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AWS 云开发工具包 (CDK) – TypeScript 和 Python 版现已正式发布

将基础设施作为代码来管理（基础设施即代码）具有极大的优势，往往是成功贯彻开发运营实践的敲门砖。这样将不再需要倚赖手动执行的步骤，管理员和开发人员均可以使用配置文件，自动化预置应用程序需要的计算、存储、网络和应用服务。

例如，通过定义基础设施即代码，您可以实现如下目标：

  • 将基础设施和应用程序代码存储在同一存储库中
  • 实现基础设施更改的跨环境、跨 AWS 账户和跨 AWS 区域可重复性和可预见性
  • 在暂存环境中复制生产环境，从而支持持续测试
  • 在您刚刚用于压力测试的性能测试环境中复制生产环境
  • 使用与代码更改相同的工具来发布基础设施更改，从而确保部署也包含对基础设施的更新
  • 将软件开发最佳实践应用于基础设施管理，例如代码评审或频繁部署小的更改

用于管理基础设施的配置文件一般会作为 YAML 或 JSON 文本文件实现，但这会丧失现代编程语言的大部分优势。特别是对 YAML 文件，可能会非常难以检测到在向其他系统传输过程中被截断的文件，或在模板之间复制粘贴时丢失的文件。

如果可以借助自己喜欢的编程语言的强大功能来定义云基础设施，岂不是更好？ 为此，我们在去年推出了开发人员预览版的 AWS 云开发工具包 (CDK)，这是一个可扩展的开源软件开发框架，让您可以使用熟悉的编程语言来构建模型和预置云基础设施。

今天我无比兴奋地告诉大家，适用于 TypeScript 和 Pytho 的 AWS CDK 现已正式发布！

借助 AWS CDK，您可以设计、创作和分享满足您独特需求的自定义组件。例如，您可以创建一个组件来设置自己的标准 VPC，以及它的关联路由和安全性配置。或者使用 AWS CodeBuild 和 CodePipeline 等工具为您的微服务创建标准的 CI/CD 管道。

我个人真正喜欢的是，通过使用 AWS CDK，您可以使用同样的编程语言在您的 IDE 中构建应用程序（包括基础设施），加上现代 IDE 已经内置的自动填充和参数建议支持，不再需要在不同的工具或技术之间进行思维切换。 AWS CDK 诞生之后，快速将 AWS 基础设施代码化，完成配置并将它与您的应用程序代码绑定，真正变得趣味无限！

AWS CDK 的工作原理
AWS CDK 中的一切都是一种构件 (construct)。您可以将构件想象成云组件，它代表任意复杂度的架构：S3 存储桶或 SNS 主题等单个资源、静态网站、甚至是覆盖多个 AWS 账户和区域的复杂的多堆栈应用程序。为提高其可复用性，构件可以包含其他构件。 您可以将若干构件组合成堆栈（可以部署到 AWS 环境中）以及应用程序（一个或多个堆栈的集合）。

如何使用 AWS CDK
我们根据客户的反馈不断增加新功能。这意味着在创建 AWS 资源时，您往往需要指定许多选项和依赖项。例如在创建 VPC 时，您必须思考需要使用多少个可用区 (AZ) 以及如何配置子网，从而赋予对将在该 VPC 中部署的资源的私有和公有访问权限。

为方便定义 AWS 资源的状态，AWS 构件库通过您可以在需要时进行自定义的合理默认设置，将许多 AWS 服务的丰富功能完整呈现。在上例中，该 VPC 构件会默认为该 VPC 中的所有可用区创建公有和私有子网，如果未指定可用区数量，则将使用 3 个可用区。

要创建和管理 CDK 应用程序，您可以使用 AWS CDK 命令行界面 (CLI)，这是一种命令行工具，需要使用 Node.js 并且可以使用如下命令轻松安装：

npm install -g aws-cdk

然后您可以将 CDK CLI 与不同的命令结合使用：

  • cdk init 命令用于使用支持的任意一种编程语言，在当前目录中初始化新的 CDK 项目
  • cdk synth 命令用于打印此应用程序的 CloudFormation 模板
  • cdk deploy 命令用于在您的 AWS 账户中部署应用程序
  • cdk diff 用于比较项目文件中的内容和已经部署的内容

直接运行 cdk 命令可以查看可用的命令和选项。

您可以在部署自动化工作流中轻松包含 CDK CLI，例如使用 Jenkins 或 AWS CodeBuild。

下面我们使用不同的编程语言，通过 AWS CDK 来构件两个示例项目。

TypeScript 示例
对于第一个项目，我将使用 TypeScript 来定义基础设施：

cdk init app --language=typescript

下面简要概括了我要构建的内容，但并未深入介绍 VPC 中的公有/私有子网的详细信息。有一个在线前端向队列中写入消息，另外还有一个异步后端，使用来自该队列的消息：

在堆栈中，下面的 TypeScript 代码定义了我需要的资源以及资源之间的关系：

  • 首先我定义了 VPC 以及该 VPC 中的一个 Amazon ECS 集群。通过使用 AWS 构件库提供的默认设置，此处我不需要指定任何参数。
  • 然后我使用一个 ECS 模式，该模式通过几行代码建立了一个 Amazon SQS 队列以及一个在 AWS Fargate 上运行的 ECS 服务以使用该队列中的消息。
  • ECS 模式库提供了较高级别的 ECS 构件，这些构件采用常用的架构模式，例如负载均衡服务、队列处理和计划任务等。
  • 该 ECS 模式将创建一个名称与该队列相同的 Lambda 函数，作为一个环境变量通过，并获得向该队列发送消息的权限。
  • 该 Lambda 函数的代码和 Docker 映像作为资产通过。资产可让您将来自项目的文件或目录捆绑打包，然后与 Lambda 或 ECS 结合使用。
  • 最后，一个 Amazon API Gateway 终端节点将提供到该函数的 HTTPS REST 接口。
const myVpc = new ec2.Vpc(this, "MyVPC");

const myCluster = new ecs.Cluster(this, "MyCluster", {
  vpc: myVpc
});

const myQueueProcessingService = new ecs_patterns.QueueProcessingFargateService(
  this, "MyQueueProcessingService", {
    cluster: myCluster,
    memoryLimitMiB: 512,
    image: ecs.ContainerImage.fromAsset("my-queue-consumer")
  });

const myFunction = new lambda.Function(
  this, "MyFrontendFunction", {
    runtime: lambda.Runtime.NODEJS_10_X,
    timeout: Duration.seconds(3),
    handler: "index.handler",
    code: lambda.Code.asset("my-front-end"),
    environment: {
      QUEUE_NAME: myQueueProcessingService.sqsQueue.queueName
    }
  });

myQueueProcessingService.sqsQueue.grantSendMessages(myFunction);

const myApi = new apigateway.LambdaRestApi(
  this, "MyFrontendApi", {
    handler: myFunction
  });

我发现此代码的可读性极高，维护也比对应的 JSON 或 YAML 文件更为方便。此外，此例中的 cdk synth 命令输出了 800 多行简单的 CloudFormation YAML 代码。

Python 示例
对于第二个项目，我将使用 Python：

cdk init app --language=python

我想要构建一个每 10 分钟执行一次的 Lambda 函数：

在 Python 中初始化 CDK 项目时，已经为您见了一个 virtualenv。您可以激活 virtualenv 并使用如下命令安装您的项目需求：

source .env/bin/activate

pip install -r requirements.txt

请注意，如果您不从活动的 virtualenv 启动某些编辑器（例如 Visual Studio Code），Python 自动填写功能可能不起作用。

在堆栈中，下面的 Python 代码定义了 Lambda 函数以及定期将该函数作为目标调用的 CloudWatch 事件规则：

myFunction = aws_lambda.Function(
    self, "MyPeriodicFunction",
    code=aws_lambda.Code.asset("src"),
    handler="index.main",
    timeout=core.Duration.seconds(30),
    runtime=aws_lambda.Runtime.PYTHON_3_7,
)

myRule = aws_events.Rule(
    self, "MyRule",
    schedule=aws_events.Schedule.rate(core.Duration.minutes(10)),
)
myRule.add_target(aws_events_targets.LambdaFunction(myFunction))

同样，即使您并不详细了解 AWS CDK，这也非常容易理解。例如，持续时间包含时间单位，您无需考虑它是用秒、毫秒还是天来表示。此例中的 cdk synth 命令输出了 90 多行简单的 CloudFormation YAML 代码。

现已推出
使用 AWS CDK 不会产生任何额外的费用，您只需为此工具部署的 AWS 资源付费。

要快速学会使用此 CDK，请首先学习此超级棒的详细分步在线教程！

以下存储库中提供了更多 CDK 项目的示例，它们使用不同的编程语言：

https://github.com/aws-samples/aws-cdk-examples

有关更多信息，请参阅此处的编写您自己的构件。

AWS CDK 属于开源项目，我们欢迎大家做出贡献，使它变得更加好用：

https://github.com/awslabs/aws-cdk

在 GitHub 上查看我们的源代码，立即使用 TypeScript 或 Python 开始构建您的基础设施，或者在开发人员预览版中尝试不同的语言（例如 C# 和 Java）并向我们提供反馈！