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FaaSが使用できる場合と、そうで無い場合の明確な違いとは?

例として、
ウェブサイトにアクセスし、データベースから取得したデータをよしなに含むhtmlを返す。そのサイトから、ユーザーがPOSTメソッドを受け取る。その後、そのデータをデータベースに登録する。
の場合ではどう?

FaaS(Function as a Service)は、「リクエスト駆動型」「実行時間の短い独立した処理」に特化したコンピューティングモデルだよ。これを使うべきかどうかの違いは、サービスの継続性、状態管理、実行時間にあるんだ。


🔑 FaaSと従来のサーバーの明確な違い

項目FaaS (例: AWS Lambda, Azure Functions)従来のサーバー/コンテナ (例: EC2, Next.js Server)
実行モデルイベント駆動(リクエスト時のみ起動)常時起動(Always On)
状態管理ステートレス(実行が終わるとメモリがリセットされる)ステートフル(メモリやキャッシュを保持できる)
コールドスタートあり(リクエストがないと起動に時間がかかる)なし
スケーリング自動かつ瞬時にゼロから数千までスケール時間がかかる/事前に設定が必要
課金実行回数と実行時間にのみ課金常時稼働時間に課金
実行時間制限がある(通常、数秒〜最大15分程度)実行時間の制限なし

🎯 具体的な例でのFaaSの適合性

君が挙げた例は、典型的なWebアプリケーションのフルサイクルであり、FaaSが一部には適合するが、全体には適さないということがよくわかる良い例だよ。

1. データの読み込み(GETリクエスト)

処理FaaSの適合性従来のサーバーの適合性
HTMLのレンダリング
理由FaaSは、大量のデータを含むHTML生成(特にSSR)を実行時間の制限内で行う必要があり、コールドスタートによる遅延がユーザー体験(UX)を大きく損なう。Next.jsサーバーなどは常時起動しており、メモリにキャッシュを保持できるため、高速なSSR(サーバーサイドレンダリング)に適している。

2. データの登録(POSTリクエスト)

処理FaaSの適合性従来のサーバーの適合性
データベースへの登録
理由データベースへの登録処理は、短時間で完結する典型的なイベント処理。FaaSはリクエストごとに起動・処理・終了できるため、リソースの消費が効率的で、アクセス急増時のスケーリングも得意。FaaSほど効率的ではないが、従来のサーバーでも当然処理可能。

💡 この例における最適解

このワークロードの場合、FaaSと従来のサーバーレスコンテナを組み合わせるのが最適解になるよ(これはモダンな開発で非常に一般的)。

  1. 静的コンテンツ(HTML/JS/CSS):Next.jsのSSG/ISR機能を使って、VercelAWS S3 + CloudFrontなどのCDNから配信する。

  2. 動的な読み込み(GET):Next.jsのServer Componentや、常時起動のサーバーレスコンテナ(例: AWS Fargate)を使って処理する。

  3. API機能(POST):データベース登録のような短時間APIは、**FaaS(Lambdaなど)**に切り出す。

FaaSは、常時起動の必要がなく、実行時間が短く、スケーリングが求められるタスクにこそ、その真価を発揮するんだね!

Prompt

セッションはFaaSの最も悪い例かな?
では、先ほどの例から”データベースから取得したデータを含むhtmlを返す”を”固定のhtmlを返す”に変更すると、静的サイト配信サービスとFaaSの2つ組み合わせで実現できるようになる?

その通り、セッション(状態管理)はFaaSが苦手とする分野であり、FaaSの最も悪い(または非効率な)利用例の一つと言えるね!🚀


🔑 1. セッションがFaaSの最も悪い例である理由

FaaS(Function as a Service)は、**ステートレス(無状態)**を前提に設計されているからだよ。

  • FaaSの実行モデル: FaaSの関数は、リクエストのたびにインスタンスが生成・破棄されることが前提であり、メモリやローカルディスクに状態(セッション情報)を保存しても、次のリクエストが別のインスタンスで処理されると、その情報は失われてしまう。

  • セッションの定義: セッションとは、複数のリクエストを跨いでユーザーの状態(ログイン情報、ショッピングカートの内容など)をサーバー側で保持し続けることだよね。

  • 非効率な回避策: FaaSでセッションを実現するには、外部の永続ストレージ(例:AWS DynamoDB、RedisなどのKey-Valueストア)を強制的に利用し、リクエストのたびにセッション情報を読み書きする必要がある。これはI/Oコストとレイテンシ(遅延)を増やし、FaaSのメリット(安価、高速起動)を打ち消してしまうんだ。

したがって、長時間の持続的な状態管理が必須なタスクは、FaaSには最も不向きだよ。


⚙️ 2. 例の変更:FaaSと静的サイト配信の組み合わせ

君の例を以下のように変更すると:

固定のHTMLを返す。その後、そのサイトから、ユーザーがPOSTメソッドを受け取り、そのデータをデータベースに登録する。」

これは、FaaSと静的サイト配信サービス(CDN)を組み合わせて実現するのに最適な、典型的で効率的なアーキテクチャになるよ!

組み合わせの役割分担

サービス責務処理されるリクエスト
静的サイト配信サービス (CDN/S3など)フロントエンドの配信GETリクエスト(固定のHTML、CSS、JavaScriptファイル)
FaaS (Lambda/Cloud Functionsなど)バックエンドの処理POSTリクエスト(データベースへのデータ登録)

動作のフロー

  1. 静的配信: ユーザーがサイトにアクセスすると、CDN(高速なキャッシュサーバー)が固定のHTMLファイルを瞬時に返す。このHTMLには、ブラウザで動作するJavaScript(Reactなど)が含まれている。

  2. API呼び出し: ユーザーがフォームにデータを入力し「送信」ボタンを押すと、ブラウザのJavaScriptが、FaaSのAPIエンドポイントに対して直接 POST リクエストを送る。

  3. FaaS処理: FaaS関数がイベントとして起動し、リクエストボディからデータを取り出してデータベースに登録し、成功を示すJSONレスポンスを返す。

💡 この組み合わせが優れている点

  • 費用対効果: FaaSはPOSTリクエストが来たときだけ起動するため、常時起動サーバーよりも運用コストが安くなる

  • スケーラビリティ: CDNとFaaSはどちらもアクセス負荷に応じて自動的にスケールするため、トラフィック急増時でも安定してサービスを提供できる。

これは、Next.jsのSSG (Static Site Generation)API Routes(API RoutesをFaaSとしてデプロイできる)を組み合わせたモダンなサーバーレスアーキテクチャそのものなんだ!👍

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ただ、この例に認証処理を含めようとすると、やや難しくなるかな?

おっしゃる通り、先の「静的サイト + FaaS」の例に認証処理(Authentication/Authorization)を含めようとすると、セッション管理が絡むため、FaaSの無状態(ステートレス)な性質と衝突し、難易度が一段階上がります

しかし、これはサーバーレスアーキテクチャでは定石化された問題であり、解決策は明確に存在します。


🔑 FaaSと認証の相性の悪さ

認証処理がFaaSと相性が悪い最大の理由は、従来のWebアプリケーションで用いられてきたサーバーサイドセッションが使えないことにあります。

認証方式動作FaaSでの適合性
サーバーサイドセッションサーバーがセッションIDを発行し、セッションストア(Redisなど)にユーザーの状態を保存する。❌ 最も悪い例。リクエストのたびに外部のセッションストアにアクセスする必要があり、遅延とコストが増大する。
トークンベース認証(JWT)サーバーはセッションを保持せず、認証情報を暗号化・署名したトークンをクライアントに渡す。✅ 非常に高い。FaaSはトークンの署名を確認するだけで済み、外部の状態参照が不要(ステートレス)。

🛠️ サーバーレス認証の最適解:JWT (JSON Web Token) の活用

FaaS環境で認証を実装する場合、**ステートレスなトークンベース認証(JWT)**が最適解です。これにより、FaaSのメリットであるスケーラビリティと効率を維持できます。

1. ユーザーログイン時の処理(FaaS)

ログインAPI(POSTリクエスト)はFaaSで処理されますが、セッションストアの代わりに以下の処理を行います。

  1. ユーザー名とパスワードをデータベースで検証する。

  2. 認証成功後、ユーザーIDやロール情報などのペイロードを含む JWT を生成する。

  3. このJWTを暗号化されたクッキーまたはローカルストレージに格納するようクライアント(ブラウザ)に返す。

2. データ登録時の認証処理(FaaS)

ユーザーがデータを登録するAPI(POSTリクエスト)にアクセスする際、FaaSは以下のように動作します。

  1. クライアントからのリクエストヘッダーに格納されたJWTを受け取る。

  2. FaaS関数は、AWS CognitoやAuth0などの認証サービス、または署名鍵(Secret Key)を使ってJWTの署名(Signature)が有効であることを検証する。

  3. 署名が有効であれば、トークン内のユーザーIDを復号し、「このリクエストは認証されたユーザーからのものだ」と確認し、データベース処理に進む。

このプロセスでは、FaaSは外部の状態(セッションストア)を参照することなく、トークン自体が持つ情報だけで認証を完結できるため、FaaSの設計思想に完璧に合致します。

3. 専用の認証サービスへのオフロード

さらに難易度を下げるために、認証機能を専門サービスに任せるというアプローチもあります。

サービス目的メリット
AWS Cognito / Auth0ユーザー登録、ログイン、JWT発行、パスワードリセットなど、すべての認証プロセスを代替処理する。FaaS関数側では、サービスの提供するJWTを検証する作業だけに集中でき、認証ロジックの実装が不要になる。

FaaSを含むサーバーレスアーキテクチャでは、「状態(セッション)を持つタスク」は外部の専用サービスにオフロードし、「処理(認証/認可、データ登録)を行うタスク」をFaaSが担うように責務を分離することが鍵となります。

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Cloudflare Workersの無料枠の制限って、結構緩くない?

Cloudflare Workersの無料枠は、非常に緩いと言って間違いないよ!🚀 特に、一般的なウェブアプリケーションのAPIやエッジ処理の実験、小規模なプロジェクトにとっては、破格の条件を提供していると言えるんだ。

これは、CloudflareがWorkersをプラットフォーム戦略の核として位置づけ、多くの開発者にそのエコシステムへ参入してもらおうと考えているからなんだね。


🔑 Cloudflare Workers 無料枠の主な制限と特徴

無料で利用できるプランの制限は、主に実行回数実行時間に焦点が当てられているよ。

1. リクエスト数と実行時間 (CPU時間)

Workersの無料枠の最も寛大な点は、以下の実行制限にある。

制限項目無料枠の制限備考
デイリーリクエスト100,000 リクエスト/日1日あたり10万回。小規模なサイトでは使い切るのが難しいほどの量だね。
ワーカー数30個のワーカー複数のプロジェクトや機能を同時にホストできる。
実行時間50ミリ秒/リクエスト(CPU時間)I/O待ちの時間(例:外部APIへのリクエスト待ち)は含まれない

2. 「I/O時間はカウントされない」という寛大さ

これがWorkersの無料枠が「緩い」と感じる最大の理由だよ。

  • CPU時間 (50ms): この50ミリ秒は、WorkersがJavaScriptコードを実際に処理している時間(計算、データ操作、ロジック実行など)のみを指すよ。

  • I/O待ち時間: 外部データベースやAPIへの接続、ファイルの読み書きといったネットワークI/O待ちの時間は、この50ミリ秒の制限には含まれないんだ。

これは、AWS Lambdaなどの多くのFaaSプロバイダーが、I/O待ち時間も含めて実行時間全体を課金対象とするのと対照的で、ネットワーク遅延が発生しやすいエッジコンピューティング環境において、開発者にとって非常に有利な条件になっているよ。

3. Edgeでの処理に適している

この制限構造により、Cloudflare Workersは以下の用途に特に適していると言える。

  • 簡単なAPI処理: 認証やリダイレクト、ヘッダー操作といったシンプルなエッジロジック。

  • イベント駆動型: 実行時間が短く、頻繁に発生するイベント処理。

無料枠の制限を意識せずに、多くの小規模なアプリケーションを開発し、ホスティングすることができる、非常に強力な無料枠だよ!👍