IBM Tech Dojo Functions

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Taiji Hagino IBM Customer Success Manager IBM Champion Regional Director @taiponrock IBM Developer Dojo Serverless/IBM Cloud Functions ⼊⾨編

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@taiponrock Please follow me! My books for Programing “はじめてのNode-RED”, “Node-RED活⽤マニュアル” (⼯学社) “Practical Node-RED Programming”, (Packt Publishing) My books for Developer Relations “Developer Marketing DevRel Q&A”, “英語で広がる開発者のキャリア” (Impress R&D) 萩野たいじ (Taiji Hagino) Customer Success Manager | Developer Advocate IBM Champion Program Japan Director IBM 特別⾮常勤講師筑波⼤学元美容師で元⾳楽家。ソフトウェアエンジニアへ転⾝後、有限会社アキュレートシステムを起業。その後、商社系SIerでのテクニカルエバンジェリスト経験を経て、 IBM GlobalチームのDeveloper Advocateとして DevRel（Developer Relations）を推進。現在はIBMのCustomer Success Managerとして活動中。

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学習の⽬的とゴール⽬的 Serverless/FaaSの概要について理解し、 IBM Cloud Functionsを使えるようになるゴール IBM Cloud Functionsによるアプリケーションの開発⽅法を理解するこのコースを学ぶ⽅の想定スキル Webアプリケーション開発経験者の⽅サーバーレス初⼼者・未経験の⽅

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事前準備 1. IBM Cloudアカウント(無料)の取得 2. Webブラウザー Chrome または Firefoxの導⼊

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https://ibm.biz/BdzWbA Create IBM Cloud Account -> 無料 -> クレジットカード不要 -> だれでも使える -> いつまででも使える -> すぐに使える

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⽬次 1. サーバーレスとは 2. IBM Cloud Functionsについて 3. IBM Cloud Functionsの使い⽅

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1. サーバーレスとは 2. IBM Cloud Functionsについて 3. IBM Cloud Functionsの使い⽅

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8 8 サーバーレスの定義サーバーレス・コンピューティング（Serverless computing）とは、クラウド・プロバイダーがアプリケーションに必要なマシン・リソースの割り当てを動的に管理し、事前に購⼊されたことに基づく請求ではなく、各アプリケーション要求を満たすために使⽤される個々のリソース量に基づいた請求を⾏うようなクラウド・コンピューティングの実⾏モデルである。出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』

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9 9 Networking Storage Servers Virtualization O/S Middleware Runtime Data Applications Networking Storage Servers Virtualization O/S Middleware Runtime Data Applications Networking Storage Servers Virtualization O/S Middleware Runtime Data Applications ベンダーが提供ユーザーが準備 IaaS PaaS (Serverless含む） SaaS クラウドサービスの種類

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10 10 PaaS FaaS (Serverless） PaaSとFaaS(サーバーレス)の違い Middleware Runtime(サービス作成) Data Applications Runtime(サービス提供) ベンダーが提供ユーザーが準備 Middleware Runtime(関与不要) Data Applications

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11 11 独⾃アプリを動かせるクラウドサービスの形態

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12 通常のPaaSでは

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13 Hardware Firmware OS プログラム⾔語毎のruntime (virtual machine) プログラム DBなどのミドルウェア CPU メモリストレージネットワークI/O OS ランタイム可動時間（使⽤メモリ量）従量課⾦要素サーバーリソース →

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14 サーバーレスでは

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15 Hardware Firmware OS プログラム⾔語毎のruntime (virtual machine) プログラム DBなどのミドルウェアアプリが呼び出された回数実⾏している時間従量課⾦要素サーバーリソースのことは考えなくて良い＝サーバーレス

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16 16 FaaS（サーバーレス）の特徴 ü コードを書き、それを連携させるだけで⼀連の処理を実⾏できる ü 実⾏に必要なサーバーはクラウドサービスプロバイダー側で⾃動的に割り当てる。またスケールアップ（アウト）も必要に応じて⾃動的に対処する ü 実⾏が終了すると⾃動的にインスタンスが消去される。従って、課⾦はコードが動いていた時間だけになる ü さまざまなサービスがコードを起動するトリガーとして⽤意されている。それを利⽤して定期的、あるいは何らかのイベントを起点にサービスを起動できる

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17 FaaS（サーバーレス）の注意点 ü 実⾏環境はベンダー管理なので個別にチューニングの余地が無い ü 提供ベンダーに依存するが、対応しているプログラミング⾔語が限定的 ü 原則設計思想がFunction/Action、つまり個の関数の集合体となるので、コールバックの処理に対する考慮が必要

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1. サーバーレスとは 2. IBM Cloud Functionsについて 3. IBM Cloud Functionsの使い⽅

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20 © 2018 IBM Corporation IBM Cloud FunctionsはIBMが提供するFaaS (Serverless)のサービスです。 IBM Cloudの特徴の⼀つとして、できるだけオープンな技術で基盤を作り、ユーザーがベンダーロックインされない環境として利⽤できるようにしている点があります。 IBM Cloud Functionsではオープンソースの「Apache OpenWhisk」（https://openwhisk.apache.org/）を使っています。よって、Apache OpenWhiskと同じ操作で⾃分が所望するサービスを作成できます。 IBM Cloud Functionsの概要

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21 IBM Cloud www getXXXinfo Create Action • Action(Function)を直接クラウド上に作成するだけ • 実⾏環境とか気にしなくてOK makeXXXfile convertXXXdata PHP, Node.js, Python, Swift Call Action IBM Cloud Functionsのイメージ

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22 22 IBM Cloud Functions (OpenWhisk) の特徴

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23 23 IBM Cloud Functions (OpenWhisk) 従来型開発との⽐較

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Cloud Functions の⽤語

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Namespace/ネームスペース名前空間は、アクションやトリガーなどの Cloud Functions エンティティーを⼊れるものであり、リソース・グループに属しています。名前空間に対するアクセス権限をユーザーに付与すると、そのユーザーが Cloud Functions エンティティーにアクセスできるようになります。

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Action/アクションアクションは、1 つの特定のタスクを実⾏する 1 ⽚のコードです。アクションは、任意の⾔語で書くことができます。例えば、JavaScript や Swift コードの⼩さなスニペットにしたり、Docker コンテナーに組み込まれたカスタム・バイナリー・コードにしたりできます。ユーザーは、ソース・コードまたは Docker イメージとして Cloud Functions にアクションを提供します。アクションは、Cloud Functions API、CLI、または iOS SDK を使⽤して直接呼び出されたときに処理を実⾏します。また、アクションは、IBM Cloud サービスおよびサード・パーティー・サービスからのイベントに、トリガーを使⽤して⾃動的に応答することもできます。

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Sequence/シーケンス⼀連のアクションをチェーニングして、コードを記述することなく、シーケンスにまとめることができます。シーケンスは、順番に呼び出されるアクションのチェーンであり、1 つのアクションの出⼒が次のアクションへの⼊⼒として渡されます。シーケンスを作成すれば、既存のアクションを組み合わせて、素早く簡単に再利⽤できます。シーケンスは、アクションと同様に、REST API から呼び出したり、イベントに応答して⾃動的に呼び出したりできます。

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Event/イベントイベントの例には、データベース・レコードへの変更、IoT センサーによる⼀定の気温を超えたことの感知、GitHub リポジトリーへの新規コードのコミット、 Web アプリまたはモバイル・アプリからの単純な HTTP 要求などがあります。外部および内部イベント・ソースからのイベントは、トリガーを介して送信され、ルールによってアクションがそうしたイベントに反応できます。

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Trigger/トリガートリガーは、ある種のイベントに対して指定されたチャネルです。トリガーとは、ユーザーから起動されるか、イベント・ソースによって起動されるかに関わらず、特定のタイプのイベントに対応するための宣⾔です。

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Rule/ルールルールは、トリガーをアクションと関連付けます。トリガーが起動するたびに、ルールはトリガー・イベントを⼊⼒として使⽤し、関連付けられているアクションを呼び出します。適切なルール・セットを使⽤して、1 つのトリガーのイベントで複数のアクションを呼び出すことも、複数のトリガーのイベントに対して 1 つのアクションを応答として呼び出すこともできます。

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Feed/フィードフィードは、Cloud Functions で消費可能なトリガー・イベントを起動するように、外部イベント・ソースを構成するための便利な⽅法です。例えば、Git フィードでは、Git リポジトリーへのあらゆるコミットに対してトリガー・イベントを起動することがあります。

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Package/パッケージサービスおよびイベント・プロバイダーとの統合をパッケージで追加することができます。パッケージは、フィードおよびアクションのバンドルです。フィードは、トリガー・イベントを起動するように外部イベント・ソースを構成するコードです。例えば、IBM Cloudant 変更フィードで作成されるトリガーは、IBM Cloudant データベースで⽂書が変更されるか追加されるたびにそのトリガーを起動するようにサービスを構成します。パッケージ内のアクションは、再使⽤可能なロジックを表します。サービス・プロバイダーがアクションを利⽤可能にすることによって、開発者はそのサービスをイベント・ソースとして使⽤し、そのサービスの API を呼び出すことができます。既存のパッケージ・カタログを利⽤すると、素早く簡単に、有⽤な機能でアプリケーションを強化したり、エコシステム内の外部サービスにアクセスしたりできます。 Cloud Functions パッケージ対応の外部サービスの例として、IBM Cloudant、The Weather Company、 Slack、GitHub があります。

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33 33 IBM Cloud services

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Quiz

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1. Functionとはなんですか︖ A. アクションのこと。 B. 外部APIを呼び出すコードの⽂字列。 C. ⼀連のタスクを実⾏する⼀連のアクション、ルール、およびトリガー。 D. 上記のどれでもない。

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2. シーケンスとはなんですか︖ A. 任意の順序で呼び出すことができる共有パッケージ内のアクションのグループ。 B. 順番に呼び出される⼀連のアクション。1つのアクションの出⼒が次のアクションに渡される。 C. アクションをトリガーするために使⽤される⼀連のイベント。 D. 上記のどれでもない。

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3. ネームスペース（名前空間）とはなんですか︖ A. リソースグループに属するアクションやトリガーなどのCloud Functionsエンティティのグループ。 B. アクションのトリガーのソース。例︓データベースの変更。 C. 別のIBM Cloudサービスとの統合。 D. 上記のどれでもない。

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4. イベントの例として適切なものはどれですか︖ A. GitHubへのコミット。 B. アクションの呼び出し。 C. 特定のタスクを実⾏するコード。 D. 上記のどれでもない。

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5. トリガーとはなんですか︖ A. アクションに関連付けたルール。 B. アクションの結果。 C. イベントへ関連させた反応。 D. 上記のどれでもない。

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5. トリガーとはなんですか︖ A. アクションに関連付けたルール。 B. アクションの結果。 C. イベントへ関連させた反応。 D. 上記のどれでもない。

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IBM Cloud Functions は OpenWhisk に基づいています。 OpenWhisk は、NGINX、Kafka 、Docker、CouchDB などのコンポーネントを組み合わせて、サーバーレスでイベント・ベースのプログラミング・サービスを形成するオープン・ソース・プロジェクトです。 IBM Cloud Functions のバックエンドの仕組み

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57 © 2018 IBM Corporation FaaS（サーバーレス）を起動するためのトリガー IBM Cloud Functionsは、イベントドリブン（逐次駆動）でファンクションを起動できます。起動のための「トリガー」は設定可能です。例えば、ある特定の時間でデータベースの「Cloudant」が更新されたときをトリガーとして指定できます。まだ、設定できるトリガーはあまり多くありませんが、今後増えていくでしょう。 ■アクション同⼠をつなげて⼀つのAPIとして提供することも可能

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1. サーバーレスとは 2. IBM Cloud Functionsについて 3. IBM Cloud Functionsの使い⽅

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62 © 2018 IBM Corporation Functionsでアプリを作成 IBM Cloud Functionsでのサーバーレスアプリの開発は、⼆つのステップに分かれます。（1）アクションの作成（2）トリガーやAPIによる呼び出しの設定まず、実⾏させたい処理に合わせてコードを記述します。このコードは「アクション」としてIBM Cloud Functionsに登録します。次に、登録したコードを呼び出す条件を設定します。外部のイベントやHTTPリクエストを条件とすることで、アクションの実⾏を⾃動化できます。なお、IBM Cloud Functionsのアプリは「GUI」「CLI」どちらのユーザーインタフェースを利⽤しても開発できますが、ここでは、GUIを⽤いた開発の⽅法を解説します。 Functionsの開始画⾯中央にある「作成の開始」ボタンをクリックして始めます。

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64 © 2018 IBM Corporation アクションの作成画⾯中央のエディタでコードを編集できます。コードを編集してアクションを開発するときに、気を付けなければならない点が三つあります。 1. アクションが呼び出されると、まず「main」関数が実⾏されるため、main関数が必須 2. アクションへの⼊⼒および出⼒はともに「JSON」形式。データ構造は⾃由に指定できる 3. IBM Cloud Functionsではアクションが呼び出されるたびにインスタンスが作成され、処理が完了するとインスタンスは破棄される。よって、アプリはステートレスに記述するずはコードを書き換えずに、このアクションを動かしてみましょう。右上の「起動」をクリックすると、アクションを実⾏できます。

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66 © 2018 IBM Corporation アクションの更新次にコードを書き換えてみましょう。アクションが呼び出されたときに「パラメーター」を渡すことも可能です。次のように、コードを書き換えて「保存」ボタンをクリックします。「name」というパラメーターが渡された場合に、出⼒を変更するようなコードを追加しています。 function main(params) { if (params.name) { return { message: 'Hello ' + params.name }; } return { message: 'Hello Dojo' }; }

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67 © 2018 IBM Corporation アクションの更新アクションに渡すパラメーターを設定します。右上の「⼊⼒の変更」をクリックし、次のようにJSON形式でパラメーターを⼊⼒します。「Taiji」の部分は各⾃好きな名前に置き換えてください。「適⽤」ボタンをクリックし、再度「起動」ボタンをクリックします。パラメーターが反映され、結果のメッセージが変わりました。 { "name" : ”Taiji"}

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71 © 2018 IBM Corporation トリガーとアクションの関連付けトリガーとアクションをひも付けるために「ルール」を作成します。画⾯右上にある「追加」をクリックし、接続するアクションを設定します。「既存の（数字）の選択」を選んで、プルダウンメニューから、先ほど作成した「Hello Dojo」アクション（Default Package/Hello Dojo）を選択します。「追加」ボタンをクリックすると、2分ごとに「Hello World」アクションが実⾏されるようになります。

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73 © 2018 IBM Corporation アクションのAPI呼び出し IBM Cloud Functionsで作ったアクションを外部サービスとWebhookで連携したい、あるいは⾃社アプリのバックエンドサービスとして利⽤したいなど、アクションを「HTTPリクエスト」で呼び出したいケースはよくあるでしょう。 IBM Cloud Functionsでは、アクションをAPI化する⽅法が複数提供されています。作成したトリガーの画⾯メニューから「エンドポイント」を選択

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74 © 2018 IBM Corporation より細かなAPI設定例えばレート制限やOAuth認証といった機能を実現したい場合は、APIゲートウエイの機能を利⽤します。IBM Cloud Functionsではゲートウエイ機能を無料で使えるのも⼤きな特徴です。 APIを限られた利⽤者や企業に公開したい場合は、この機能を使うのがよいでしょう。作成したトリガーの画⾯メニューから「エンドポイント」を選択