# サーバーレスアーキテクチャ再考 [[Yuuki Tsubouchi]]（y_uuki）が 2019-09-11 に ゆううきブログ（yuuk.io）に投稿したブログ記事。AWS Lambda の登場（2014 年）から 5 年後、自身の時系列データベース開発経験（2016 年〜）と 2018 年の論文化を踏まえ、「サーバーレスとは何か」を再考した考察。 ## 核心的な定義 ### CNCF と Berkeley View の定義 CNCF サーバーレスホワイトペーパー（2019）および Berkeley View on Serverless Computing（arXiv:1902.03383）はともに **サーバーレスコンピューティング = FaaS + BaaS** と定義する。 - **FaaS（Function as a Service）**: イベント駆動型コード実行。インフラ管理不要でオートスケール - **BaaS（Backend as a Service）**: API ベースの第三者サービス（Amazon DynamoDB・Google BigQuery・SendGrid・Auth0 等） 利用課金（usage-based billing）と自動スケーリングが必須条件（Berkeley View）。 ### 「サーバという単位を意識しない」 著者の解釈によるサーバーレスの本質定義。「サーバーレスを支える技術」（nekoruri, 2019）の表現を敷衍して以下のように展開する。 **サーバーの二義性**: - **マシンサーバー**: 物理・仮想マシン。CPU・RAM・ディスク・NIC を持つ - **ネットワークサーバー**: 特定ポートで待ち受けるプロセス（Web サーバー等） これに対して: - **BaaS → マシンサーバーを意識しなくさせる**: DynamoDB は「クエリ数×スループット」という アプリケーション寄りのモデルでキャパシティ計画が可能。インスタンスサイズ・台数は隠蔽される - **FaaS → ネットワークサーバーを意識しなくさせる**: イベント駆動でプロセスを起動するため、Graceful Restart・事前キャパシティ計画・メモリリーク管理が不要。オートスケールはイベント流量に応じた Function 起動で自然に実現 > [!note] 現状の限界 > 2019 年時点では Function プロセスのメモリサイズの指定が必要であり、マシンサーバーを完全には隠蔽できていない。 ### CGI との比較 CGI はイベント（HTTP リクエスト）を契機に任意スクリプトを起動する点で FaaS に似ているが、(1) BaaS の性質を持たない、(2) HTTP 以外のイベントを扱えない、(3) Web サーバーと密結合で同一ホスト上で動作するため CGI 処理のみスケールできない、という本質的差異がある。 ## ピタゴラスイッチ構成 アプリケーション実行単位が Function になった結果、**Function を糊として複数 BaaS をつなぐピタゴラスイッチ（Rube Goldberg machine）のような構成**が成立した。著者の時系列データベース（HeteroTSDB）ではこの構成を実装: - DynamoDB への書き込み時にレコード単位 TTL を設定 - TTL=0 になった時点で Lambda Function にレコードをイベントとして入力 - Function が S3 に Put クラウドベンダー固有の FaaS-BaaS 連携に依存するため、ベンダー非依存での実現は難しい。著者の関心は Knative・OpenFaaS（FaaS 側）と CloudEvents（イベント標準化）によるベンダー非依存化。 ## 制約 **同期リクエスト時のメモリ効率問題**: 同期的リクエストを 1 件ずつ別 Function で処理する場合、I/O ブロッキング中に CPU は解放できるがメモリは確保したまま → メモリ使用効率が悪くコスト増。非同期なら FaaS 内キューに溜めて複数イベントを並行処理できる。 その他の制約は Berkeley View（arXiv:1902.03383）に整理されている。 ## 関連 - 概念: [[サーバーレスアーキテクチャ]] - 著者: [[Yuuki Tsubouchi]] - 関連研究（著者の TSDB 論文）: 2018 年論文「時系列データベースの論文を書いた」（HeteroTSDB 原型） - 参照 BaaS: [[Dynamo]]（Amazon DynamoDB の前身概念） - 参照 OSSエコシステム: Knative / OpenFaaS / CloudEvents ## 出典 - [[@2019__yuuk.io__Rethinking-Serverless-Architecture]]（本ページ自身） - CNCF Serverless Whitepaper v1.0（2019） - Eric Jonas et al., "Cloud Programming Simplified: A Berkeley View on Serverless Computing," arXiv:1902.03383（2019） - Aki @ nekoruri, "Serverless を支える技術 第3版"（2019）