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@yucca1

【AWS CDK入門】AWS CDKでAPI Gateway + Lambdaを構築してみた

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はじめに

AWS CDKってドキュメント見てもよくわからん...ってなったので、実際に動かしてみた。
すると、CDKすげええええぇってなったので、その感動を共有したくて記事を書いてみた。

対象とする読者

  • AWS CDKとはなんぞやって人
  • AWS CDKをお金をかけずに動かしてみたい人

AWS CDK のこれだけ知っておけばOK

AWSのIaC (コードでインフラを管理)といえば、CloudFormation！
→ しかし、以下の課題が・・・

  • YAML/JSONなので、ループや条件分岐などを用いたリソース定義が書けない
  • 大規模なインフラだと、一から十まで書くの大変

これらを解決するのが、AWS CDK！
→ CloudFormation用のテンプレートをプログラム言語から生成しちゃおう

  • TypeScriptやPythonなどでリソースを定義するのでループなど自由自在
  • ライブラリでリソースが抽象化されているので記述量が大幅減
    （抽象化 = REST APIを作るといったパターンが用意されている）

AWS CDK を触ってみよう

何はともあれ、触ってみよう

やったこと

  • AWS CDKの実行環境構築
  • CDKが用意しているsample-app(SNS + SQS）の構築
  • API Gateway + Lambdaの環境構築

筆者の環境

  • macOS
  • AWSアカウント、IAMユーザー作成済み
  • Node.jsインストール済み

1. sample-app を読み解きそのままデプロイ

CDKが用意しているsample-appをそのままデプロイする。配備される資源は以下の通り。

1.1 事前準備

cdkコマンドが実行できるように、アクセスキーIDとシークレットアクセスキーを取得する。

  1. IAMユーザでAWSマネジメントコンソールにログイン
  2. IAMサービスに移動し、「自分の認証情報」を開く
  3. 「アクセスキーを作成」から、アクセスキーIDとシークレットアクセスキーを作成
  4. 以下内容のファイルを作成し、~/.aws/credentialsとして配置
~/.aws/credentials
[default]
aws_access_key_id = 【アクセスキーID】
aws_secret_access_key = 【シークレットアクセスキー】

[default]の部分は必要に応じて、profileを設定して使い分ける必要がある。

1.2 aws-cdkのインストール

$ npm install -g aws-cdk

1.3 プロジェクト作成 (cdk init)

以下を実行して、プロジェクトを作成する。

$ mkdir cdk-workshop && cd cdk-workshop
$ cdk init sample-app --language typescript

上記を実行すると、いくつかのディレクトリとファイルが作成される。後述するcdk synthコマンドでテンプレートを作成する際に実行されるコマンドは、cdk.jsonの以下の行である。

cdk.json
"app": "npx ts-node --prefer-ts-exts bin/cdk-workshop.ts",

したがって、まずはbin/cdk-workshop.tsを確認してみる。

bin/cdk-workshop.ts
#!/usr/bin/env node
import * as cdk from 'aws-cdk-lib';
import { CdkWorkshopStack } from '../lib/cdk-workshop-stack';

const app = new cdk.App();
new CdkWorkshopStack(app, 'CdkWorkshopStack');

これを見ると、デプロイするスタックの内容はlib/cdk-workshop-stack.tsに定義されていることがわかる。そこで、次にlib/cdk-workshop-stack.tsを見てみる。

lib/cdk-workshop-stack.ts
import { Duration, Stack, StackProps } from 'aws-cdk-lib';
import * as sns from 'aws-cdk-lib/aws-sns';
import * as subs from 'aws-cdk-lib/aws-sns-subscriptions';
import * as sqs from 'aws-cdk-lib/aws-sqs';
import { Construct } from 'constructs';

export class CdkWorkshopStack extends Stack {
  constructor(scope: Construct, id: string, props?: StackProps) {
    super(scope, id, props);

    const queue = new sqs.Queue(this, 'CdkWorkshopQueue', {
      visibilityTimeout: Duration.seconds(300)
    });

    const topic = new sns.Topic(this, 'CdkWorkshopTopic');

    topic.addSubscription(new subs.SqsSubscription(queue));
  }
}

これを見ると、デプロイ時に以下が実施されるようだ。

  • 可視性タイムアウト300秒の「CdkWorkshopQueue」というキューの作成
  • 「CdkWorkshopTopic」というSNSトピックの作成
  • 「CdkWorkshopTopic」のサブスクリプションとして「CdkWorkshopQueue」の追加

1.4 CloudFormationテンプレート作成 (cdk synth)

次に以下コマンドを実行して、CloudFormaitonテンプレートを作成する。

$ cdk synth

すると、以下のファイルが作成される。

cdk.out/
├── CdkWorkshopStack.assets.json
├── CdkWorkshopStack.template.json  <- CloudFormationテンプレート
├── cdk.out
├── manifest.json
└── tree.json

1.5 ブートストラップの実行 (cdk bootstrap)

cdkのデプロイに必要な、S3バケット、IAMロール、SSMパラメータ等を作成する。
※cdkによるデプロイの初回のみ行う。

$ cdk bootstrap

1.6 デプロイ (cdk deploy)

最後に以下コマンドを実行し、資源をデプロイする。

$ cdk deploy

以下のようにIAMポリシーの変更内容について確認されるので、「y」と入力する。

IAM Statement Changes
┌───┬─────────────────────────────┬────────┬─────────────────────────────┬─────────────────────────────┬────────────────────────────────┐
│   │ Resource                    │ Effect │ Action                      │ Principal                   │ Condition                      │
├───┼─────────────────────────────┼────────┼─────────────────────────────┼─────────────────────────────┼────────────────────────────────┤
│ + │ ${CdkWorkshopQueue.Arn}     │ Allow  │ sqs:SendMessage             │ Service:sns.amazonaws.com   │ "ArnEquals": {                 │
│   │                             │        │                             │                             │   "aws:SourceArn": "${CdkWorks │
│   │                             │        │                             │                             │ hopTopic}"                     │
│   │                             │        │                             │                             │ }                              │
└───┴─────────────────────────────┴────────┴─────────────────────────────┴─────────────────────────────┴────────────────────────────────┘
(NOTE: There may be security-related changes not in this list. See https://github.com/aws/aws-cdk/issues/1299)

Do you wish to deploy these changes (y/n)?

AWS CDK のここがすごい！！
SNSからSQSキューへ通知するには、SQSキューのアクセスポリシーにそれを許可するIAMポリシーが必要であるが、CDKが自動で作成してくれていた！！

2. API Gateway+Lambda環境を構築

2.1 スタック変更

以下のような環境を構築する。

ただし、そのままだとAPIを誰でも叩けてしまうので、APIキーと使用量プランによる利用制限をかける。

スタックの内容を以下のように変更する。

lib/cdk-workshop-stack.ts
import { Stack, StackProps } from 'aws-cdk-lib';
import { Construct } from 'constructs';
import { Runtime, Code } from 'aws-cdk-lib/aws-lambda';
import { NodejsFunction } from 'aws-cdk-lib/aws-lambda-nodejs';
import { LambdaRestApi } from 'aws-cdk-lib/aws-apigateway';

export class CdkWorkshopStack extends Stack {
  constructor(scope: Construct, id: string, props?: StackProps) {
    super(scope, id, props);

    const helloLambda = new NodejsFunction(this, 'HelloHandler', {
      runtime: Runtime.NODEJS_18_X,
      entry: 'src/hello.ts',
      handler: 'handler'
    });
    const helloApi = new LambdaRestApi(this, 'hello-endpoint', {
      handler: helloLambda,
      defaultMethodOptions: { apiKeyRequired: true },
      proxy: false
    });
    const helloEndPoint = helloApi.root.addResource('hello');
    helloEndPoint.addMethod('GET');

    const apiKey = helloApi.addApiKey('ApiKey', {
      apiKeyName: 'hello-api-key'
    });
    const plan = helloApi.addUsagePlan('UsagePlan', {
      name: 'hello-api-usageplan'
    });
    plan.addApiKey(apiKey);
    plan.addApiStage({ stage: helloApi.deploymentStage });
  }
}

Lambda関数にデプロイするソースコードは以下の通り。

src/hello.ts
import {
  APIGatewayEventRequestContextV2,
  APIGatewayProxyEventV2,
  APIGatewayProxyResultV2
} from 'aws-lambda';

export const handler = async (
  event: APIGatewayProxyEventV2,
  context: APIGatewayEventRequestContextV2
): Promise<APIGatewayProxyResultV2> => {
  console.log({ event, context });
  const responseBody = {
    message: 'Hello World!'
  };
  return {
    statusCode: 200,
    headers: { 'Content-Type': 'application/json' },
    body: JSON.stringify(responseBody)
  };
};

2.2 cdk synth & cdk deploy

→ デプロイすると、先ほど構築したSNS+SQS環境が削除され、新しくAPI Gateway+Lambda環境が構築される。

cdk synthコマンドを実行すると Error: spawnSync docker ENOENT が出る場合 
$ cdk synth
Error: spawnSync docker ENOENT
    at Object.spawnSync (node:internal/child_process:1117:20)
    at spawnSync (node:child_process:876:24)
    at dockerExec (/Path/to/directory/cdk-workshop/node_modules/aws-cdk-lib/core/lib/private/asset-staging.js:1:3585)
    at Function.fromBuild (/Path/to/directory/cdk-workshop/node_modules/aws-cdk-lib/core/lib/bundling.js:1:4718)
    at new Bundling (/Path/to/directory/cdk-workshop/node_modules/aws-cdk-lib/aws-lambda-nodejs/lib/bundling.js:1:3776)
    at Function.bundle (/Path/to/directory/cdk-workshop/node_modules/aws-cdk-lib/aws-lambda-nodejs/lib/bundling.js:1:960)
    at new NodejsFunction (/Path/to/directory/cdk-workshop/node_modules/aws-cdk-lib/aws-lambda-nodejs/lib/function.js:1:1729)
    at new CdkWorkshopStack (/Path/to/directory/cdk-workshop/lib/cdk-workshop-stack.ts:11:25)
    at Object.<anonymous> (/Path/to/directory/cdk-workshop/bin/cdk-workshop.ts:6:1)
    at Module._compile (node:internal/modules/cjs/loader:1356:14) {
  errno: -2,
  code: 'ENOENT',
  syscall: 'spawnSync docker',
  path: 'docker',
  spawnargs: [
    'build',
    '-t',
    'cdk-805ab1d42744d346e7ee81b097a37bd764cf7a67af41bcccaad6ccee384363e2',
    '--platform',
    'linux/amd64',
    '--build-arg',
    'IMAGE=public.ecr.aws/sam/build-nodejs18.x',
    '--build-arg',
    'ESBUILD_VERSION=0',
    '/Path/to/directory/cdk-workshop/node_modules/aws-cdk-lib/aws-lambda-nodejs/lib'
  ]
}

NodejsFunctionでは、esbuildを用いてTypeScriptをビルドする。
macOSでは手動でインストールする方が良いらしく、以下を実施すると解消した。
参考：[備忘録] Error: spawnSync docker ENOENTの解消

$ npm i -D esbuild

2.3 APIのテスト

URLをコンソールから確認

APIキーをコンソールから確認

APIキーをヘッダーに渡して以下を実行

$ curl -X GET -H "x-api-key: APIキー" https://xxxx.execute-api.us-east-1.amazonaws.com/prod/hello
{"message":"Hello World!"}

ちなみに誤ったAPIキーを指定すると以下のようになる

$ curl -X GET -H "x-api-key: 誤ったAPIキー" https://xxxx.execute-api.us-east-1.amazonaws.com/prod/hello
{"message":"Forbidden"}

まとめ・所感

  • AWS CDKはすごい！！ちょっとした検証を行うとき、ささっと環境構築できそう！！
  • リソースの定義・連携の記述方法は、慣れないとちょっと難しい。
    → 結局公式のドキュメントが一番わかりやすいかも？

参考文献

以下の記事を参考にさせていただきました。ありがとうございます。

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