Twelve-Factor serverless applications - MAD302 - São Paulo AWS Summit

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Melhores Práticas no Desenvolvimento de
Aplicações Serverless (em 12 passos)
Alex Coqueiro
Head de Arquitetura de Soluções para o Setor Público
AWS América Latina, Canadá e Caribe
M A D 3 0 2

… Eu tenho uma IDÉIA …

Arquitetura
ágil e
escalável
=

Padrão Arquitetural de Microserviços
Mobile
Cliente/
Servidor
IoT
API
Gateway
Cliente DB
EventosDirecao DB
Veículo DB
Carro
App
Entretenimento
Comportamento
Motorista
Metricas
Automovel
Alexa

O que preciso para usar microserviços?

… Infraestrutura…

Não há servidores para
provisionar ou administrar
Escala conforme o uso
Nunca pague pela capacidade
ociosa
Alta Disponibilidade e
tolerância a falhas incorporada
Serverless significa…

AWS Lambda como peça chave em Microserviços
Eventos Função Serviços
Node.js
Python
Java
C#
Go
Ruby
Runtime API

Príncipios de
Microserviços
Arquitetura
ágil e
escalável
+ =+
Serverless
Modelo de
12 fatores
Melhores
Práticas

Os 12 fatores
Vamos ver como os 12 fatores se aplicam as aplicações serverless:
1. Código Base
2. Dependências
3. Configuração
4. Serviços de
Retaguarda
5. Build, release, run
6. Processo sem estado
7. Vínculo de porta
8. Concorrência
9. Descartabilidade
10. Dev/prod semelhantes
11. Logs
12. Processos
Administrativos

Código Base
12Factor.net: “Existe apenas uma fonte para obter o código por
aplicação, mas existirão várias implantações (deploys) da mesma”
Deploy do códigoControle de
Versão
Código

Código Base
12Factor.net: “Existe apenas uma fonte para obter o código por
aplicação, mas existirão várias implantações (deploys) da mesma”
Homologação / QA
Produção
Dev #1
Dev #2

2. Dependências
12Factor.net: “Declare e isole explicitamente as dependências”
Binários
Código
Pacote da
aplicação
Dependencias
requirements.txt
pip install

Lambda Layer
Permite o fácil compartilhamento de código:
carrega as bibliotecas uma vez, faz referência em
qualquer função
Camadas
Lambda
arn:aws:lambda:region:accountId:layer:shared-lib :1
Camadas
Lambda
arn:aws:lambda:region:accountId:layer:shared-lib:2
Camadas
Lambda
arn:aws:lambda:region:accountId:layer:shared-lib:3

3. Configurações
12Factor.net: “Armazene as configurações de ambiente separada do código”
Configuração de
Desenvolvimento
Configuração de
Produção
Desenvolvimento
Produção
Desenvolvimento
Produção

AWS Systems Manager – Parameter Store
Armazenamento centralizado para
gerenciar seus dados de configuração
• Suporta hierarquias
• Texto simples ou criptografado com o AWS KMS
• Pode enviar notificações de alterações para o
Amazon SNS / AWS Lambda
• Pode ser protegido com o IAM
• Chamadas gravadas no CloudTrail
• Pode ser etiquetado
• Integrado com o AWS Secrets Manager
• Disponível via API/SDK
Útil para: variáveis de ambiente
centralizadas, controle de segredos,
sinalizadores de recursos
import json, boto3
ssm = boto3.client('ssm', 'us-east-1')
def get_parameters():
response = ssm.get_parameters(
Names=['LambdaSecureString'],WithDe
cryption=True
)
for parameter in
response['Parameters']:
return parameter['Value']
def lambda_handler(event, context):
value = get_parameters()
print("value1 = " + value)
return value # Echo back the first key
value

4. Serviços de Retaguarda (Backend)
12Factor.net: “Trate serviços de apoio como recursos anexados”
👍
AWS S3
PostgreSQLapp1
app2 Serviço de terceiro

5. Construção, Implantação, Execução
12Factor.net: “Separação estrita dos estágios de construção e execução”
AWS CodePipelineAWS CodeBuild

Exemplo de buildspec.yml
version: 0.1
environment_variables:
plaintext:
"INPUT_FILE": "saml.yaml”
"S3_BUCKET": ""
phases:
install:
commands:
- npm install
pre_build:
commands:
- eslint *.js
build:
commands:
- npm test
post_build:
commands:
- aws cloudformation package --template $INPUT_FILE --
s3-bucket $S3_BUCKET --output-template post-saml.yaml
artifacts:
type: zip
files:
- post-saml.yaml
- beta.json

Exemplo de buildspec.yml
• Variáveis a serem usadas por fases
de construção
• Exemplos do que você pode fazer
nas fases de uma construção:
• Instalação de pacotes ou
execução de comandos para
preparar ambiente
• Executar verificação de
sintaxe, comandos em
"pre_build“
• Crie e armazene um artefato no
Amazon S3
version: 0.1
environment_variables:
plaintext:
"INPUT_FILE": "saml.yaml”
"S3_BUCKET": ""
phases:
install:
commands:
- npm install
pre_build:
commands:
- eslint *.js
build:
commands:
- npm test
post_build:
commands:
- aws cloudformation package --template $INPUT_FILE --
s3-bucket $S3_BUCKET --output-template post-saml.yaml
artifacts:
type: zip
files:
- post-saml.yaml
- beta.json

Um exemplo de pipeline de desenvolvimento
MyBranch-Source
Source
CodeCommit
Build
test-build-source
CodeBuild
• Três estágios
• Cria artefato de código
• Tem ações personalizadas do Lambda
para executar minhas próprias funções
de teste
MyDev-Deploy
create-changeset
AWS CloudFormation
execute-changeset
AWS CloudFormation
Run-stubs
AWS Lambda
MinhaAplicacao

Um exemplo de pipeline de produção:
• Cinco estágios
• 3 ambientes
• Tem ações personalizadas do Lambda
para executar minhas próprias funções
de teste
• Integra-se a um serviço de terceiros
• Tem uma aprovação manual antes de
implantar para produção
Source
Source
CodeCommit
MinhaAplicacao
Build
test-build-source
CodeBuild
Deploy testing
create-changeset
AWS CloudFormation
execute-changeset
AWS CloudFormation
Run-stubs
AWS Lambda
Deploy staging
create-changeset
AWS CloudFormation
execute-changeset
AWS CloudFormation
Run-API-test
Runscope
QA-Sign-off
Manual Approval
Review
Deploy prod
create-changeset
AWS CloudFormation
execute-changeset
AWS CloudFormation
Post-Deploy-Slack
AWS Lambda

6. Processos sem estado (Stateless)
12Factor.net: “Execute a aplicação como um ou mais processos que não
armazenam estado”
Banco de Dados
Dados persistentes
MySQL, PostgreSQL,
MongoDB, Amazon
DynamoDB
Cache
Rápido e temporário
Armazenamento de Estado
Redis, memcached

7. Vínculo de Portas
12Factor.net: “Exporte serviços via vínculo de portas”
Aplicações serverless : Esse fator é tratado diferente devido a forma como
as funções do Lambda são acessadas.
1. Lambda chamado pela API
SDK clients
API fornecida pelo serviço Lambda
Suporta chamadas sincronas e assíncrona
Pode passar qualquer estrutura de payload de
evento que você deseja

Modelo de execução lambda
Síncrono (push)
Amazon
API Gateway
Função
Lambda
/order
Assíncrono (event)
Amazon
SNS
Amazon
S3
reqs
Poll-based
Amazon
DynamoDB
Amazon
Kinesis
changes
Lambda service
Função
Lambda
Função
Lambda

8. Concorrência
12Factor.net: “Escale através do processo modelo”
Aplicações serverless: As funções do Lambda serão dimensionadas
automaticamente com base na carga. Você pode inserir threads dentro de
sua execução de função, mas existem limites práticos devido às restrições
de memória e CPU / rede de suas funções com base em como você as
configura.
👍

Ajuste o poder computacional da sua função
Lambda expõe apenas a alocação de memória, atribuindo uma
porcentagem proporcional de uso de CPU e rede alocada para uma
função.
Dependendo do cenário pode ser mais barato escolher mais memória

Alocação inteligente de recursos
Função Lambda que calcula 1.000 vezes todos os números primos
<= 1.000.000
128 MB 11.722965 seg $0.024628
256 MB 6.678945 seg $0.028035
512 MB 3.194954 seg $0.026830
1024 MB 1.465984 seg $0.024638
Verde==Melhor Vermelho==Pior

Alocação inteligente de recursos
Função Lambda que calcula 1.000 vezes todos os números primos
<= 1.000.000
128 MB 11.722965sec $0.024628
256 MB 6.678945sec $0.028035
512 MB 3.194954sec $0.026830
1024 MB 1.465984sec $0.024638
-10.25698sec +$0.00001
Verde==Melhor Vermelho==Pior

9. Descartabilidade
12Factor.net: “Maximize robustez com inicialização rápida e desligamento
harmonioso”
Aplicações serverless: O desligamento não se aplica em Lambda e sua
invocação é vinculada diretamente aos eventos recebidos. A velocidade
na inicialização é importante, considerando o tamanho do pacote da
aplicação + linguagem usada + VPC (ou não) + chamadas de código.
👍

AWS X-Ray
Profile para solução de problemas de
aplicativos serverless:
• O Lambda fornece acesso para a
captura de chamadas feitas em
código
• O API Gateway insere um
cabeçalho de rastreamento em
chamadas HTTP
var AWSXRay = require(‘aws-xray-sdk-core‘);
var AWS = AWSXRay.captureAWS(require(‘aws-
sdk’));
S3Client = AWS.S3();

10. Paridade entre desenvolvimento e produção
12Factor.net: “Mantenha o ambiente de desenvolvimento, homologação e
produção o mais similar possível”
Aplicações serverless: Isso pode ser incrivelmente fácil com aplicações
serverless:
• Fazendo uso de variáveis de ambiente / armazenamento de Parâmetros
para informações de configuração, recursos de backend, etc.
• Use o AWS SAM para implantar seu aplicativo
• Ter um processo de CI/CD e ferramentas que ofereçam suporte a vários
ambientes ou contas

Modelo AWS para Aplicações Serverless (AWS SAM)
Extensão do AWS CloudFormation otimizada
para arquitetura serverless
Tipos de recursos especiais como: funções, APIs,
tabelas, bibliotecas e aplicativos
Suporta qualquer coisa que o AWS
CloudFormation suporta
Open specification (Apache 2.0)
https://aws.amazon.com/serverless/sam

AWS SAM template
AWSTemplateFormatVersion: '2010-09-09’
Transform: AWS::Serverless-2016-10-31
Resources:
GetHtmlFunction:
Type: AWS::Serverless::Function
Properties:
CodeUri: s3://sam-demo-bucket/todo_list.zip
Handler: index.gethtml
Runtime: nodejs6.10
Policies: AmazonDynamoDBReadOnlyAccess
Events:
GetHtml:
Type: Api
Properties:
Path: /{proxy+}
Method: ANY
ListTable:
Type: AWS::Serverless::SimpleTable

AWS SAM template
Diz ao AWS CloudFormation que esse
é um modelo do AWS SAM que ele
precisa "transformar".
Cria uma função Lambda com política
de acesso definida no AWS IAM.
Também cria um Amazon API
Gateway e cuida de todos os
mapeamentos / permissões
necessários.
Cria uma tabela do Amazon
DynamoDB com cinco unidades de
leitura e gravação.
AWSTemplateFormatVersion: '2010-09-09’
Transform: AWS::Serverless-2016-10-31
Resources:
GetHtmlFunction:
Type: AWS::Serverless::Function
Properties:
CodeUri: s3://sam-demo-bucket/todo_list.zip
Handler: index.gethtml
Runtime: nodejs6.10
Policies: AmazonDynamoDBReadOnlyAccess
Events:
GetHtml:
Type: Api
Properties:
Path: /{proxy+}
Method: ANY
ListTable:
Type: AWS::Serverless::SimpleTable

11. Logs
12Factor.net: “Trate logs como fluxos de eventos”
Aplicações serverless: O registro (assim como
a coleta de métricas) é considerado um
"direito universal" no Lambda. A saída do
console é coletada automaticamente e
enviada para os logs do Amazon CloudWatch

12. Processos administrativos
12Factor.net: “Rode tarefas de administração/gestão em processos
pontuais”
Serverless apps: As tarefas administrativas ocorrem por meio de suas
próprias funções do Lambda ou por meio de comandos de execução do
Amazon EC2.
👍

Príncipios de
Microserviços
Arquitetura
ágil e
escalável
+ =+
Serverless
Modelo de
12 fatores
Considerações Finais

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Alex Coqueiro
Head de Arquitetura de Soluções para o Setor Público
AWS América Latina, Canadá e Caribe
@alexbcbr #AWSSummit

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“Por favor, responda a pesquisa ao final
da sessão no app. Ao finalizar a
pesquisa, passe no Help Desk e retire
seu brinde!”

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