はじめに

AWS認定試験の勉強している時にサーバレスアーキテクチャに関する問題がたくさん出てきました。
なので復習もかねて、今回はAWS Hands-on for Beginners Serverless #1を参考に、サーバレスアーキテクチャを実際に構築していきたいと思います。

学習するサービス

AWS Lambda
Amazon API Gateway
Amazon DynamoDB
Amazon Translate

AWS Hands-on for Beginners Serverless #1の概要

このハンズオンでは、"こんにちは" と入力すると "Hello" と返すWebAPIを作成します。

構築する構成図は以下になります。

引用:AWS Hands-on for Beginners Serverless #1

作成するWebAPIリクエストの流れ

API Gatewayがリクエストを受け取けつけるとLambdaを呼び出す。
LambdaはTranslateを呼び出し翻訳結果を取得する。
翻訳結果をAPIGatewayに返しAPIレスポンスを返す。
リクエストのinput、outputの履歴をDynamoDBに保存する。

このハンズオンは以下の構成になっております。

	Session	分:秒
1	Serverless アーキテクチャの概要	09:54
2	AWS Lambda の概要	06:40
3	AWS Lambda ハンズオン① Lambda を単体で使ってみる	10:14
4	AWS Lambda ハンズオン② 他のサービスを呼び出してみる	07:41
5	Amazon API Gateway の概要	08:12
6	Amazon API Gateway ハンズオン① API Gateway を単体で使ってみる	06:14
7	Amazon API Gateway ハンズオン② API Gateway と Lambda を組み合わせる	10:20
8	Amazon DynamoDB の概要	07:44
9	Amazon DynamoDB ハンズオン①テーブルを作ってみる	04:41
10	Amaozn DynamoDB ハンズオン② API Gateway と Lambda と DynamoDB を組み合わせる	08:03

座学動画についてはこの記事では触れませんが、とても分かりやすいと思うので
気になった方はぜひAWS Hands-on for Beginners Serverless #1をご覧ください。

AWS Hands-on for Beginnersとは

AWS Hands-on for Beginnersとは、動画を見ながら実際にサービスを触って学習できるAWS公式提供の動画形式コンテンツです。

下図の右側にあるアンケートに答えると無償で視聴できます。

ハンズオン実践

細かいやり方や設定については省略させていただきます。
詳細については、ハンズオン動画をご覧いただければと思います。

3. AWS Lambda ハンズオン① Lambda を単体で使ってみる

イベントの中身をログとして出力できるLambda関数を実装します。

1.　Lambda関数「translate-function」を作成する。
2.　イベント「Test」を作成し、テストを実行する。
3.　イベントの中身をログとして出力するように、「translate-function」を実装する。
4.　CloudWatchでログを確認し、きちんと出力されているか確認する。

以下のように実装しました。

lambda_function.py

import json
import logging

logger = logging.getLogger()
logger.setLevel(logging.INFO)

def lambda_handler(event, context):

    logger.info(event)
    
    return {
        'statusCode': 200,
        'body': json.dumps('Hello from Lambda!')
    }

以下のテストイベントを実行します。

Test

{
  "key1": "value1",
  "key2": "value2",
  "key3": "value3"
}

無事にイベントの中身をログとして出力できています。

Function Log

START RequestId: b0a4fea6-e5dd-4fcc-9538-d576e1fcafd4 Version: $LATEST
[INFO]	2023-08-05T04:27:26.667Z	b0a4fea6-e5dd-4fcc-9538-d576e1fcafd4	{'key1': 'value1', 'key2': 'value2', 'key3': 'value3'}
END RequestId: b0a4fea6-e5dd-4fcc-9538-d576e1fcafd4
REPORT RequestId: b0a4fea6-e5dd-4fcc-9538-d576e1fcafd4	Duration: 2.08 ms	Billed Duration: 3 ms	Memory Size: 128 MB	Max Memory Used: 36 MB	Init Duration: 118.60 ms

CloudWatchでも、テストイベントの中身をログとして出力できました。

2023-08-05T13:27:26.544+09:00	INIT_START Runtime Version: python:3.7.v30 Runtime Version ARN: arn:aws:lambda:ap-northeast-1::runtime:898e3ea3957b56a1999758f7a44db46ffe42dc979b385666bf4950b8611ec475
2023-08-05T13:27:26.667+09:00	START RequestId: b0a4fea6-e5dd-4fcc-9538-d576e1fcafd4 Version: $LATEST
2023-08-05T13:27:26.668+09:00	[INFO] 2023-08-05T04:27:26.667Z b0a4fea6-e5dd-4fcc-9538-d576e1fcafd4 {'key1': 'value1', 'key2': 'value2', 'key3': 'value3'}
2023-08-05T13:27:26.670+09:00	END RequestId: b0a4fea6-e5dd-4fcc-9538-d576e1fcafd4
2023-08-05T13:27:26.670+09:00	REPORT RequestId: b0a4fea6-e5dd-4fcc-9538-d576e1fcafd4 Duration: 2.08 ms Billed Duration: 3 ms Memory Size: 128 MB Max Memory Used: 36 MB Init Duration: 118.60 ms

4. AWS Lambda ハンズオン② 他のサービスを呼び出してみる

Translateを呼び出す、Lambda関数を実装します。

1.　Translateを呼び出せるようにLambda関数「translate-function」を実装する。
2.　LambdaにアタッチされているIAMロールにポリシー「TranslateFullAccess」を追加する。
3.　正しく動作するか確認するため、テストを実行する。

以下のように実装しました。

lambda_function.py

import json
import boto3

translate = boto3.client('translate')

def lambda_handler(event, context):
    
    input_text = 'おはよう'
    
    response = translate.translate_text(
        Text=input_text,
        SourceLanguageCode='ja',
        TargetLanguageCode='en',
    )
    
    output_text = response.get('TranslatedText')
    
    return {
        'statusCode': 200,
        'body': json.dumps({
            'output_text': output_text
        })
    }

続いて、Lambda関数がTranslateにアクセスできるようIAMロールにポリシーを追加していきます。

Lambda関数の「設定」から「ロール名」を選択します。

「許可を追加」から「ポリシーをアタッチ」を選択します。

検索バーで「Translate」と検索します。
「TranslateFullAccess」を選択して「許可を追加」をクリックします。

無事、ロールにポリシーをアタッチできました。

6. Amazon API Gateway ハンズオン① API Gateway を単体で使ってみる

このセクションではまだLambda関数との連携は行いません。
Mockデータを返すAPIを作成します。

「translate-api」として、APIを作成する。
「sample」として、リソースを作成する。
統合タイプを「Mock」としてGETメソッドを作成する。
GETメソッドのテストを行う。
新しく作成したステージ「dev」にAPIのデプロイを行う。
デプロイしたAPIをURLで呼び出す。

統合レスポンスのマッピングテンプレート「application/json」を作成します。

application/json

{
    "StatusCode": 200,
    "body": {
        {
            "report_id": 5,
            "report_title": "Hello, World"
            
        },
        {
            "report_id": 7,
            "report_title": "こんにちは"  
        }
    }
}

テストを実行すると、無事にレスポンスが返ってきました。

ブラウザでのURL呼び出しも無事にできました。

7. Amazon API Gateway ハンズオン② API Gateway と Lambda を組み合わせる

API GatewayとLambdaを連携して、入力した日本語を英語に翻訳するAPIを作成します。

すでに作成済みのAPI「translate-api」で「translate」リソースを作成する。
統合タイプを「Lambda関数」とし、作成済みのLambda関数「translate-function」を選択してGETメソッドを作成する。
GETメソッドのメソッドリクエストで、URL クエリ文字列パラメータ「input_text」を追加する。
APIGatewayのルールに従ってレスポンスを返すようにLambda関数「translate-function」を修正する。
イベントテンプレート「Amazon API Gateway AWS Proxy」を修正し、イベント「APICall」を作成する。
クエリパラメータの文字列を受け取れるように「translate-function」を修正する。
7.GETメソッドのURLの呼び出しでクエリパラメータを「こんばんは」としてAPIを叩いてみる。

以下のように実装しました。

lambda_function.py

import json
import boto3

translate = boto3.client('translate')

def lambda_handler(event, context):
    
    input_text = event['queryStringParameters']['input_text']
    
    response = translate.translate_text(
        Text=input_text,
        SourceLanguageCode='ja',
        TargetLanguageCode='en',
    )
    
    output_text = response.get('TranslatedText')
    
    return {
        'statusCode': 200,
        'body': json.dumps({
            'output_text': output_text
        }),
        'isBase64Encoded': False,
        'headers': {}
    }

クエリパラメータ(input_text)として「こんにちは」を渡すテスト「APICall」を実行します。

翻訳結果として「Hi」が無事に返ってきました。
また、今回レスポンスとして追加した「isBase64Encoded」と「headers」も無事に確認できました。

Response

{
  "statusCode": 200,
  "body": "{\"output_text\": \"Hi\"}",
  "isBase64Encoded": false,
  "headers": {}
}

ブラウザでのURL呼び出しを行います。クエリパラメータとして「こんばんは」をURLに入力します。
無事にレスポンスが返ってきました。※GETメソッドを作成するとき、「Lambdaプロキシ統合の使用」にチェックしていないとここで、エラーが発生します。

{"output_text": "Good evening"}

9. Amazon DynamoDB ハンズオン①テーブルを作ってみる

DynamoDBのテーブルを作っていきます。

「translate-history」テーブルを作成する。
手動で項目を作成する。

「timestamp」をパーティションキーとした「translate-history」テーブルを作成しました。
また、項目を作成しました。

10. Amaozn DynamoDB ハンズオン② API Gateway と Lambda と DynamoDB を組み合わせる

翻訳履歴をDynamoDBにPUTするよう、Lambda関数を実装していきます。

翻訳APIを叩くたびに、「timestamp」、「input_text」、「output_text」をDynamoDBにPUTするようLambda関数を修正する。
Lambda関数にアタッチされているIAMロールにポリシー「AmazonDynamoDBFullAccess」をアタッチする。
作成済みのテスト「APICall」を実行し、実際にDynamoDBにPUTできているか確認する。
GETメソッドのURLの呼び出しでURLにアクセスし、APIを叩いてDynamoDBにPUTできているか確認する。

以下のように実装しました。

lambda_function.py

import json
import boto3
import datetime

translate = boto3.client('translate')

dynamodb_translate_history_tbl = boto3.resource('dynamodb').Table('translate-history')


def lambda_handler(event, context):
    
    input_text = event['queryStringParameters']['input_text']

    response = translate.translate_text(
        Text=input_text,
        SourceLanguageCode="ja",
        TargetLanguageCode="en"
    )

    output_text = response.get('TranslatedText')
    
    dynamodb_translate_history_tbl.put_item(
        Item = {
            'timestamp': datetime.datetime.now().strftime("%Y%m%d%H%M%S"),
            'input_text': input_text,
            'output_text': output_text
            
        }
    )
    
    return {
        'statusCode': 200,
        'body': json.dumps({
            'output_text': output_text
        }),
        'isBase64Encoded': False,
        'headers': {}
    }

クエリパラメータ(input_text)として「こんにちは」を渡すテスト「APICall」を実行します。

無事に「translate-history」テーブルにputされています。

続いて、ブラウザでのURL呼び出しを行います。クエリパラメータとして「ハンズオン完走しました」をURLに入力します。
無事に、レスポンスが返ってきました。

こちらも、無事に「translate-history」テーブルにputされています。

落ち穂拾い

AWS Lambdaで、コンテナが再利用されるとグローバルスコープ(ハンドラ外)に記述されている部分はウォームスタートになり、ローカルスコープ(ハンドラ内)に記述されている部分は再利用されない。
今後どのようにサーバーレスを学んでいくかのラーニングパスの紹介

まとめ

無事にハンズオン完走することができました。
ハンズオンでの学習はアウトプットとして、とてもためになると感じたので、気になるサービス・学びたいサービスがあれば積極的に触ってみて学習していきたいと思います。