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@studio_meowtoonin株式会社船井総合研究所

Azure Functions に Spring Cloud Function で関数アプリをデプロイする (Docker Hub カスタムコンテナイメージ)

Last updated at Posted at 2023-03-22

Azure Functions に Spring Cloud Function で関数アプリをデプロイする (Docker Hub カスタムコンテナイメージ)

こんにちは、@studio_meowtoon です。今回は、Azure Functions 環境で Spring Cloud Function 関数アプリを、カスタムコンテナイメージから起動する方法を紹介します。
spring-boot_on_azure-functions.png

目的

Windows 11 の Linux でクラウド開発します。

こちらから記事の一覧がご覧いただけます。

実現すること

Microsoft Azure Functions に、カスタムコンテナイメージの Spring Cloud Function 関数アプリをデプロイします。

技術トピック

Microsoft Azure Functions とは？

こちらを展開してご覧いただけます。

Microsoft Azure Functions

Azure Functions は、クラウド上で実行されるサーバーレスのコンピューティングサービスで、アプリケーションを開発するために使用されます。

特徴とメリット
Azure Functions を使用することで、開発者はサーバーの設定や管理などの面倒な作業をせずに、コードを実行することができます。
Azure Functions は、イベントに応答して実行されることが一般的で、トリガーと呼ばれる外部イベントが発生すると、自動的にコードを実行します。トリガーには、HTTP リクエスト、メッセージキュー、ファイルの変更などがあります。
Azure Functions は、多くのプログラミング言語をサポートしており、C#、Java、JavaScript、Python などが利用可能です。
また、Azure Functions は、Azure の他のサービスとの統合が容易で、Azure Event Grid、Azure Cosmos DB、Azure Blob Storage などのサービスと簡単に連携することができます。

開発環境

  • Windows 11 Home 22H2 を使用しています。

WSL の Ubuntu を操作していきますので macOS の方も参考にして頂けます。

WSL (Microsoft Store アプリ版) ※ こちらの関連記事からインストール方法をご確認いただけます

> wsl --version
WSL バージョン: 1.0.3.0
カーネル バージョン: 5.15.79.1
WSLg バージョン: 1.0.47

Ubuntu ※ こちらの関連記事からインストール方法をご確認いただけます

$ lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID: Ubuntu
Description:    Ubuntu 22.04.1 LTS
Release:        22.04

Java JDK ※ こちらの関連記事からインストール方法をご確認いただけます

$ java -version
openjdk version "11.0.18" 2023-01-17
OpenJDK Runtime Environment (build 11.0.18+10-post-Ubuntu-0ubuntu122.04)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 11.0.18+10-post-Ubuntu-0ubuntu122.04, mixed mode, sharing)

Maven ※ こちらの関連記事からインストール方法をご確認いただけます

$ mvn -version
Apache Maven 3.6.3
Maven home: /usr/share/maven
Java version: 11.0.18, vendor: Ubuntu, runtime: /usr/lib/jvm/java-11-openjdk-amd64

Docker ※ こちらの関連記事からインストール方法をご確認いただけます

$ docker --version
Docker version 23.0.1, build a5ee5b1

Azure CLI ※ こちらの関連記事からインストール方法をご確認いただけます

$ az --version
azure-cli                         2.45.0
core                              2.45.0
telemetry                          1.0.8

この記事では基本的に Ubuntu のターミナルで操作を行います。Vim を使用してコピペする方法を初めて学ぶ人のために、以下の記事で手順を紹介しています。ぜひ挑戦してみてください。

作成する Web アプリケーションの仕様

No エンドポイント HTTPメソッド MIME タイプ
1 /api/data GET application/json

Hello World を表示する手順

Spring Boot 関数アプリの作成

こちらの関連記事で手順がご確認いただけます。

プロジェクトフォルダに移動

プロジェクトフォルダに移動します。
※ ~/tmp/hello-spring-func をプロジェクトフォルダとします。

$ cd ~/tmp/hello-spring-func

アプリをビルド

Java アプリをビルドします。
※ target/app.jar が作成されます。

$ mvn clean package

ここまでの手順で、ローカル環境の Ubuntu に アプリのJAR ファイルをビルドすることができました。

コンテナイメージの作成

Dockerfile を作成します。

$ vim Dockerfile

ファイルの内容

こちらの Dockerfile は、Microsoft から公開された内容です。

Dockerfile
ARG JAVA_VERSION=17
# This image additionally contains function core tools – useful when using custom extensions
#FROM mcr.microsoft.com/azure-functions/java:4-java$JAVA_VERSION-core-tools AS installer-env
FROM mcr.microsoft.com/azure-functions/java:4-java$JAVA_VERSION-build AS installer-env

COPY . /src/java-function-app
RUN cd /src/java-function-app && \
    mkdir -p /home/site/wwwroot && \
    mvn clean package && \
    cd ./target/azure-functions/ && \
    cd $(ls -d */|head -n 1) && \
    cp -a . /home/site/wwwroot

# This image is ssh enabled
FROM mcr.microsoft.com/azure-functions/java:4-java$JAVA_VERSION-appservice
# This image isn't ssh enabled
#FROM mcr.microsoft.com/azure-functions/java:4-java$JAVA_VERSION

ENV AzureWebJobsScriptRoot=/home/site/wwwroot \
    AzureFunctionsJobHost__Logging__Console__IsEnabled=true

COPY --from=installer-env ["/home/site/wwwroot", "/home/site/wwwroot"]

Docker デーモンを起動します。

$ sudo service docker start
 * Starting Docker: docker    [ OK ]

Docker 環境をお持ちでない場合は、以下の関連記事から Docker Engine のインストール手順をご確認いただけます。

コンテナイメージをタグ付きでビルドします。

ここで $USER という埋め込み変数は、Ubuntu のシェル変数 USER のことです。つまり、カスタムコンテナイメージを Docker Hub にプッシュする際に指定するアカウント名と、Ubuntu のユーザー名を同じにすると、イメージの取り扱いが簡単になります。ただし、この方法は検証用途に限定されます。

$ docker build --no-cache --tag $USER/func-hello-spring-boot:latest .

コンテナイメージを確認します。

$ docker images | grep func-hello-spring-boot
REPOSITORY                     TAG       IMAGE ID       CREATED             SIZE
$USER/func-hello-spring-boot   latest    69f1a501ab0a   About an hour ago   1.33GB

コンテナを起動

ローカルでコンテナを起動します。
※ コンテナを停止するときは ctrl + C を押します。

$ docker run --rm \
    --name app-local \
    -p 8080:80 \
    -it $USER/func-hello-spring-boot:latest

コンテナの動作確認

別ターミナルから curl コマンドで確認します。

$ curl http://localhost:8080/api/data -w "\n"
{
  "message": "Hello World!"
}

ターミナルに {"message":"Hello World!"} と表示され、JSON データを取得することが出来ました。

Docker Hub にコンテナイメージを登録

Docker Hub にログインします。

$ docker login
Login Succeeded

Docker Hub にコンテナイメージをプュシュします。

$ docker push $USER/func-hello-spring-boot:latest

シェル変数の作成

シェル変数として、Ubuntu に以下の値を作成します。状況により、関数アプリの名前を変える必要があります。

$ location_name=japaneast
$ resource_group_name=rg-hello
$ appservice_plan_name=asp-hello
$ functionapp_name=func-hello-spring-boot
$ storage_account_name=st`date "+%Y%m%d"`hello
$ container_image_name=func-hello-spring-boot:latest

Azure 環境にサインイン

こちらの関連記事で手順がご確認いただけます。

Azure CLI でログインします。

$ az login

Azure 環境

リソースグループ

リソースグループを作成します。

Microsoft.Resources/resourceGroups
$ az group create \
    --name $resource_group_name \
    --location $location_name

ストレージアカウント

ストレージアカウントを作成します。

Microsoft.Storage/storageAccounts
$ az storage account create \
    --location $location_name \
    --resource-group $resource_group_name \
    --name $storage_account_name \
    --sku Standard_LRS

Azure Functions プラン

Azure Functions プランを作成します。

Microsoft.Web/serverfarms
$ az functionapp plan create \
    --location $location_name \
    --resource-group $resource_group_name \
    --name $appservice_plan_name \
    --number-of-workers 1 \
    --sku EP1 \
    --is-linux

関数アプリ

関数アプリを作成します。

Microsoft.Web/sites
$ az functionapp create \
    --resource-group $resource_group_name \
    --plan $appservice_plan_name \
    --storage-account $storage_account_name \
    --name $functionapp_name \
    --deployment-container-image-name $USER/$container_image_name \
    --functions-version 4 \
    --runtime custom

ストレージアカウントの接続文字列をシェル変数 connection_string に取得します。

$ connection_string=$(az storage account show-connection-string \
    --resource-group $resource_group_name \
    --name $storage_account_name \
    --query connectionString \
    --output tsv)

ストレージアカウントの接続文字列を確認します。

$ set | grep connection_string

ストレージアカウントの接続文字列設定を関数アプリに追加します。

$ az functionapp config appsettings set \
    --resource-group $resource_group_name \
    --name $functionapp_name \
    --settings AzureWebJobsStorage=$connection_string

Azure Portal の確認

image.png
image.png

ここまでの手順で、Azure に必要なリソースと、関数アプリが作成されたことが確認できました。

アプリの動作確認

ターミナルから curl コマンドで確認します。

$ curl https://$functionapp_name.azurewebsites.net/api/data -w "\n"
{
  "message": "Hello World!"
}

ターミナルに {"message":"Hello World!"} と表示され、JSON データを取得することが出来ました。

コンテナに接続

関数アプリに SSH 接続します。

Microsoft.Web/sites
$ az webapp ssh \
    --resource-group $resource_group_name \
    --name $functionapp_name

コンテナに接続後にディレクトリを確認します。
※ コンテナから出るときは ctrl + D を押します。

# pwd
/root
# cd /home/site/wwwroot
# ls -lah
total 40K
drwxr-xr-x 1 root root 4.0K Mar 22 08:28 .
drwxr-xr-x 1 root root 4.0K Mar 22 08:05 ..
-rw-r--r-- 1 root root 7.2K Mar 22 08:04 app.jar
drwxr-xr-x 2 root root 4.0K Mar 22 08:05 data
-rw-r--r-- 1 root root  169 Mar 21 23:09 host.json
drwxr-xr-x 2 root root 4.0K Mar 22 08:05 lib
-rw-r--r-- 1 root root  190 Mar 21 23:09 local.settings.json
drwxr-xr-x 2 root root 4.0K Mar 22 08:28 log

top コマンドで状況を確認します。

top - 10:08:20 up 3 days,  9:43,  1 user,  load average: 0.19, 0.54, 0.50
Tasks:   8 total,   1 running,   7 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu0  :  4.7 us,  3.4 sy,  2.3 ni, 80.2 id,  9.4 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
MiB Mem :   3299.6 total,     98.6 free,   1542.1 used,   1658.9 buff/cache
MiB Swap:   2048.0 total,   1986.6 free,     61.4 used.   1566.1 avail Mem

  PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU  %MEM     TIME+ COMMAND
   24 root      30  10 3190108 180268 108476 S   4.0   5.3   0:23.58 Microsoft.Azure
    1 root      30  10    3904   2948   2648 S   0.0   0.1   0:00.27 bash
   23 root      30  10   13356   3956   3408 S   0.0   0.1   0:00.00 sshd
   44 root      30  10 2566148 109632  24640 S   0.0   3.2   0:03.02 java
   76 root      30  10 2549776  77032  24384 S   0.0   2.3   0:01.53 java
  123 root      30  10   13468   7944   6888 S   0.0   0.2   0:00.04 sshd
  126 root      30  10    4168   3412   2920 S   0.0   0.1   0:00.00 bash
  129 root      30  10    7000   3228   2756 R   0.0   0.1   0:00.00 top
詳細を表示します。

lsof コマンドをインストールしてプロセスに紐づいた JAR ファイルを確認してみます。

# apt install lsof
※一部を表示
# lsof -p 44 | grep "\.jar$"
java    44 root    5r     REG    0,68  19014435 2407036 /azure-functions-host/workers/java/azure-functions-java-worker.jar
java    44 root    28r    REG    0,68      7288 2410226 /home/site/wwwroot/app.jar
※一部を表示
# lsof -p 76 | grep "\.jar$"
java    76 root     4r     REG    0,68  19014435 2407036 /azure-functions-host/workers/java/azure-functions-java-worker.jar
java    76 root    28r     REG    0,68      7288 2410226 /home/site/wwwroot/app.jar

なぜ2つの Java のプロセスがそれぞれ動作していて、また、それが Azure Functions for Java の仕様なのかどうかは、現時点ではわかりませんでした。

コンテナの情報を表示してみます。

# cat /etc/*-release
PRETTY_NAME="Debian GNU/Linux 11 (bullseye)"
NAME="Debian GNU/Linux"
VERSION_ID="11"
VERSION="11 (bullseye)"
VERSION_CODENAME=bullseye
ID=debian
HOME_URL="https://www.debian.org/"
SUPPORT_URL="https://www.debian.org/support"
BUG_REPORT_URL="https://bugs.debian.org/"

このコンテナは Debian Linux をベースに作成されています。つまり、Debian Linux と同じように扱うことができます。

まとめ

Azure Functions 環境で、カスタムコンテナイメージから Spring Boot Web サービスを起動することができました。

Maven、Docker、Azure CLI を使って、Spring Boot アプリの開発から、Azure 環境へのデプロイまで、すべてをターミナルから行うことができます。このように、クラウドでのシステム開発に必要なスキルや理解を深めることができます。初めての人でも簡単に手順を追うことができるので、ぜひ挑戦してみてください。

どうでしたか？ 検証目的として、WSL Ubuntu で、Spring Boot Web アプリケーションを Azure Functions 環境で手軽に起動することができます。ぜひお試しください。今後も Azure の開発環境などを紹介していきますので、ぜひお楽しみにしてください。

参考資料

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