タダです.
3/7 からの技術書典 応援祭で Silverworks は電子版のみですが,「実践 AWS CDK - TypeScript でインフラもアプリも！」を出展しました！Booth にも出しています.
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この記事では以前出した記事からアップデートした目次と本書を検討している方の参考情報として一部本編の内容を公開します.
目次
CI/CD の章が追加されて全体で8章構成となりました.
- 第1章 AWS CDK の概要
- 1.1 AWSCDKとは
- 1.2 CDKのメリットとデメリット
- 第2章 AWS CDK のはじめかた
- 2.1 なぜCDKを使うのか?
- 2.2 CDK環境の構築
- 2.3 CDKプロジェクトの作成
- 2.4 CDKアプリのデプロイ
- 2.5 まとめ
- 第3章 TypeScript 入門
- 3.1 Playgroundではじめよう
- 3.2 TypeScript の型
- 3.3 クラスとオブジェクト
- 第4章 Step Functions 入門
- 4.1 概要
- 4.2 ステートマシン
- 4.3 ステートへの入出力
- 第5章 感情分析システムを作ろう
- 5.1 システムの概要
- 5.2 プロジェクトの作成
- 5.3 入出力バケットの作成
- 5.4 メール通知の実装
- 5.5 ワークフローの作成
- 5.6 入力バケットとワークフローの連携
- 5.7 タスクの作成
- 5.8 ワークフローを組み立てよう
- 5.9 ソースコード
- 第6章 AWS CDK のデバッグとテスト
- 第7章 AWS CDK の CI/CD
- 7.1 CI/CD概要
- 7.2 CDK における CI/CD パイプライン
- 第8章 AWS CDK Tips
- 8.1 AWS Core モジュール よく使う機能
- 8.2 スタックの呼び出し時にカスタム値を渡す
- 8.3 リソース定義の分割
- 8.4 環境によってコンテキスト値を変更
- 8.5 機密情報の管理
- 8.6 SAMCLIとの連携
- 付録 A
- A.1 CDK CLIコマンド
- A.2 本書で利用した AWS サービス
- A.3 参考文献
本編一部公開
1章,2章,5章の内容を一部を公開します!
第1章 AWS CDK の概要
AWS CDK は、AWS 上のインフラ構成をプログラミング言語で定義し、CloudFormation を通じてデプロイするためのフレームワークです。一般的なプログラミング手法が利用可能 なため、開発効率の向上が期待できます。本章では、AWS CDK の概要を説明します。
1.1 AWS CDK とは
AWS CDK(以降、CDK)は、AWS 上のインフラ構成をプログラミング言語で定義し、 CloudFormation を通じてデプロイするためのフレームワークです。対応しているプログラミ ング言語は、TypeScript、JavaScript、Python、C#、Java です。インフラ構成をプログラ ミング言語で定義できるため、アプリケーションからインフラまで一貫した開発体験が得られます。
CDK は GitHub 上でオープンソースとして公開されており、ライセンス費用がかかりま せん。無償で利用出来ますが、CloudFormation と同じく、デプロイしたリソースの利用料に 対して料金が発生します。
CDK の主要なコンポーネントとして「Core Framework」、「Construct Library」、「CDK CLI」があります。
1.1.1 Core Framework
Core Framework は CDK のコアコンセプトです。CDK アプリケーションは、App、Stack、 Construct の 3 つの要素で構成されます。Construct は抽象化された AWS リソースを表し ます。Construct は、他の Construct を含むことが可能なため再利用しやすく、Construct は Stack に包含されています。Stack は更に App に含まれる関係となります。
App
App は CloudFormation テンプレートの生成とデプロイに利用する最上位要素です。App は複数の Stack とその依存関係を定義します。
Stack
Stack は CloudFormation スタックに該当し、Stack と CloudFormation は 1:1 で対応し ています。デプロイは Stack 単位となります。
Construct
Construct は Stack に作成される AWS リソースを指します。後述する「Construct Li- brary」を使用して Stack に AWS リソースを定義することが可能です。
上記 3 つの要素を具体化してみましょう。例えば、Amazon S3 および Amazon SQS のリ ソースを作りたい場合、Construct でそれらのリソース定義を行い、Construct をまとめた Stack、その上位である App から CloudFormation テンプレートを生成します。生成された テンプレートを使って、CloudFormation で AWS リソースをデプロイします。
1.1.2 Construct Library
Construct Library は Construct で作成する VPC や EC2 等の AWS リソースに対応 したライブラリです。Construct Library はパッケージマネージャーで提供されています。 Construct Library には次の 3 つの種類があります。
- High-level Construct - intent-based API
- Low-level Construct - CFN Resource
- Patterns
High-level Construct - intent-based API
High-level Construct は、よく利用される AWS リソースを抽象化したライブラリです。便利なデフォルト値を提供してくれているため、CDK の開発にはこのライブラリを利用するの が良いでしょう。例えば、「Bucket」クラスの「addLifeCycleRule」メソッドを使用すること で、ライフサイクルルールが適用されたバケットを定義可能です。ただ、すべてのリソース が High-level Construct に対応しているわけではないため、使いたいリソースの対応状況は API リファレンスの確認が必要です。
Low-level Construct - CFN Resource
Low-level Construct は、Cfn プレフィクスがついたライブラリで CloudFormation で利用 可能なすべての AWS リソースを生成することが可能です。例えば、「s3.CfnBucket」と定義した場合は、「AWS::S3:Bucket」を表します。Low-level Construct を利用する場合、すべて のリソースプロパティを明示的に指定する必要があり、High-level Construct で利用可能なリ ソースは High-level Construct で構成するのがオススメです。
Patterns
更に高いレベルの抽象化を定義するために Patterns があります。Patterns では、複 数のリソースを含む AWS の一般的なタスクの実行に向いています。例えば「aws-ecs- patterns.LoadBalancedFargateService」では、ALB を前面に構えた Fargate のアーキテク チャを構成できます。
1.1.3 CDK CLI
CDK CLI は、CDK のコマンドラインインターフェースです。CDK CLI を使用すると、 CDK アプリケーションの作成からデプロイまで行えます。CDK CLI では主に次の操作が可能です。
- CDK アプリケーションの初期化(init)
- 定義済みスタックの一覧表示(list)
- Stack を CloudFormation テンプレートとして生成(synth)
- 実行中のスタックインスタンスと 定義済みスタックの差分確認(diff) • AWS に CloudFormation スタックのデプロイ(deploy)
- デプロイした CloudFormation スタックの削除(destroy)
コマンドの詳細は、「A.1 CDK CLI コマンド」(p.123) を参照ください。
第2章 AWS CDK のはじめかた
CDK アプリケーションは専用のコマンドラインインターフェースを利用します。なぜ CDK を使うのか、そのメリットを踏まえて CDK に必要な環境を構築します。その後に CDK アプリケーションを作成して、プロジェクトに必要な設定を行います。最後にいくつ かの CDK CLI コマンドを確認します。
本章をとおして、CDK 開発の流れをつかみましょう。
2.1 なぜ CDK を使うのか?
環境を構築をする前に、CDK を使うメリットをもう一度考えてみます。
なぜ、AWS リソースの構築に、スクリプト(SDK、CLI)や CloudFormation ではなく、 CDK を使うのでしょうか?
CDK は、普段使い慣れているプログラム言語で AWS リソースを記述できます。プログ ラムで記述できるということは、普段使い慣れている統合開発環境(IDE)を利用できるとい うことで、コードの入力支援やシンボル参照、リファクタリング、デバッグ実行など、多くの 便利な機能が利用できるということです。
インフラ構築の生産性を向上
これこそが CDK を使う大きなメリットといえるでしょう。CDK を学習するコストを考え ると、従来のやり方に比べて、少し程度の生産性の向上では旨味がありません。生産性の向上 を最大限に享受できる CDK 環境を考えます。
2.1.1 プログラム言語
プログラム言語は静的型付けに対応した言語を利用します。静的型付けはコンパイル時に型 チェックを行います。これに対して動的型付けは実行時に型チェックを行います。両者を整理 します。
| 言語 |
静的型付け |
動的型付け |
| 型宣言 |
する |
しない |
| 型チェックのタイミング |
コンパイル時 |
実行時 |
| メリット |
コーディング中にエラー検知しやすい |
気軽に始めることができる |
| デメリット |
コード量が動的型付けに比べて増える |
実行してみてエラーかどうかわかる |
ここ 10 年ほどで登場した人気のあるプログラム言語を見ると、いずれも静的型付け言語 です。昔に比べてプログラム環境はどんどん便利になっています。しかし、それと同時にプロ グラムは複雑かつ肥大化傾向にあります。そのような影響で静的型付け言語の需要が増えてき ているということでしょう。
静的型付け言語であれば、IDE 上でコードの入力補完機能や静的解析ツールなどをフ ルに利用することができます。CDK で静的型付け言語に対応しているのは、TypeScript、 Java、.NET です。
この中で、「TypeScript」をお勧めします。TypeScript は Microsoft が開発した JavaScript のスーパーセットで、「静的型付け」「型推論」「Null 安全性」を備えたモダンな言語です。フ ロントエンドでは AltJS*3 として広く普及していますが、バックエンド側でも徐々に普及し つつあります。CDK 自体も TypeScript で作成されており、オープンソースとして公開され ています。また、公式の CDK サンプルも TypeScript で書かれたものが多いため、学習しや すい環境が整っています。
第5章 感情分析システムを作ろう
本章では、Step Functions を使って自然言語解析処理を実行する「感情分析システム」の 簡単なワークフローを開発します。節ごとにリソースを定義し、段階的に目的のシステムに 近づけていきます。プログラミングの要領でインフラの構築とデプロイができる様子を体感 してください。
5.1 システムの概要
本章で作成する「感情分析システム」の概要を説明します。最終形として目指すシステムの 概要図は、図 5.1 のとおりです。
テキストファイルの入出力に S3 バケットを使用します。感情分析で使う入力ファイルがバ ケットにアップロード(PUT)されたことをトリガーとして、感情分析のワークフローが実 行されます。入力ファイルは次のような JSON 形式ファイルを入力用 S3 バケットにアップ ロードする必要があります。
{
"id": "ipxhhBgjbE4cWvLZvqZUHZ",
"topic": "silverwokrs",
"language": "ja",
"content": "我々、Silverworksは技術書典8を通じてみなさんと多くのことを学び、多くの成⻑のチャンスをゲットしていきたいと思っています。共に笑い、共に泣き、共に成⻑していきましょう!"
}
ワークフローでは、大きく 2 つの処理を行なっています。1 つ目は、感情分析の実行と、そ の結果を出力ファイルとして S3 バケットに出力することです。2 つ目は、感情分析の結果の メール通知です。処理の成功と失敗を利用者に通知するようにしています。
感情分析の自然言語解析には Amazon Comprehend(以降、Comprehend)を利用しま す。Comprehend はいくつかの自然言語解析 API を公開しており、言語検出やキーフレーズ 検出などが利用可能です。今回利用するのは感情分析(Sentiment Analysis)の API です。
感情分析後の出力ファイルは次のように JSON 形式で入力ファイルのデータに sentiment および score が追加されて出力されます。
{
"id": "ipxhhBgjbE4cWvLZvqZUHZ",
"topic": "silverwokrs",
"language": "ja",
"content": "我々、Silverworksは技術書典8を通じてみなさんと多くのことを学び、多くの成⻑のチャンスをゲットしていきたいと思っています。共に笑い、共に泣き、共に成⻑していきましょう!",
"sentiment": "POSITIVE",
"score": {
"positive": 0.6059253811836243,
"negative": 0.018713347613811493,
"neutral": 0.3752780854701996,
"mixed": 8.320642518810928e-05
}
}
おわりに
本書は僕たちが体感した、CDK の良さや実務で得られた知見 や実践例を知ってもらえるように書きました.CDK に関する書籍はまだ世にないので,ネットやドキュメントだけで得られない情報をふんだんに詰め込みました.
本書を読むことで CDK に興味がある人が開発 を始めるきっかけとなったり,CDK の開発を実践していくきっかけとなれば嬉しいです.
