AWS LambdaのCustom Runtimeは公式ランタイム（Python）の夢を見るか

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AWS LambdaのCustom Runtimeは公式ランタイム（Python）の夢を見るか:


Custom RuntimeはAWS公式ランタイムとどう違うか


共通点

  • コンテナの中で動く
  • /var/runtimeと/var/lang以外のディレクトリは同じらしい


違う点


  • AWS公式ランタイム（python）



    • コンテナ起動時に生成されるプロセス（PID:1）が/var/lang/bin/python3.6 /var/runtime/awslambda/bootstrap.py
    • PID:1がイベントループを回してLambdaハンドラを呼ぶ。

  • Custom Runtime



    • コンテナ起動時に生成されるプロセス（PID:1）が/var/runtime/init。これをユーザが別のものに差し替えることはできない。つまりPID:1は、ユーザが作成するbootstrapではない！　これに気づかず激ハマりした。

    • /var/runtime/init（PID:1）がユーザ作成のbootstrap（PIDは7とか）を呼び、さらにbootstrapがイベントループを回してLambdaハンドラを呼ぶ。
この違いによりCustom Runtimeは、公式ランタイムの/var/runtime/awslambda/bootstrap.pyに使われているruntimeモジュールを使うことができない。


できるだけ公式ランタイムに近いCustom Runtimeを作りたい


ログ

公式ランタイムの/var/runtime/awslambda/bootstrap.pyを見ると、loggingモジュールの出力を設定している。書式を設定している部分はそのまま持ってくる。

出力先はruntimeモジュールのsend_console_message()。Custom Runtimeには同等のものが提供されていないらしい。かわりにprint(msg, flush=True)。これでCloudWatch Logsにログが行く。おそらくオーバーヘッドは大きいのだろうが、仕方ない。

この設定をすると、どういうわけか、リクエスト終了後にCloudWatch Logsのログに空行が入る。原因は不明。


プロセスの再利用

もしチュートリアルにあるように、Custom Runtimeのbootstrapをシェルスクリプトで書くと、リクエストのたびにプロセスが生成されるCGI状態になる。

bootstrapをPythonで書き、単なる関数の呼び出しとしてLambdaハンドラを呼べば、リクエスト終了後しばらくはプロセスが残りつづけ、その間に新たなリクエストが来た場合はプロセスが再利用される。


リクエスト・レスポンスのインターフェイス

公式ランタイムはruntimeモジュールのreceive_invoke()を使っている。Custom Runtimeでは、requestでも使って同等のものを書くしかない。幸いPyPy用Custom Runtimeのものがあったので使った。iopipe/lambda-runtime-pypy3.5


結論

bootstrap.py
#!/opt/bin/python3.6 
 
import decimal 
import json 
import os 
import site 
import sys 
import urllib.request as request 
import time 
import logging 
 
HANDLER = os.getenv("_HANDLER") 
RUNTIME_API = os.getenv("AWS_LAMBDA_RUNTIME_API") 
_GLOBAL_AWS_REQUEST_ID = None 
 
def get_opt_site_packages_directory(): 
    return '/opt/python/lib/python{}.{}/site-packages'.format(sys.version_info.major, sys.version_info.minor) 
 
for path in ["/opt/runtime", '/opt/python', get_opt_site_packages_directory(), os.environ["LAMBDA_TASK_ROOT"]]: 
    sys.path.insert(0, path) 
 
for path in [os.environ["LAMBDA_TASK_ROOT"], get_opt_site_packages_directory(), '/opt/python']: 
    site.addsitedir(path) 
 
class LambdaContext(object): 
    def __init__(self, request_id, invoked_function_arn, deadline_ms, trace_id): 
        self.aws_request_id = request_id 
        self.deadline_ms = deadline_ms 
        self.function_name = os.getenv("AWS_LAMBDA_FUNCTION_NAME") 
        self.function_version = os.getenv("AWS_LAMBDA_FUNCTION_VERSION") 
        self.invoked_function_arn = invoked_function_arn 
        self.log_group_name = os.getenv("AWS_LAMBDA_LOG_GROUP_NAME") 
        self.log_stream_name = os.getenv("AWS_LAMBDA_LOG_STREAM_NAME") 
        self.memory_limit_in_mb = os.getenv("AWS_LAMBDA_FUNCTION_MEMORY_SIZE") 
        self.trace_id = trace_id 
        if self.trace_id is not None: 
            os.environ["_X_AMZN_TRACE_ID"] = self.trace_id 
 
    def get_remaining_time_in_millis(self): 
        if self.deadline_ms is not None: 
            return time.time() * 1000 - int(self.deadline_ms) 
 
class LambdaLoggerHandler(logging.Handler): 
    def __init__(self): 
        logging.Handler.__init__(self) 
 
    def emit(self, record): 
        msg = self.format(record) 
        print(msg, flush=True) 
 
class LambdaLoggerFilter(logging.Filter): 
    def filter(self, record): 
        record.aws_request_id = _GLOBAL_AWS_REQUEST_ID or "" 
        return True 
 
def decimal_serializer(obj): 
    if isinstance(obj, decimal.Decimal): 
        return float(obj) 
    raise TypeError(repr(obj) + " is not JSON serializable") 
 
 
def init_error(message, type): 
    details = {"errorMessage": message, "errorType": type} 
    details = json.dumps(details).encode("utf-8") 
    req = request.Request( 
        "http://%s/2018-06-01/runtime/init/error" % RUNTIME_API, 
        details, 
        {"Content-Type": "application/json"}, 
    ) 
    with request.urlopen(req) as res: 
        res.read() 
 
 
def next_invocation(): 
    with request.urlopen( 
        "http://%s/2018-06-01/runtime/invocation/next" % RUNTIME_API 
    ) as res: 
        request_id = res.getheader("lambda-runtime-aws-request-id") 
        invoked_function_arn = res.getheader("lambda-runtime-invoked-function-arn") 
        deadline_ms = res.getheader("lambda-runtime-deadline-ms") 
        trace_id = res.getheader("lambda-runtime-trace-id") 
        event_payload = res.read() 
    event = json.loads(event_payload.decode("utf-8")) 
    context = LambdaContext(request_id, invoked_function_arn, deadline_ms, trace_id) 
    return request_id, event, context 
 
 
def invocation_response(request_id, handler_response): 
    if not isinstance(handler_response, (bytes, str)): 
        handler_response = json.dumps(handler_response, default=decimal_serializer) 
    if not isinstance(handler_response, bytes): 
        handler_response = handler_response.encode("utf-8") 
    req = request.Request( 
        "http://%s/2018-06-01/runtime/invocation/%s/response" 
        % (RUNTIME_API, request_id), 
        handler_response, 
        {"Content-Type": "application/json"}, 
    ) 
    with request.urlopen(req) as res: 
        res.read() 
 
 
def invocation_error(request_id, error): 
    details = {"errorMessage": str(error), "errorType": type(error).__name__} 
    details = json.dumps(details).encode("utf-8") 
    req = request.Request( 
        "http://%s/2018-06-01/runtime/invocation/%s/error" % (RUNTIME_API, request_id), 
        details, 
        {"Content-Type": "application/json"}, 
    ) 
    with request.urlopen(req) as res: 
        res.read() 
 
def main(): 
    global _GLOBAL_AWS_REQUEST_ID 
    for runtime_var in ["AWS_LAMBDA_RUNTIME_API", "_HANDLER"]: 
        if runtime_var not in os.environ: 
            init_error("%s environment variable not set" % runtime_var, "RuntimeError") 
            sys.exit(1) 
 
    try: 
        module_path, handler_name = HANDLER.rsplit(".", 1) 
    except ValueError: 
        init_error("Improperly formated handler value: %s" % HANDLER, "ValueError") 
        sys.exit(1) 
 
    module_path = module_path.replace("/", ".") 
 
    try: 
        module = __import__(module_path) 
    except ImportError: 
        init_error("Failed to import module: %s" % module_path, "ImportError") 
        sys.exit(1) 
 
    try: 
        handler = getattr(module, handler_name) 
    except AttributeError: 
        init_error( 
            "No handler %s in module %s" % (handler_name, module_path), "AttributeError" 
        ) 
        sys.exit(1) 
 
    logging.Formatter.converter = time.gmtime 
    logger = logging.getLogger() 
    logger_handler = LambdaLoggerHandler() 
    logger_handler.setFormatter(logging.Formatter( 
        '[%(levelname)s]\t%(asctime)s.%(msecs)dZ\t%(aws_request_id)s\t%(message)s\n', 
        '%Y-%m-%dT%H:%M:%S' 
    )) 
    logger_handler.addFilter(LambdaLoggerFilter()) 
    logger.addHandler(logger_handler) 
 
    while True: 
        request_id, event, context = next_invocation() 
        _GLOBAL_AWS_REQUEST_ID = context.aws_request_id 
 
        try: 
            handler_response = handler(event, context) 
        except Exception as e: 
            invocation_error(request_id, e) 
        else: 
            invocation_response(request_id, handler_response) 
 
if __name__ == '__main__': 
    main()
Dockerfile
FROM lambci/lambda:build-python3.6 
ENV AWS_DEFAULT_REGION ap-northeast-1 
 
ENV HOME /home/hoge 
RUN mkdir $HOME 
WORKDIR $HOME 
 
# https://github.com/lambci/docker-lambda/blob/master/python3.6/run/Dockerfile 
RUN curl -O https://lambci.s3.amazonaws.com/fs/python3.6.tgz 
# COPY python3.6.tgz . 
RUN tar zxf python3.6.tgz 
COPY bootstrap.py . 
 
RUN mkdir -p ~/fuga 
RUN cp -rd ~/var/lang/* ~/fuga/ 
RUN rm -rf ~/fuga/lib/python3.6/site-packages 
RUN cp -rd ~/var/runtime ~/fuga/ 
COPY bootstrap.py $HOME/fuga 
RUN mv ~/fuga/bootstrap.py ~/fuga/bootstrap 
RUN chmod 755 ~/fuga/bootstrap 
 
WORKDIR $HOME/fuga 
CMD zip -ry9 ~/python36_layer.zip * && cp ~/python36_layer.zip /share
docker-comose.yml
version: '2' 
services: 
  app: 
    build: 
      context: . 
    volumes: 
      - .:/share
3つのファイルを同じディレクトリに入れてdocker-compose build; docker-compose upすると、python36_layer.zipができる。


参考


追記

Stackless Python 3.6を展開後47MBに押し込んだ。共有ライブラリとテスト系パッケージをごっそり削っているので、動かないものに出くわしたら付け加えるべし。デバッグシンボルも削っている。

Dockerfile
FROM lambci/lambda:build-python3.6 
ENV AWS_DEFAULT_REGION ap-northeast-1 
 
ENV HOME /home/hoge 
RUN mkdir $HOME 
WORKDIR $HOME 
 
RUN curl -O https://repo.anaconda.com/miniconda/Miniconda3-latest-Linux-x86_64.sh 
RUN bash Miniconda3-latest-Linux-x86_64.sh -b -p ~/miniconda 
ENV PATH $HOME/miniconda/bin:$PATH 
RUN source ~/miniconda/bin/activate 
RUN conda config --add channels stackless 
RUN conda install -y stackless 
RUN conda create -n stackless36 python=3.6 stackless 
 
RUN mkdir -p ~/fuga/bin 
RUN mkdir -p ~/fuga/lib 
COPY bootstrap.py $HOME/fuga 
RUN mv ~/fuga/bootstrap.py ~/fuga/bootstrap 
RUN chmod 755 ~/fuga/bootstrap 
 
ENV MC $HOME/miniconda/envs/stackless36 
 
RUN cp $MC/bin/python3.6 ~/fuga/bin/ 
RUN cp -d $MC/lib/libpython* $MC/lib/libssl* $MC/lib/libcrypto* ~/fuga/lib 
RUN rm ~/fuga/lib/libpython3.6m.a 
RUN rm -rf ~/fuga/lib/python3.6 
RUN cp -rd $MC/lib/python3.6 ~/fuga/lib 
RUN rm -rf ~/fuga/lib/python3.6/site-packages 
 
WORKDIR $HOME/fuga 
RUN rm -rf lib/python3.6/test lib/python3.6/distutils/tests lib/python3.6/ctypes/test \ 
    lib/python3.6/idlelib/idle_test lib/python3.6/unittest/test 
RUN find . -name *.so|xargs -n 1 strip -s; exit 0 
RUN strip -s bin/python3.6 
CMD zip -ry9 ~/stackless36_layer.zip * && cp ~/stackless36_layer.zip /share

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