AWS Serverless RESTful APIs
近幾年在雲架構上討論熱度較高的 2 大主題分別是 容器化（Containerize）與 無伺服器（Serverless）架構。本篇文章會帶你瞭解什麼是 AWS 無伺服器架構，以及如何使用 Serverless Framework 這個框架，快速開發 RESTful APIs。
大綱
- 什麼是 XaaS？
- AWS 無伺服器架構
- Serverless Framework
- CRUDable Service
- 基礎設施即程式碼
什麼是 XaaS？
馬雲說過一句話：「過去的一百年，我們把人變成了機器，未來的一百年，我們將會把機器變成人。」
如果要用一句話來定義 XaaS（X as a Service）的話，那就是「萬物皆服務」。
舉凡 IaaS（基礎設施及服務）、PaaS（平台即服務）或 SaaS（軟體即服務）等⋯⋯，用一張圖來概括各個 XaaS 的關係：
身為程式設計師，我們就是那個負責寫服務來取代人類的存在。
所以能夠以最快速度開發出可驗證的服務原型，就成了開發者彼此之間的競爭條件之一，也是本篇文章的目的。
AWS 無伺服器架構
AWS 是目前雲技術的領頭羊，如果想要用 AWS 來開發 Serverless 的 RESTful APIs，主要會由 3 個核心服務所構成：
- AWS Lambda（Functions as a Service）
- Amazon API Gateway（REST API Endpoint as a Service）
- Amazon DynamoDB（NoSQL DB as a Service）
這裡不會贅述如何操作這些 AWS 服務，如果你已經熟悉這些服務，可以直接前往下一章的 Serverless Framework；如果還不知道它們是怎麼運作的，強烈建議先跑過一遍官方的幾篇教學與實作，理解這 3 個傢伙為什麼這麼酷，也才能理解為什麼接下來要介紹的 Serverless Framework 比它們更酷
Serverless Framework
接下來進入本篇文章的重點，如果每次建立 REST API 都需要手動操作 Lambda、API Gateway 和 DynamoDB 這些服務的話就太麻煩了，所以這裡介紹一個第三方社群維護的框架：Serverless Framework。
Serverless Framework 提供了一整套專為「無伺服器架構」所設計的開發＆部署工具，除了 AWS 之外還支援了 Google Cloud Platform 和 Microsoft Azure 等雲服務平台，讓開發者只需專注在 Web、Mobile 和 IoT 應用的核心功能，而無需煩惱基礎設施的維護。
先來跑一遍官方的快速入門暖暖身，首先安裝 Serverless 的 CLI：
$ npm install serverless --global注意：因為 Serverless CLI 會透過 AWS SDK 間接操作你的 AWS 帳戶，所以在開始之前，請先確認本機端已經配置完 AWS 的 credential，詳細設定方法可以參考官方文件的《Credentials》。
新增一個 Node.js 環境的專案 hello-service：
$ serverless create --template aws-nodejs --path hello-serviceServerless 會幫你建立了一個基本的 Lambda Function hello：
module.exports.hello = (event, context, callback) => {
const response = {
statusCode: 200,
body: JSON.stringify({
message: 'Go Serverless v1.0! Your function executed successfully!',
input: event,
}),
};callback(null, response);
};
部署 Lambda Function 至 AWS：
$ serverless deploy --verbose
--verbose顯示部署過程的細節。
如果每次都需要重新部署所有 Lambda Function 會很沒效率，Serverless 也可以只部署單個 Lambda Function：
$ serverless deploy function --function hello
--function指定 Lambda Function 的名稱。
部署完成之後，使用 invoke 執行 Lambda Function：
$ serverless invoke --function hello --log
--log顯示執行回傳的結果。
{
"statusCode": 200,
"body": "{\"message\":\"Go Serverless v1.0! Your function executed successfully!\",\"input\":{}}"
}CLI 也可以使用 logs 和 --tail 來持續監控 Lambda Function 的執行結果：
$ serverless logs --function hello --tail瞭解整個 Serverless 的運作方式之後，CLI 還有提供 remove 指令，讓你可以將整個專案從 AWS 帳戶移除，畢竟佔用這些資源是要計費的：
$ serverless removeCRUDable Service
瞭解 Serverless Framework 如何輕易地部署 Lambda Function 之後，我們來看看 Serverless Framework 如何開發一套完整、可以 CRUD 資料庫的 REST API 服務。
下載 Serverless 社群寫好的 To-do CRUD 範例：
$ serverless install --url https://github.com/pmuens/serverless-crud注意：因為這個範例有用到其它第三方的 npm packages，所以部署前記得先
npm install安裝。
部署 To-do service 至 AWS：
$ serverless deploy --verbose部署完成之後，CLI 會顯示你的 API Gateway endpoints：
...endpoints:
POST - https://18055egsjj.execute-api.us-east-1.amazonaws.com/dev/todos
GET - https://18055egsjj.execute-api.us-east-1.amazonaws.com/dev/todos
GET - https://18055egsjj.execute-api.us-east-1.amazonaws.com/dev/todos/{id}
PUT - https://18055egsjj.execute-api.us-east-1.amazonaws.com/dev/todos/{id}
DELETE - https://18055egsjj.execute-api.us-east-1.amazonaws.com/dev/todos/{id}...
Read All To-dos
使用 cURL 或 HTTPie 之類的 HTTP client 來測試結果，首先是取得所有 to-dos：
$ http GET https://18055egsjj.execute-api.us-east-1.amazonaws.com/dev/todos沒意外的話，會回傳空的 To-do 陣列：
HTTP 200 OK[]
打開程式碼，Read all to-dos 的 Lambda Function 很簡單，透過 AWS SDK 的 DynamoDB scan API 來取得所有 todos table 的 items：
// todos-read-all.jsconst AWS = require('aws-sdk');
const dynamoDb = new AWS.DynamoDB.DocumentClient();module.exports = (event, callback) => {
const params = {
TableName: 'todos',
};return dynamoDb.scan(params, (error, data) => {
if (error) {
callback(error);
}
callback(error, data.Items);
});
};
Create To-do
接著我們試著新增一筆 to-do：
$ http POST https://<省略>/todos body="Hodor"新增成功並回傳一筆包含 id、body 和 updateAt 欄位的 to-do item：
HTTP 200 OK{
"body": "Hodor",
"id": "1b691310-a0e7-11e7-b1c4-1d790783726f",
"updatedAt": 1506230011585
}
Create 的 Lambda Function 也很好懂，透過 UUID 以及 DynamoDB 的 put API 新增一筆 to-do item：
// todos-create.js...
const uuid = require('uuid');module.exports = (event, callback) => {
const data = JSON.parse(event.body); data.id = uuid.v1();
data.updatedAt = new Date().getTime(); const params = {
TableName: 'todos',
Item: data
}; return dynamoDb.put(params, (error, data) => {
if (error) {
callback(error);
}
callback(error, params.Item);
});
};
Read One To-do
接著我們試著讀取剛才新增的 id 為 1b691310-a0e7–11e7-b1c4-1d790783726f 的 to-do：
$ http GET https://<省略>/todos/1b691310-a0e7-11e7-b1c4-1d790783726fHTTP 200 OK{
"body": "Hodor",
"id": "1b691310-a0e7-11e7-b1c4-1d790783726f",
"updatedAt": 1506230011585
}
這裡要注意，DynamoDB 讀取所有 items 所使用 API 是 scan，讀取單筆 item 的 API 是 get：
// todos-read-one.js...module.exports = (event, callback) => {
const params = {
TableName: 'todos',
Key: {
// 透過 event.pathParameters 來取得 URL 的 todo item id
id: event.pathParameters.id
}
};return dynamoDb.get(params, (error, data) => {
if (error) {
callback(error);
}
callback(error, data.Item);
});
};
Update To-do
更新已經存在的單筆 to-do：
$ http PUT https://<省略>/todos/1b691310-a0e7-11e7-b1c4-1d790783726f body="Hold The Door"HTTP 200 OK{
"body": "Hold The Door",
"id": "1b691310-a0e7-11e7-b1c4-1d790783726f",
"updatedAt": 1506230311609
}
更新 DynamoDB item 的程式碼基本上與新增的方式差不多：
// todos-update.js...module.exports = (event, callback) => {
const data = JSON.parse(event.body); data.id = event.pathParameters.id;
data.updatedAt = new Date().getTime(); const params = {
TableName : 'todos',
Item: data
}; return dynamoDb.put(params, (error, data) => {
if (error) {
callback(error);
}
callback(error, params.Item);
});
};
Delete To-do
最後剩下刪除已存在的單筆 to-do：
$ http DELETE https://<省略>/todos/1b691310-a0e7-11e7-b1c4-1d790783726fHTTP 200 OK{
"id": "1b691310-a0e7-11e7-b1c4-1d790783726f"
}
刪除的 Lambda Function 程式碼：
// todos-delete.js...module.exports = (event, callback) => {
const params = {
TableName : 'todos',
Key: {
id: event.pathParameters.id
}
};return dynamoDb.delete(params, (error, data) => {
if (error) {
callback(error);
}
callback(error, params.Key);
});
};
基礎設施即程式碼
跑完上面的 to-do services 之後有沒有感到很神奇呢？竟然一個 serverless deploy 指令，就可以把原本需要手動配置的所有 AWS 基礎服務都自動建立好了，這是因為 Serverless Framework 用到了 AWS CloudFormation 這個服務。
我們先打開 serverless.yml 這個檔案來看看 Lambda Function 和 API Gateway 的配置：
functions:
create:
...
readAll:
...
readOne:
handler: handler.readOne
events:
- http:
path: todos/{id}
method: get
...
update:
...
delete:
...DynamoDB 的設定：
resources:
Resources:
TodosDynamoDbTable:
...
Properties:
AttributeDefinitions:
-
AttributeName: id
AttributeType: S
KeySchema:
-
AttributeName: id
...
TableName: 'todos'這就是 Infrastructure as a Code（基礎設施即程式碼）的威力，它的好處：
- 隨地配置：直接使用程式碼控制你的基礎設施資源，忘記那些繁瑣的操作流程
- 易於維護：因為程式碼可以上版本控制，所以可以多人共同維護一份基礎設施
- 持續交付：因為可以進版本控制，所以更容易整合進 CI/CD 的自動化流程
結論
- XaaS（萬物皆服務）是未來的趨勢，而服務的本質就是 API，誰能夠越快地開發出原型、越有機會成功
- 如果要用 AWS 的無伺服器架構來開發 REST API，核心服務分別是 Lambda、API Gateway 和 DynamoDB
- Serverless Framework 利用「基礎設施即程式碼」的概念，讓開發者可以更迅速地在 AWS 上建立一套可維護的 CRUD RESTful API Services
