aws-serverless-eda

AWS 无服务器与事件驱动架构

本技能基于 Well-Architected Framework 原则，为在 AWS 上构建无服务器应用程序和事件驱动架构提供全面指导。

AWS 文档要求

回答前，务必使用 MCP 工具（mcp__aws-mcp__* 或 mcp__*awsdocs*__*）核实 AWS 相关事实。aws-mcp-setup 依赖项会自动加载；如果 MCP 工具不可用，请引导用户完成该技能的设置流程。

无服务器 MCP 服务

本技能借助 CDK MCP 服务（由 aws-cdk-development 依赖项提供）和 AWS Documentation MCP，为无服务器开发提供指导。

注意：以下 AWS MCP 服务可通过 Full AWS MCP Server 单独获取（请参阅 aws-mcp-setup 技能），不会随此插件一同提供：

• AWS Serverless MCP — SAM CLI 生命周期（init、deploy、local test）
• AWS Lambda Tool MCP — 直接调用 Lambda
• AWS Step Functions MCP — 工作流编排
• Amazon SNS/SQS MCP — 消息传递和队列管理

何时使用本技能

在以下情况下使用本技能：

• 使用 Lambda 构建无服务器应用程序
• 设计事件驱动架构
• 实现微服务模式
• 创建异步处理工作流
• 编排多服务事务
• 构建实时数据处理管道
• 为分布式事务实现 Saga 模式
• 设计可扩展且有弹性的系统

AWS Well-Architected 无服务器设计原则

1. 快速、简单、单一

函数应简洁且用途单一

// ✅ GOOD - Single purpose, focused function
export const processOrder = async (event: OrderEvent) => {
  // Only handles order processing
  const order = await validateOrder(event);
  await saveOrder(order);
  await publishOrderCreatedEvent(order);
  return { statusCode: 200, body: JSON.stringify({ orderId: order.id }) };
};

// ❌ BAD - Function does too much
export const handleEverything = async (event: any) => {
  // Handles orders, inventory, payments, shipping...
  // Too many responsibilities
};

确保函数在环境方面高效且注重成本：

• 尽量缩短冷启动时间
• 优化内存分配
• 仅在需要时使用预置并发
• 利用连接复用

2. 考虑并发请求，而非请求总量

围绕并发而非请求量进行设计

Lambda 采用水平扩展，因此设计时应重点考虑：

• 并发执行限制
• 下游服务限流
• 共享资源争用
• 连接池大小

// Consider concurrent Lambda executions accessing DynamoDB
const table = new dynamodb.Table(this, 'Table', {
  billingMode: dynamodb.BillingMode.PAY_PER_REQUEST, // Auto-scales with load
});

// Or with provisioned capacity + auto-scaling
const table = new dynamodb.Table(this, 'Table', {
  billingMode: dynamodb.BillingMode.PROVISIONED,
  readCapacity: 5,
  writeCapacity: 5,
});

// Enable auto-scaling for concurrent load
table.autoScaleReadCapacity({ minCapacity: 5, maxCapacity: 100 });
table.autoScaleWriteCapacity({ minCapacity: 5, maxCapacity: 100 });

3. 不共享

函数运行时环境的生命周期很短

// ❌ BAD - Relying on local file system
export const handler = async (event: any) => {
  fs.writeFileSync('/tmp/data.json', JSON.stringify(data)); // Lost after execution
};

// ✅ GOOD - Use persistent storage
export const handler = async (event: any) => {
  await s3.putObject({
    Bucket: process.env.BUCKET_NAME,
    Key: 'data.json',
    Body: JSON.stringify(data),
  });
};

状态管理：

• 使用 DynamoDB 保存持久状态
• 使用 Step Functions 保存工作流状态
• 使用 ElastiCache 保存会话状态
• 使用 S3 存储文件

4. 假设硬件不固定

应用程序必须与硬件无关

基础设施可能在不预先通知的情况下发生变化：

• Lambda 函数可能运行在不同的硬件上
• 容器实例可能被替换
• 不要假设底层基础设施固定不变

设计时考虑可移植性：

• 使用环境变量进行配置
• 避免针对特定硬件进行优化
• 在不同环境中进行测试

5. 使用状态机编排，而非函数链式调用

使用 Step Functions 进行编排

// ❌ BAD - Lambda function chaining
export const handler1 = async (event: any) => {
  const result = await processStep1(event);
  await lambda.invoke({
    FunctionName: 'handler2',
    Payload: JSON.stringify(result),
  });
};

// ✅ GOOD - Step Functions orchestration
const stateMachine = new stepfunctions.StateMachine(this, 'OrderWorkflow', {
  definition: stepfunctions.Chain
    .start(validateOrder)
    .next(processPayment)
    .next(shipOrder)
    .next(sendConfirmation),
});

Step Functions 的优势：

• 以可视化方式呈现工作流
• 内置错误处理和重试机制
• 执行历史记录和调试功能
• 支持并行和顺序执行
• 无需编写代码即可集成服务

6. 使用事件触发事务

优先采用事件驱动，而非同步请求/响应

// Pattern: Event-driven processing
const bucket = new s3.Bucket(this, 'DataBucket');

bucket.addEventNotification(
  s3.EventType.OBJECT_CREATED,
  new s3n.LambdaDestination(processFunction),
  { prefix: 'uploads/' }
);

// Pattern: EventBridge integration
const rule = new events.Rule(this, 'OrderRule', {
  eventPattern: {
    source: ['orders'],
    detailType: ['OrderPlaced'],
  },
});

rule.addTarget(new targets.LambdaFunction(processOrderFunction));

优势：

• 服务之间松耦合
• 异步处理
• 容错能力更强
• 可独立扩展

7. 为故障和重复操作做好设计

操作必须具备幂等性

// ✅ GOOD - Idempotent operation
export const handler = async (event: SQSEvent) => {
  for (const record of event.Records) {
    const orderId = JSON.parse(record.body).orderId;

    // Check if already processed (idempotency)
    const existing = await dynamodb.getItem({
      TableName: process.env.TABLE_NAME,
      Key: { orderId },
    });

    if (existing.Item) {
      console.log('Order already processed:', orderId);
      continue; // Skip duplicate
    }

    // Process order
    await processOrder(orderId);

    // Mark as processed
    await dynamodb.putItem({
      TableName: process.env.TABLE_NAME,
      Item: { orderId, processedAt: Date.now() },
    });
  }
};

使用指数退避实现重试逻辑：

async function withRetry<T>(fn: () => Promise<T>, maxRetries = 3): Promise<T> {
  for (let i = 0; i < maxRetries; i++) {
    try {
      return await fn();
    } catch (error) {
      if (i === maxRetries - 1) throw error;
      await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, Math.pow(2, i) * 1000));
    }
  }
  throw new Error('Max retries exceeded');
}

架构模式

如需查看包含完整代码示例的详细实现模式，请参阅参考文档：

事件驱动架构模式

文件：references/eda-patterns.md

• 使用 EventBridge 的事件路由器（自定义事件总线、架构注册表、基于规则的路由）
• 使用 SQS 的队列处理（标准/FIFO、DLQ、Lambda 消费者）
• 使用 SNS + SQS 的发布/订阅扇出（多消费者、筛选）
• 使用 Step Functions 的 Saga 模式（分布式事务、补偿操作）
• 使用 DynamoDB Streams 的事件溯源（仅追加事件存储、投影）

无服务器架构模式

文件：references/serverless-patterns.md

• API 驱动的微服务（REST API + Lambda 后端）
• 使用 Kinesis 的流处理（实时、批处理窗口、出错时拆分）
• 使用 SQS 的异步任务处理（后台作业、并发控制）
• 使用 EventBridge 的定时作业（cron/rate 计划）
• Webhook 处理（签名验证、异步队列转发）

重要：使用参考资料中的 CDK 代码示例时，避免将资源名称硬编码（例如 restApiName、eventBusName）。让 CDK 自动生成唯一名称，以支持复用和并行部署。详情请参阅 aws-cdk-development 技能。

最佳实践

错误处理

实现全面的错误处理：

export const handler = async (event: SQSEvent) => {
  const failures: SQSBatchItemFailure[] = [];

  for (const record of event.Records) {
    try {
      await processRecord(record);
    } catch (error) {
      console.error('Failed to process record:', record.messageId, error);
      failures.push({ itemIdentifier: record.messageId });
    }
  }

  // Return partial batch failures for retry
  return { batchItemFailures: failures };
};

死信队列

始终配置 DLQ 以处理错误：

const dlq = new sqs.Queue(this, 'DLQ', {
  retentionPeriod: Duration.days(14),
});

const queue = new sqs.Queue(this, 'Queue', {
  deadLetterQueue: {
    queue: dlq,
    maxReceiveCount: 3,
  },
});

// Monitor DLQ depth
new cloudwatch.Alarm(this, 'DLQAlarm', {
  metric: dlq.metricApproximateNumberOfMessagesVisible(),
  threshold: 1,
  evaluationPeriods: 1,
  alarmDescription: 'Messages in DLQ require attention',
});

可观测性

启用跟踪和监控：

new NodejsFunction(this, 'Function', {
  entry: 'src/handler.ts',
  tracing: lambda.Tracing.ACTIVE, // X-Ray tracing
  environment: {
    POWERTOOLS_SERVICE_NAME: 'order-service',
    POWERTOOLS_METRICS_NAMESPACE: 'MyApp',
    LOG_LEVEL: 'INFO',
  },
});

有效使用 MCP 服务

构建无服务器基础设施时，使用 CDK MCP 服务（通过 aws-cdk-development 依赖项）获取构造建议和 CDK 专属指导。

实施前，使用 AWS Documentation MCP 验证服务功能、区域可用性和 API 规范。

其他资源

此技能包含基于 AWS 最佳实践编写的全面参考文档：

• 无服务器模式：references/serverless-patterns.md

  • 核心无服务器架构和 API 模式
  • 数据处理和集成模式
  • 使用 Step Functions 编排
  • 应避免的反模式

• 事件驱动架构模式：references/eda-patterns.md

  • 事件路由和处理模式
  • 事件溯源和 Saga 模式
  • 幂等性和错误处理
  • 消息排序和去重

• 安全最佳实践：references/security-best-practices.md

  • 共同责任模型
  • IAM 最小权限模式
  • 数据保护和加密
  • 使用 VPC 实现网络安全

• 可观测性最佳实践：references/observability-best-practices.md

  • 三大支柱：指标、日志、跟踪
  • 使用 Lambda Powertools 进行结构化日志记录
  • X-Ray 分布式跟踪
  • CloudWatch 警报和控制面板

• 性能优化：references/performance-optimization.md

  • 冷启动优化技术
  • 内存和 CPU 优化
  • 减小软件包大小
  • 预置并发模式

• 部署最佳实践：references/deployment-best-practices.md

  • CI/CD 流水线设计
  • 测试策略（单元、集成、负载）
  • 部署策略（金丝雀、蓝/绿）
  • 回滚和安全机制

外部资源：

• AWS Well-Architected Serverless Lens：https://docs.aws.amazon.com/wellarchitected/latest/serverless-applications-lens/
• ServerlessLand.com：预构建的无服务器模式
• AWS Serverless Workshops：https://serverlessland.com/learn?type=Workshops

如需了解详细的实施模式、反模式和代码示例，请参阅技能目录中的全面参考资料。