無伺服器架構讓開發者擺脫伺服器管理的負擔，專注於程式碼的開發與佈署。本文將以 AWS 平台為例，示範如何結合 API Gateway、Lambda 和 DynamoDB，建構一個具備健康檢查、資料讀取和新增功能的無伺服器 API。透過 AWS CDK，我們可以簡化基礎設施的組態和管理，並使用 TypeScript 撰寫程式碼，提升開發效率。文章將逐步引導讀者建立 Lambda 函式、設定 API Gateway 路由、整合 DynamoDB 資料函式庫，並說明 CORS 設定的必要性，最後完成一個可實際運作的無伺服器應用程式。
無伺服器架構（Serverless）解析與 AWS 實作
前言
無伺服器架構（Serverless）是一種雲端運算模式，讓開發者能夠在無需管理伺服器的情況下建置和執行應用程式。本文將探討無伺服器架構的核心概念，並透過 AWS Lambda 和 API Gateway 實作一個無伺服器的 API。
什麼是無伺服器架構？
無伺服器架構是一種事件驅動的運算模式，開發者只需撰寫和佈署程式碼，無需擔心底層基礎設施的管理。這種模式提供了更高的靈活性、可擴充套件性和成本效益。
使用 AWS Lambda 和 API Gateway 建立 API
步驟一：建立和設定 REST API
首先，我們需要使用 AWS API Gateway 建立一個 RESTful API。API Gateway 是一個受管服務，簡化了 API 的建立、發布、維護、監控和安全性的過程。
const backEndSubDomain = process.env.NODE_ENV === 'Production' ? config.backend_subdomain : config.backend_dev_subdomain;
const restApi = new RestApi(this, 'chapter-7-rest-api', {
restApiName: `chapter-7-rest-api-${process.env.NODE_ENV || ''}`,
description: 'serverless api using lambda functions',
domainName: {
certificate: acm.certificate,
domainName: `${backEndSubDomain}.${config.domain_name}`,
endpointType: EndpointType.REGIONAL,
securityPolicy: SecurityPolicy.TLS_1_2,
},
deployOptions: {
stageName: process.env.NODE_ENV === 'Production' ? 'prod' : 'dev',
},
});
步驟二：建立健康檢查路徑
接下來，我們需要建立一個健康檢查路徑，以確保 API 在佈署後能夠正常運作。
const healthcheck = restApi.root.addResource('healthcheck');
const rootResource = restApi.root;
healthcheck.addMethod('GET', healthCheckLambdaIntegration);
healthcheck.addCorsPreflight({
allowOrigins: ['*'],
allowHeaders: ['*'],
allowMethods: ['*'],
statusCode: 204,
});
步驟三：整合 Lambda 函式
API Gateway 允許我們使用 Lambda 函式作為端點的處理程式。我們需要建立一個 Lambda 函式，並將其與 API 端點整合。
export class HealthCheckLambda extends Construct {
public readonly func: NodejsFunction;
constructor(scope: Construct, id: string, props: any) {
super(scope, id);
this.func = new NodejsFunction(scope, 'health-check-lambda', {
runtime: Runtime.NODEJS_16_X,
entry: path.resolve(__dirname, 'code', 'index.ts'),
handler: 'handler',
timeout: Duration.seconds(60),
environment: {},
logRetention: logs.RetentionDays.TWO_WEEKS,
});
}
}
#### 內容解密：
此段程式碼定義了一個名為 HealthCheckLambda 的類別，用於建立一個 Lambda 函式。該函式使用 Node.js 16.x 版本執行，執行位於 code/index.ts 的程式碼，並設定了處理函式為 handler。逾時時間被設定為 60 秒，且未傳遞任何環境變數。
使用 AWS CDK 進行無伺服器應用程式開發
設定 Lambda 函式的 Log Retention
在建立 Lambda 函式時，設定日誌保留（logRetention）是非常重要的。日誌保留決定了 CloudWatch 將為 Lambda 函式保留日誌的時間長度。每次 Lambda 執行時，都會在 CloudWatch 的日誌群組中建立一個日誌。建議設定保留政策，以避免日誌無限制地累積，從而產生不必要且不想要的成本。
Lambda 函式的程式碼解析
讓我們來檢查一下我們的 Lambda 函式所執行的程式碼：
export const handler = async () => {
try {
return httpResponse(200, JSON.stringify('OK'));
} catch (error: any) {
console.error(error);
return httpResponse(400, JSON.stringify({ message: error.message }));
}
};
這個程式碼非常簡單直接。它的主要目標是檢查 API 是否正常運作。
內容解密：
handler函式：這是 Lambda 函式的入口點。當 Lambda 被觸發時，它會執行這個函式。try-catch區塊：用於捕捉任何在執行過程中發生的錯誤。如果發生錯誤，會傳回一個包含錯誤訊息的 HTTP 回應。httpResponse函式：用於簡化 HTTP 回應的處理。它接收狀態碼和回應主體，並傳回一個包含適當標頭的 HTTP 回應。
httpResponse 函式的實作
export const httpResponse = (
statusCode: number,
body: string,
): IHttpResponse => ({
body,
headers: {
'Access-Control-Allow-Origin': '*',
'Content-Type': 'application/json',
'Access-Control-Allow-Methods': 'GET,OPTIONS,POST',
},
statusCode,
});
內容解密：
httpResponse引數：接收狀態碼和回應主體。- 傳回的 HTTP 回應：包含回應主體、適當的標頭（如 CORS 設定）和狀態碼。
- CORS 設定：允許來自任何來源的請求，並支援 GET、OPTIONS 和 POST 方法。
將 Lambda 函式與 API Gateway 整合
在 infrastructure/lib/constructs/API-GW/index.ts 檔案中，我們建立了一個 Lambda 函式例項，並使用 LambdaIntegration 方法將其與 API Gateway 整合。
const healthCheckLambda = new HealthCheckLambda(
this,
'health-check-lambda-api-endpoint',
{},
);
const healthCheckLambdaIntegration = new LambdaIntegration(
healthCheckLambda.func,
);
healthcheck.addMethod('GET', healthCheckLambdaIntegration);
內容解密：
- 建立 Lambda 函式例項：使用
HealthCheckLambda建構函式建立一個新的 Lambda 函式。 - 建立 Lambda 與 API Gateway 的整合：使用
LambdaIntegration方法將 Lambda 函式與 API Gateway 的特定路徑和方法（這裡是 GET 方法）繫結。
建立 GET 和 POST 路由以進行 DynamoDB 操作
為了使我們的 API 更為實用，我們需要建立兩個新的端點：一個用於從 DynamoDB 表中取得所有資料，另一個用於向表中插入資料。
取得 DynamoDB 資料的 Lambda 函式
首先，讓我們建立一個用於取得 DynamoDB 表中所有資料的 Lambda 函式。
export const handler = async () => {
try {
const tableName = process.env.TABLE_NAME as string;
const dynamoDB = new DynamoDB.DocumentClient({
region: process.env.REGION as string,
});
const { Items }: DynamoDB.ScanOutput = await dynamoDB
.scan({ TableName: tableName })
.promise();
return httpResponse(200, JSON.stringify({ todos: Items }));
} catch (error: any) {
console.error(error);
return httpResponse(400, JSON.stringify({ message: error.message }));
}
};
內容解密：
tableName和dynamoDB：從環境變數中取得表名和區域，並初始化 DynamoDB DocumentClient。scan操作：掃描指定的 DynamoDB 表並傳回其專案。- 傳回結果：將掃描結果透過
httpResponse傳回給客戶端。
設定和佈署無伺服器後端
到目前為止，我們已經成功地建立了一個基本的健康檢查端點，並瞭解瞭如何建立由 Lambda 提供支援的 API 端點。然而，我們的健康檢查端點的功能相當有限。在本文中，我們將探討如何從 Lambda 函式處理程式查詢和寫入資料到 DynamoDB，以構建更複雜和有用的 API 端點。
圖表翻譯：
@startuml
skinparam backgroundColor #FEFEFE
skinparam defaultTextAlignment center
skinparam rectangleBackgroundColor #F5F5F5
skinparam rectangleBorderColor #333333
skinparam arrowColor #333333
title 圖表翻譯：
rectangle "GET 請求" as node1
rectangle "觸發 Lambda" as node2
rectangle "掃描 DynamoDB" as node3
rectangle "傳回資料" as node4
rectangle "傳回結果" as node5
node1 --> node2
node2 --> node3
node3 --> node4
node4 --> node5
@enduml
此圖示展示了客戶端如何透過 API Gateway 發起 GET 請求，觸發 Lambda 函式掃描 DynamoDB，並最終將結果傳回給客戶端的流程。
使用 AWS CDK 進行無伺服器應用程式開發
建立用於插入資料的 Lambda 函式
在完成前一步驟後，我們現在需要為 POST 請求建立 Lambda 函式，以便將專案插入到我們的 Table 中。前往 infrastructure/lib/constructs/Lambda/post/code/index.ts；你將找到以下程式碼：
export const handler = async (event: PostEvent) => {
try {
const { todo_name, todo_description, todo_completed } = JSON.parse(event.body).todo;
const tableName = process.env.TABLE_NAME as string;
const dynamoDB = new DynamoDB.DocumentClient({
region: process.env.REGION as string,
});
const todo: Todo = {
id: uuidv4(),
todo_completed,
todo_description,
todo_name,
};
await dynamoDB.put({ TableName: tableName, Item: todo }).promise();
return httpResponse(200, JSON.stringify({ todo }));
} catch (error: any) {
console.error(error);
return httpResponse(400, JSON.stringify({ message: error.message }));
}
};
內容解密：
- 首先，我們從請求主體中解析出必要的資料，如
todo_name、todo_description和todo_completed。 - 然後，我們初始化
DynamoDB.DocumentClient以執行對表的所需操作，在本例中為 PUT 操作。 - 建立一個
todo物件，其中包含一個使用uuidv4()函式生成的唯一id，以及其他相關資料。 - 使用
dynamoDB.put()方法將todo物件插入到指定的表中。 - 如果操作成功，則傳回一個包含新建
todo專案的 HTTP 200 回應；如果發生錯誤，則傳回一個包含錯誤訊息的 HTTP 400 回應。
建立 Lambda 函式
接下來，我們需要在 infrastructure/lib/constructs/Lambda/post/index.ts 中建立 Lambda 函式：
const { dynamoTable } = props;
this.func = new NodejsFunction(scope, 'dynamo-post', {
runtime: Runtime.NODEJS_16_X,
entry: path.resolve(__dirname, 'code', 'index.ts'),
handler: 'handler',
timeout: Duration.seconds(60),
environment: {
NODE_ENV: process.env.NODE_ENV as string,
TABLE_NAME: dynamoTable.tableName,
REGION: process.env.CDK_DEFAULT_REGION as string,
},
logRetention: logs.RetentionDays.TWO_WEEKS,
});
dynamoTable.grantWriteData(this.func);
內容解密：
- 初始化一個新的
NodejsFunction，指定執行環境、進入點、處理函式和超時時間。 - 設定環境變數，包括
NODE_ENV、TABLE_NAME和REGION。 - 設定日誌保留期限為兩週。
- 賦予 Lambda 函式寫入
dynamoTable的許可權。
簡化 Lambda 整合
除了前述方法外，還有一種更簡單的方式來整合 AWS Lambda，即使用 LambdaRestApi 建構函式。此函式設定了一個具有預設 Lambda 函式的 REST API，並使用 API Gateway 的貪婪代理選項 ({proxy+}) 和 ANY 方法。這意味著每個請求都將自動路由到此 Lambda 函式。
new LambdaRestApi(this, 'MyRestApi', {
handler: lambda.func,
restApiName: 'rest-api-name',
defaultCorsPreflightOptions: {
allowOrigins: ['*'],
allowHeaders: ['*'],
allowMethods: ['*'],
statusCode: 204,
},
});
內容解密：
- 初始化一個新的
LambdaRestApi，指定處理函式和 REST API 名稱。 - 設定預設的 CORS 預檢選項，以允許所有來源、標頭和方法。
建立和組態 DynamoDB 例項
在建立了 Lambdas 和 API Gateway 後，剩下的步驟是替換 RDS，建立一個 DynamoDB 表。
this.table = new Table(this, `Dynamo-Table-${process.env.NODE_ENV || ''}`, {
partitionKey: { name: 'id', type: AttributeType.STRING },
tableName: `todolist-${process.env.NODE_ENV?.toLowerCase() || ''}`,
billingMode: BillingMode.PAY_PER_REQUEST,
removalPolicy: RemovalPolicy.DESTROY,
});
new DynamoDBSeeder(this, `Dynamo-InlineSeeder-${process.env.NODE_ENV || ''}`, {
table: this.table,
seeds: Seeds.fromInline([
{
id: uuidv4(),
todo_name: 'First todo',
todo_description: "That's a todo for demonstration purposes",
todo_completed: true,
},
]),
});
內容解密：
- 建立一個新的 DynamoDB 表，指定分割鍵、表名、計費模式和移除策略。
- 使用
DynamoDBSeeder建構函式在佈署時自動為表填充資料。