API GatewayとLambdaで作られたWebアプリのセッション情報をDynamoDBに保存する

AWS DVAの出題範囲の1つでもある、AWSのサービスによる開発に関する内容です。

API GatewayおよびLambda関数で作成するWebアプリにおいて、セッション情報をどのように扱うかについて考えます。

今回はセッション情報をDynamoDBで保存する方法をご紹介します。
なおセッション管理には、Cookieを使用します。

構築する環境

Diagram of storing session data from web apps created with API Gateway and Lambda in DynamoDB.

DynamoDBテーブルを作成します。
このテーブルには、セッション情報を保存します。
具体的には、セッションごとに2つのデータを保存します。

セッションID
カウンタ

カウンタはセッション継続中に、アプリにアクセスした回数を記録するものです。

Lambda関数を作成します。
この関数の働きは、DynamoDBにアクセスし、セッション情報を取得/保存することと、セッションIDをCookieに保存することです。
関数のランタイム環境はPython3.8とします。

API Gatewayを作成し、バックエンドにLambda関数を配置します。
ユーザからHTTPリクエストを受けた場合、API Gatewayがエンドポイントとなって、代理で関数を呼び出し、同関数の実行結果をユーザに返すというシンプルな構成です。
API GatewayはHTTP APIタイプとします。

CloudFormationテンプレートファイル

上記の構成をCloudFormationで構築します。
以下のURLにCloudFormationテンプレートを配置しています。

https://github.com/awstut-an-r/awstut-dva/tree/main/03/006

テンプレートファイルのポイント解説

本ページでは、DynamoDBでセッション情報を管理する方法を中心にご紹介します。

HTTP APIタイプのAPI Gatewayに関する基本的な事項については、以下のページをご確認ください。

DynamoDB

Resources:
  Table:
    Type: AWS::DynamoDB::Table
    Properties:
      AttributeDefinitions:
        - AttributeName: session-id
          AttributeType: S
      BillingMode: PAY_PER_REQUEST
      KeySchema:
        - AttributeName: session-id
          KeyType: HASH
      TableName: !Sub "${Prefix}-table"
Code language: YAML (yaml)

DynamoDBテーブルを作成します。
DynamoDBテーブルに関する基本的な事項については、以下のページをご確認ください。

テーブルに「session-id」属性を設定し、これをパーティションキーとします。

Lambda

関数

Resources:
  Function:
    Type: AWS::Lambda::Function
    Properties:
      Architectures:
        - !Ref Architecture
      Code:
        ZipFile: |
          import boto3
          import json
          import os
          import uuid
          from http import cookies

          ATTR_COUNTER = 'counter'
          ATTR_SESSION_ID = 'session-id'
          COOKIE_KEY = 'cookie-test'
          DYNAMODB_ITEM_KEY = 'Item'
          TABLE_NAME = os.environ['TABLE_NAME']

          dynamodb_client = boto3.client('dynamodb')

          def lambda_handler(event, context):
            session_id = ''
            if not 'cookies' in event:
              session_id = str(uuid.uuid4())
            else:
              C = cookies.SimpleCookie()
              C.load('; '.join([cookie for cookie in event['cookies']]))
              cookie_dict = {k: v.value for k, v in C.items()}

              if not COOKIE_KEY in cookie_dict:
                session_id = str(uuid.uuid4())
              else:
                session_id = cookie_dict[COOKIE_KEY]

            dynamodb_get_item_response = dynamodb_client.get_item(
              TableName=TABLE_NAME,
              Key={
                ATTR_SESSION_ID: {'S': session_id}
              }
            )
            #print(dynamodb_get_item_response)

            counter = 0
            if not DYNAMODB_ITEM_KEY in dynamodb_get_item_response:
              counter = 1
            else:
              counter = int(
                dynamodb_get_item_response[DYNAMODB_ITEM_KEY][ATTR_COUNTER]['N']) + 1

            dynamodb_put_item_response = dynamodb_client.put_item(
              TableName=TABLE_NAME,
              Item={
                ATTR_SESSION_ID: {'S': session_id},
                ATTR_COUNTER: {'N': str(counter)}
              }
            )
            #print(dynamodb_put_item_response)

            body = 'session-id: {session_id}, counter: {counter}'.format(
              session_id=session_id,
              counter=counter)

            set_cookie = '{cookie_key}={session_id}'.format(
              cookie_key=COOKIE_KEY,
              session_id=session_id)

            return {
              'statusCode': 200,
              'body': body,
              'headers': {
                'Set-Cookie': set_cookie
              }
            }
      Environment:
        Variables:
          TABLE_NAME: !Ref Table
      FunctionName: !Sub "${Prefix}-function"
      Handler: !Ref Handler
      Runtime: !Ref Runtime
      Role: !GetAtt FunctionRole.Arn
Code language: YAML (yaml)

Lambda関数で実行するコードをインライン形式で記載します。
詳細につきましては、以下のページをご確認ください。

Environmentプロパティで環境変数を定義します。
先述のDynamoDBテーブルのテーブル名を設定します。

この関数で実行する処理の内容は以下の通りです。

eventオブジェクトからCookie情報にアクセスし、セッションIDを取得する。
CookieにセッションIDが登録されていない場合は、UUIDベースのユニークなIDを生成し、これをセッションIDとする。
DynamoDBテーブルに対して、セッションIDを使って項目の取得を試み、該当する項目があれば、カウンタ値を取得する。
該当する項目がない場合は、カウンタ値を1とする。
DynamoDBテーブルに対して、セッションIDをパーティションキーとして、カウンタ値を保存する。
HTTPレスポンスのヘッダーにおいて、CookieにセッションIDを設定する。
HTTPレスポンスのボディに、セッションIDとカウンタ値を埋め込んだ文字列を設定する。

IAMロール

Resources:
  FunctionRole:
    Type: AWS::IAM::Role
    DeletionPolicy: Delete
    Properties:
      AssumeRolePolicyDocument:
        Version: 2012-10-17
        Statement:
          - Effect: Allow
            Action: sts:AssumeRole
            Principal:
              Service:
                - lambda.amazonaws.com
      ManagedPolicyArns:
        - arn:aws:iam::aws:policy/service-role/AWSLambdaBasicExecutionRole
      Policies:
        - PolicyName: SessionPolicy
          PolicyDocument:
            Version: 2012-10-17
            Statement:
              - Effect: Allow
                Action:
                  - dynamodb:GetItem
                  - dynamodb:PutItem
                Resource:
                  - !Sub "arn:aws:dynamodb:${AWS::Region}:${AWS::AccountId}:table/${Table}"
Code language: YAML (yaml)