstrap'
        eachFile { fileCopyDetails ->
            fileCopyDetails.permissions { permissions ->
                permissions.user { read = true; write = true; execute = true }  // 7
                permissions.group { read = true; write = false; execute = true } // 5
                permissions.other { read = true; write = false; execute = true } // 5
            }
        }
    }

    // 出力するZIPファイル名と出力先
    archiveFileName = 'LambdaにデプロイするZIPファイル名'
    destinationDirectory = file("build/distributions")
}

LambdaRuntimeHints.javaの追加

GraalVMがNative化時に削除してしまったJavaの「リフレクション情報」を、明示的に登録して保護するために用意する

import org.springframework.aot.hint.MemberCategory;
import org.springframework.aot.hint.RuntimeHints;
import org.springframework.aot.hint.RuntimeHintsRegistrar;

public class LambdaRuntimeHints implements RuntimeHintsRegistrar {
    @Override
    public void registerHints(RuntimeHints hints, ClassLoader classLoader) {
        // 登録対象のクラス配列
        Class<?>[] types = {
                {Lambdaのハンドラクラス}.class,
                {Lambdaのハンドラに渡すリクエストクラス}.class,
                {Lambdaのハンドラから戻されるレスポンスクラス}.class,                          com.amazonaws.services.lambda.runtime.events.APIGatewayProxyRequestEvent.class,
                com.amazonaws.services.lambda.runtime.events.APIGatewayProxyRequestEvent.ProxyRequestContext.class,
                com.amazonaws.services.lambda.runtime.events.APIGatewayProxyRequestEvent.RequestIdentity.class,
                com.amazonaws.services.lambda.runtime.events.APIGatewayProxyResponseEvent.class
        };

        for (Class<?> type : types) {
            // リフレクションの全権限（コンストラクタ、フィールド、メソッド）を付与
            hints.reflection().registerType(type, MemberCategory.values());
        }

        // 共有ライブラリ (.so) の登録パターン
        hints.resources().registerPattern("libaws-lambda-jni.*\\.so");
        hints.resources().registerPattern("jni/libaws-lambda-jni.*\\.so");
    }
}

FunctionConfi.javaの追加

AWS LambdaとSpring Bootを仲介するためのルーティング設定を行う

@Configuration
public class FunctionConfig {
    @Bean
    public Function<APIGatewayProxyRequestEvent, APIGatewayProxyResponseEvent> getOnOffHandler() {
        GetOnOffHandler originalHandler = new GetOnOffHandler();

        return request -> originalHandler.handleRequest(request, null);
    }
}

GetOnOffHandlerはLambdaのハンドラクラス。getOnOffHandlerは任意(Lambdaの環境設定で使用)

メインクラスの修正

Spring BootのメインクラスにLambdaRuntimeHintsを指定する

@SpringBootApplication
@ImportRuntimeHints(LambdaRuntimeHints.class)
public class メインクラス {
    private static ApplicationContext context;

    /**
     * メイン処理
     *
     * @param args 引数
     */
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(メインクラス.class, args);
    }

    public static ApplicationContext getContext() {
        return context;
    }
}

AWS Lambdaの設定

ランタイム設定

・ ランタイム設定のハンドラには"org.springframework.cloud.function.adapter.aws.FunctionInvoker"を設定する
・ ランタイムには"Amazon Linux 2023"を指定する

環境設定

以下の環境設定を行う
JAVA_TOOL_OPTIONS　：　--enable-native-access=ALL-UNNAMED
SPRING_CLOUD_FUNCTION_DEFINITION ： getOnOffHandler(FunctionConfi.javaで定義したメソッド名)
spring_cloud_function_expected_output_type : com.amazonaws.services.lambda.runtime.events.APIGatewayProxyResponseEvent

実行

上記の修正を行った後にbatファイルを起動してZIPファイルを作成する。