gcp-cloud-functions

GCP Cloud Functions

Google Cloud Functions（Gen1 および Gen2）を使用して、イベント駆動型のサーバーレスアプリケーションを構築・デプロイします。

使用する場面

• Webhook、API エンドポイント、軽量な HTTP バックエンドを処理する
• Pub/Sub、Cloud Storage、Firestore、Eventarc のイベントに反応する
• サーバーを管理せずにスケジュールタスク（cron）を実行する
• ファイルのアップロードをトリガーとするデータ処理パイプラインを構築する
• Cloud Run や GKE の利用を決める前に、マイクロサービスのプロトタイプを作成する

前提条件

• Google Cloud SDK（gcloud）がインストールされ、認証済みであること
• API が有効になっていること：Cloud Functions、Cloud Build、Artifact Registry、Cloud Run（Gen2）
• IAM ロール roles/cloudfunctions.developer（Gen2 の場合は roles/run.developer）

gcloud services enable cloudfunctions.googleapis.com cloudbuild.googleapis.com \
  artifactregistry.googleapis.com run.googleapis.com eventarc.googleapis.com

Gen1 と Gen2 の比較

機能	Gen1	Gen2（推奨）
ランタイム	Cloud Functions インフラストラクチャ	Cloud Run 上に構築
最大タイムアウト	9 分	60 分
最大メモリ	8 GB	32 GB
同時実行数	1 インスタンスあたり 1 リクエスト	インスタンスあたり最大 1000
トラフィック分割	なし	あり
Eventarc トリガー	なし	あり

HTTP 関数をデプロイする（Gen2）

# Python HTTP function
gcloud functions deploy hello-http \
  --gen2 --region=us-central1 --runtime=python312 \
  --trigger-http --allow-unauthenticated \
  --entry-point=hello_http \
  --memory=256Mi --timeout=60s \
  --min-instances=0 --max-instances=100 \
  --set-env-vars=APP_ENV=production --source=.

# Node.js HTTP function
gcloud functions deploy hello-node \
  --gen2 --region=us-central1 --runtime=nodejs20 \
  --trigger-http --allow-unauthenticated \
  --entry-point=helloNode --memory=256Mi --source=.

Pub/Sub トリガー関数をデプロイする

gcloud pubsub topics create order-events

gcloud functions deploy process-order \
  --gen2 --region=us-central1 --runtime=python312 \
  --trigger-topic=order-events \
  --entry-point=process_order \
  --memory=512Mi --timeout=120s --retry \
  --service-account=order-processor@${PROJECT_ID}.iam.gserviceaccount.com \
  --source=.

Cloud Storage トリガー関数をデプロイする

gcloud functions deploy process-upload \
  --gen2 --region=us-central1 --runtime=python312 \
  --trigger-event-filters="type=google.cloud.storage.object.v1.finalized" \
  --trigger-event-filters="bucket=my-upload-bucket" \
  --entry-point=process_upload \
  --memory=1Gi --timeout=300s --source=.

スケジュール関数をデプロイする

gcloud functions deploy daily-cleanup \
  --gen2 --region=us-central1 --runtime=python312 \
  --trigger-http --no-allow-unauthenticated \
  --entry-point=daily_cleanup --source=.

gcloud scheduler jobs create http daily-cleanup-job \
  --schedule="0 2 * * *" \
  --uri="https://us-central1-${PROJECT_ID}.cloudfunctions.net/daily-cleanup" \
  --http-method=POST \
  --oidc-service-account-email=scheduler-sa@${PROJECT_ID}.iam.gserviceaccount.com \
  --location=us-central1

Python 関数の例

# main.py
import functions_framework
import base64, json
from flask import jsonify
from google.cloud import firestore

@functions_framework.http
def hello_http(request):
    """HTTP Cloud Function."""
    name = request.args.get("name", "World")
    return jsonify({"message": f"Hello, {name}!", "status": "ok"}), 200

@functions_framework.cloud_event
def process_order(cloud_event):
    """Triggered by a Pub/Sub message."""
    data = base64.b64decode(cloud_event.data["message"]["data"]).decode("utf-8")
    order = json.loads(data)
    db = firestore.Client()
    db.collection("orders").document(order["id"]).set({
        "status": "processing", "items": order["items"], "total": order["total"],
    })

@functions_framework.cloud_event
def process_upload(cloud_event):
    """Triggered when a file is uploaded to Cloud Storage."""
    data = cloud_event.data
    bucket_name, file_name = data["bucket"], data["name"]
    if not file_name.lower().endswith((".png", ".jpg", ".jpeg")):
        return
    from google.cloud import vision
    client = vision.ImageAnnotatorClient()
    image = vision.Image(source=vision.ImageSource(
        gcs_image_uri=f"gs://{bucket_name}/{file_name}"))
    labels = [l.description for l in client.label_detection(image=image).label_annotations]
    print(f"Labels for {file_name}: {labels}")

# requirements.txt
functions-framework==3.*
google-cloud-firestore==2.*
google-cloud-storage==2.*
google-cloud-vision==3.*
flask>=2.0

Node.js 関数の例

// index.js
const functions = require("@google-cloud/functions-framework");

functions.http("helloNode", (req, res) => {
  const name = req.query.name || "World";
  res.json({ message: `Hello, ${name}!`, status: "ok" });
});

functions.cloudEvent("processMessage", (cloudEvent) => {
  const data = Buffer.from(cloudEvent.data.message.data, "base64").toString();
  console.log(`Processing: ${JSON.parse(data)}`);
});

デプロイ済み関数の管理

gcloud functions list --gen2 --region=us-central1
gcloud functions describe hello-http --gen2 --region=us-central1
gcloud functions logs read hello-http --gen2 --region=us-central1 --limit=50
gcloud functions delete hello-http --gen2 --region=us-central1 --quiet

# Update env vars without redeploying code
gcloud functions deploy hello-http --gen2 --region=us-central1 \
  --update-env-vars=APP_ENV=staging

# Test locally before deploying
functions-framework --target=hello_http --port=8080

Terraform の設定

resource "google_cloudfunctions2_function" "api" {
  name     = "hello-http"
  location = "us-central1"

  build_config {
    runtime     = "python312"
    entry_point = "hello_http"
    source {
      storage_source {
        bucket = google_storage_bucket.source.name
        object = google_storage_bucket_object.source.name
      }
    }
  }

  service_config {
    min_instance_count    = 0
    max_instance_count    = 100
    available_memory      = "256Mi"
    timeout_seconds       = 60
    service_account_email = google_service_account.fn.email
    environment_variables = { APP_ENV = "production" }
  }
}

resource "google_cloud_run_service_iam_member" "invoker" {
  location = google_cloudfunctions2_function.api.location
  service  = google_cloudfunctions2_function.api.name
  role     = "roles/run.invoker"
  member   = "allUsers"
}

resource "google_cloudfunctions2_function" "processor" {
  name     = "process-order"
  location = "us-central1"

  build_config {
    runtime     = "python312"
    entry_point = "process_order"
    source {
      storage_source {
        bucket = google_storage_bucket.source.name
        object = google_storage_bucket_object.source.name
      }
    }
  }

  service_config {
    max_instance_count    = 50
    available_memory      = "512Mi"
    timeout_seconds       = 120
    service_account_email = google_service_account.fn.email
  }

  event_trigger {
    trigger_region = "us-central1"
    event_type     = "google.cloud.pubsub.topic.v1.messagePublished"
    pubsub_topic   = google_pubsub_topic.orders.id
    retry_policy   = "RETRY_POLICY_RETRY"
  }
}

トラブルシューティング

症状	原因	対処方法
デプロイ時に PERMISSION_DENIED が発生する	Cloud Build または Artifact Registry の権限が不足している	Cloud Build SA に roles/cloudbuild.builds.builder を付与する
関数はデプロイされるが、403 を返す	Gen2 の roles/run.invoker が不足している	--allow-unauthenticated を追加するか、invoker ロールを付与する
コールドスタートのレイテンシが 5 秒を超える	依存関係が大きい、または最小インスタンス数が設定されていない	--min-instances=1 を設定し、依存関係を減らすか、遅延インポートを使用する
Pub/Sub メッセージが再配信される	関数でエラーが発生しているか、タイムアウトしている	--timeout を増やし、エラー処理を修正して、デッドレタートピックを追加する
デプロイ中に Build failed が発生する	構文エラーまたは依存関係の不足	gcloud builds log を確認し、requirements.txt を検証する
VPC リソースに接続できない	関数に VPC コネクタが設定されていない	デプロイ時に --vpc-connector=my-connector を追加する

関連スキル

• gcp-networking - 関数からプライベートリソースにアクセスするための VPC コネクタ
• gcp-cloud-sql - Cloud Functions とマネージドデータベースの接続
• terraform-gcp - Infrastructure as Code を使用した Cloud Functions のデプロイ
• gcp-gke - ワークロードがサーバーレスの範囲を超え、Kubernetes が必要な場合